摘要：在改革开放的新时期，国内大部分油田都已进入高含水期，造成了污水加热能耗高、系统处理负荷高等问题。首先介绍高含水采出液给油田生产带来的危害，其次针对危害，重点详述了国内外几种常用的预分水处理技术，最后对预分水技术发展趋势进行了分析。分析认为，随着高含水油田的增多，高效预分水装置会逐渐向各种技术的一体化、小型化、低投资和低成本方向发展，将预分水与污水除油合二为一，减少污水流动环节，从而有效降低后端油水处理系统负荷、能耗及运行成本。
关键词：高含水油田；预分水；仰角式分离器
引言
石油是存在于地下的孔隙中的由碳氢化合物和部分杂质组成的可燃的液态的有机矿产，是一种非常复杂的天然的有机化合物的混合物。目前，全世界对石油的使用量只是有增无减，但全世界对石油的储存量是有限的，以目前的开采速度计算，如果没有一种可以使油田高效率可持续开发的技术，那全世界对石油的存储总有枯竭的那一天。人类必须严肃对待这一问题，这也给油田开发的技术研究人员带来了巨大的压力与难度。就我国目前形势来看，我国先后开发了大庆油田、胜利油田、中原油田等大油田。近年来，我国又在渤海湾探测到了新油区。伴随着多年对油田的勘测开发，油田的开发会逐渐到达高含水开发这一阶段，地下剩余的可开发油分散并且复杂化，这给石油稳定高效率的开发增加了更大的难度。这一期间，资金的短缺、成本的加大等原因更是给开发技术的可行性带来了考验。
1高含水油田的特点
1）水来源比较复杂高含水油田中的水，主要是由边水、底水以及两者的共同作用而形成的。其中，边水对油田含水量的影响较小，主要表现在推进作用上，而底水则是油田含水量增大的主要原因。另外，边水与底水的共同作用也可以对油田含水量产生很大的影响，它会增高油层的界面，使其浮动性变大，从而进一步降低油田的采收率。2）水层较厚高含水油田的突出特点是水层比较厚、水域范围比较广。当石油和水混合之后，石油的粘度就会明显降低，而且浮动性也会变大，影响石油的采收效果。通过多个水平井和调整井的应用，可以对油田的含水情况以及浮动情况进行判定。如果水平方向上的每一个水平井中油水混合层的高度改变时，就可以认为该地区含水油层的浮动范围过大；当调整井的测量厚度远远大于实际的油层厚度时，则可以认为油田的水层厚度过大。
2高含水采出液生产现状
2.1加重个别联合站设备处理负荷
当高含水采出液输送至联合站后，造成个别联合站系统超负荷运行，同时来液量过高时，三相分离器来不及处理，部分原油直接进入污水处理系统，导致污水中含固相颗粒、含油偏高，部分污水水质不达标，从而影响整个注水系统效率，但改造扩大联合站处理系统不仅受空间位置限制，而且投资成本高。
2.2浪费大量的清水资源
一些偏远区块，由于无污水回注系统，地层能量严重不足，只能以附近河水作为注入水源，不仅浪费了大量的清水资源，而且该区块的产出水拉运至联合站集中处理，还增加了拉液费用和污水处理成本，同时若地层与清水不配伍，还极易引起地层水敏伤害、微粒运移，造成地层渗透率下降。
2.3高含水油田情况
目前，我国东部地区很多油田的主力油藏的含水都大于90%，已经进入特高含水期，并且在经过了多次采油之后，也仅能采出地下总储量的30%左右，地下仍然有很多剩余油，这些剩余油都是可利用的，可以增加储层的采储量和采收率，从而提高油田的产量。近些年以来，随着油田开采程度的不断深入，地下油水关系和剩余油的分布情况变得越来越复杂，极大地增加了油田开发的难度。相比于中高含水期，特高含水期的剩余油更加分散，措施效果较差、采油速度慢、耗水量大，从而降低了油田的产量和经济效益。
3预分水技术研究
3.1遵循基本原则，合理运用开采技术
深度开发高含水油田，以及提高其采收率，必须要遵循不盲目、不浪费、高效采油的基本原则之下，再合理运用开采技术，以此来落实目标。运用到高含水油田中的开采技术包括以下几个方面：第一是常规高含水油田开采技术，由于油藏达到高含水期之后，一般开采期限已经经历的时间较长，使得地层出砂而砂埋管柱的现象十分严重，因此，利用常规高含水油田开采技术进一步细分层系，促使高含水油田真正实现有效注水，有利于增加驱油率。第二是特色高含水油田开采技术，而这一项技术又是由四个内容所组成：①侧钻水平井技术，以测绘地质为目标，借用已经钻取老井的现有井身结构，在套管的某一深度开窗，再以定向钻井技术，控制井眼伸展；②不稳定注水技术，利用高渗透层与低渗透层之间以及同一层的高渗透部位与低渗透层部位之间的不同压差，不断变化注水量、方向，以此来提高采收率；③物理法采油技术，以声场、电场等自身的特性，在此基础上优缺点互补，灵活应用，形成叠加型技术来提高开采量与开采效率；④微生物采油技术，通过微生物自身代谢产生的表面活性剂、生物气体、生物代谢物以及其细胞的亲向性，进一步提高采油效率。
3.2加强对老井的复查工作
在油田的开采初期，油田的含水量是最低的，随着开采程度的不断深入，由于开采过程中对油层的破坏以及含油量的逐渐减少，使得油层中的含水量逐渐增大。加强对老井的复查，可以弥补之前开采技术的不足，既提高了老井的采收率，又提高油田的产量，减少石油资源的浪费。从目前我国油田开发情况来看，对高含水油田开采技术的研究逐渐引起了各大油田的重视，但是很多油田还是采用传统的方法来开采老井，因此必须重视对高含水油田老井的复查工作。
3.3仰角式油水分离技术
仰角式油水分离器的工作原理是高含水油水混合物进入设备后，首先在密度差的作用下，油相聚集于容器的上段，水相聚集在容器的下段；而后油相聚集段的水滴在重力的作用下，不断从油连续相中沉降下来，脱除油相中的水；而水相聚集段的油滴在浮力的作用下，不断从水连续相中浮升上来，除去水相中的油。俄罗斯和欧美国家已广泛推广应用。相比于传统重力分离装置，该装置与水平面呈一定角度，增加了油滴的浮升面积，增大了排水口和油水界面的距离，减少了沉降时间。国外先后开发出了两种规格（直径1.372m×18.3m和直径0.9m×18.3m）的仰角式油水分离器，目前Genesis、Canoxy、卡克斯特等公司先后在世界各地推广应用了50多套仰角式分离器，仰角式油水分离器现场应用效果统计见表1。从表1中可知，仰角式油水分离器脱水后水中含油量最低75mg/L，可满足高渗透油田回注要求。仰角式油水分离器先后在大庆、大港等油田得到推广应用，但分水效果不理想，且出水含油量在1000mg/L以上。优点：设备简单、占地空间小、安装灵活；投资成本仅为卧式分离器1/2到1/6。缺点：入口分液管处的速度分布不均匀，存在不同程度的旋流，易造成油水两相在分界面处的掺混；出水含油量高。
表1仰角式油水分离器现场应用效果统计
结语
随着油田的逐步开发，无论是在技术方面还是在施工方面都在向各个方面的研究及开发人员发出挑战。全世界的石油资源是有限的，怎样才能高效率可持续的开发利用石油资源，将成为全世界将面临及探究的重要课题。建立符合高含水期油田开发阶段的评价方法体系，将会成功的提高油田的产油量，并为油田开发领域带来重要意义。全世界对石油的用量越来越大，对石油资源的可持续发展固然重要，但人类对资源的节约与保护同样是对世界石油产业的贡献与更是对自己家园的负责。
参考文献：
［1］杨作万．提高三相分离器分离效果的优化设计研究［D］．西安：西安石油大学，2013．
［2］张劲松，冯叔初，李玉星，等．油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究［J］．过滤与分离，2001，11（3）：15－18．
论文作者:祝宏霞1, 刘洪俊2,赵玉亭3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/25
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