CN112871895A - 油田注水管线化学清洗方法及清洗装置 - Google Patents
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Abstract
油田注水管线化学清洗方法及清洗装置是油田用注水管线清洗技术，它克服了目前其它技术存在的缺点，其结构关系是，硫化氢处理装置由管线分别与中和罐、气液分离罐连接，其连接的管线上分别安装有阀门；中和罐分别与气液分离罐、碱清罐、废液罐由管线连接，其连接的管线上分别安装有阀门，废液罐的入口处设置有废液罐抑制剂充入口；气液分离罐由管线与集沙槽连接，其连接的管线上安装有阀门，并在集沙槽上设置有抑制剂充入口，气液分离罐上还连接有清洗液流出管线；油田注水管线化学清洗方法包括对垢配药、梯度清洗、废液处理、废渣处理、单质硫处理五个步骤。
Description
技术领域
本发明涉及油田用注水管线清洗技术，尤其是油田注水管线化
学清洗方法及清洗装置。
背景技术
油田用注水管线用的时间长了就会结垢，经过分析垢质成分主要为碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、硫化亚铁、氧化铁等，靠近管壁的以硫化亚铁为主，中间层为硫酸钙、硅酸盐，外层为碳酸盐、泥质成分。这对这些问题，一般的处理方法就是用一些碱性溶液清洗即可，虽说能起到一定的处理效果，但是存在有处理不干净，处理后的废液流出又对环境进行了污染，特别是硫化氢如果处理不当，就会流入大气环境，直接影响着人们的身心健康。
发明内容
本发明的目的是提供既能处理干净又能无污染环境的油田注水管线化学清洗方法及清洗装置，它克服了目前其它技术存在的缺点，本发明的目的是这样实现的，其装置包括硫化氢处理装置、管线、中和罐、气液分离罐、碱清罐、废液罐、集沙槽、阀门，所述硫化氢处理装置由管线分别与中和罐、气液分离罐连接，其连接的管线上分别安装有阀门；所述中和罐分别与气液分离罐、碱清罐、废液罐由管线连接，其连接的管线上分别安装有阀门，所述废液罐的入口处设置有废液罐抑制剂充入口；所述气液分离罐由管线与集沙槽连接，其连接的管线上安装有阀门，并在集沙槽上设置有抑制剂充入口，气液分离罐上还连接有清洗液流出管线。
所述油田注水管线化学清洗方法包括对垢配药、梯度清洗、废液处理、废渣处理、单质硫处理五个步骤。
第一步对垢配药，针对提取的垢样，经分析垢质成分主要为碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、硫化亚铁、氧化铁等，靠近管壁的以硫化亚铁为主，中间层为硫酸钙、硅酸盐，外层为碳酸盐、泥质成分。配制了相应的除垢剂，主要成分为有机酸25～30%、去离子水60～65%、改性咪唑啉季铵盐≤2%、改性异构醇醚≤1%、N-均三嗪≤1%、表面活性剂2～3%、工业酒精5～6%，由于配制的清洗剂含有缓蚀成分，对钢铁材料没有腐蚀性。
由于外层垢以碳酸盐为主，进药浓度高了、速度快了会产生大量的CO2气体使得清洗液在出口形成较多泡沫，影响H2S脱硫效果。中间垢层以CaSO4为主，最内层垢以FeS为主，因此，需要针对不同垢层配置不同的药剂，以保证清洗效果。具体方法如下：1、碳酸盐垢清洗：把按试验方案调配的的药剂原液（有效浓度约35%）按1:5～6进行稀释，按10～15L/min速度泵入注水管线进行循环清洗，期间要注意检测出口残液pH值，当pH值低于2～3后需要适当添加原液。当出口残液中气体只有微量小气泡时，碳酸盐垢清洗结束。2、CaSO4垢清洗：按1:2稀释原液后泵入注水管线，CaSO4垢中含有的碳酸盐垢与药剂反应产生气体，注意观察出口气体含量，当出口基本没有气体时，直接泵入原液进行浸泡。浸泡期间注意观察注水管线内压力，当压力比初始压力升高0.5MPa时，打开出口，泵入新的原液。此段清洗与CaSO4垢厚度和致密性密切相关，时间可能较长，必要时需要打开管线进出口观察效果。CaSO4垢浸泡清洗产生的废液酸浓度较高，可以用吨桶收集起来用于下次管线清洗。3、FeS垢清洗：把原液泵入注水管线循环，注意观察出口气体含量，当出口基本没有气体后进行浸泡。浸泡期间注意观察注水管线内压力，当压力比初始压力升高到0.5MPa时，打开出口，泵入原液。此段清洗产生的废液可能含有较多的有效酸液，可以用吨桶收集起来用在下次管线初始清洗。
第二步梯度清洗：初期采用低浓度、低速度进药，控制气体产生量，控制废液中泡沫产生，以保证脱硫撬平稳运行。中期适当提高药剂浓度并添加渗透剂及表面活性剂，以提高CaSO4溶垢速度。后期进一步提高药剂浓度，促进FeS溶解。
第三步废液处理：清洗过程中排出的液体pH＜2时均可以添加部分原液进行回用，只有pH≥2时才能够视为废液。废液需添加H2S抑制剂确认没有H2S逸出后用吨桶存好，待清洗结束用NaOH中和到pH=7～8后拉运至污水站倾倒。
第四步废渣处理：清洗过程中产生的废渣、污泥中可能含有FeS及少量的H2S，FeS可能与残留的药剂反应产生H2S，因此，需要在废渣、污泥中添加H2S抑制剂，确认没有H2S逸出后才能拉运至甲方指定的固废处理点进行处理。
第五步单质硫处理：废气中的H2S经过脱硫撬处理后生成含水单质硫，需用密封的容器存好，待清洗结束后统一拉运至甲方指定的固废回收单位进行处理。
由于垢质中含FeS较多，清洗过程中随时都有H2S产生，因此，清洗过程的出口端废液、废气全过程按涉硫高危环境作业进行安全风险控制，废气全部进入专用H2S撬脱硫处理，废液、废渣添加H2S抑制剂处理，保证清洗过程安全无风险。
附图说明
图1为油田注水管线化学清洗装置示意图，图中1、硫化氢处理装置 2、管线3、中和罐 4、气液分离罐 5、碱清罐 6、废液罐 7、集沙槽 8、阀门 9、废液罐抑制剂充入口 10、抑制剂充入口 11、清洗液流出管线。
具体实施方式
实施例1、本发明的装置包括硫化氢处理装置1、管线2、中和罐3、气液分离罐4、碱清罐5、废液罐6、集沙槽7、阀门8，所述硫化氢处理装置1由管线2分别与中和罐3、气液分离罐4连接，其连接的管线2上分别安装有阀门8；所述中和罐3分别与气液分离罐4、碱清罐5、废液罐6由管线连接，其连接的管线上分别安装有阀门，所述废液罐6的入口处设置有废液罐抑制剂充入口9；所述气液分离罐4由管线与集沙槽7连接，其连接的管线上安装有阀门，并在集沙槽7上设置有抑制剂充入口10，气液分离罐4上还连接有清洗液流出管线11。
实施例2、所述油田注水管线化学清洗方法包括对垢配药、梯度清洗、废液处理、废渣处理、单质硫处理五个步骤。
第一步对垢配药，针对提取的垢样，经分析垢质成分主要为碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、硫化亚铁、氧化铁等，靠近管壁的以硫化亚铁为主，中间层为硫酸钙、硅酸盐，外层为碳酸盐、泥质成分；配制了相应的除垢剂，主要成分为有机酸25～30%、去离子水60～65%、改性咪唑啉季铵盐≤2%、改性异构醇醚≤1%、N-均三嗪≤1%、表面活性剂2～3%、工业酒精5～6%，由于配制的清洗剂含有缓蚀成分，对钢铁材料没有腐蚀性。
由于外层垢以碳酸盐为主，进药浓度高了、速度快了会产生大量的CO2气体使得清洗液在出口形成较多泡沫，影响H2S脱硫效果；中间垢层以CaSO4为主，最内层垢以FeS为主，因此，需要针对不同垢层配置不同的药剂，以保证清洗效果；具体方法如下：1、碳酸盐垢清洗：把按试验方案调配的的药剂原液（有效浓度约35%）按1:5～6进行稀释，按10～15L/min速度泵入注水管线进行循环清洗，期间要注意检测出口残液pH值，当pH值低于2～3后需要适当添加原液；当出口残液中气体只有微量小气泡时，碳酸盐垢清洗结束；2、CaSO4垢清洗：按1:2稀释原液后泵入注水管线，CaSO4垢中含有的碳酸盐垢与药剂反应产生气体，注意观察出口气体含量，当出口基本没有气体时，直接泵入原液进行浸泡；浸泡期间注意观察注水管线内压力，当压力比初始压力升高0.5MPa时，打开出口，泵入新的原液；此段清洗与CaSO4垢厚度和致密性密切相关，时间可能较长，必要时需要打开管线进出口观察效果；CaSO4垢浸泡清洗产生的废液酸浓度较高，可以用吨桶收集起来用于下次管线清洗；3、FeS垢清洗：把原液泵入注水管线循环，注意观察出口气体含量，当出口基本没有气体后进行浸泡；浸泡期间注意观察注水管线内压力，当压力比初始压力升高到0.5MPa时，打开出口，泵入原液；此段清洗产生的废液可能含有较多的有效酸液，可以用吨桶收集起来用在下次管线初始清洗。
第二步梯度清洗：初期采用低浓度、低速度进药，控制气体产生量，控制废液中泡沫产生，以保证脱硫撬平稳运行；中期适当提高药剂浓度并添加渗透剂及表面活性剂，以提高CaSO4溶垢速度；后期进一步提高药剂浓度，促进FeS溶解。
第三步废液处理：清洗过程中排出的液体pH＜2时均可以添加部分原液进行回用，只有pH≥2时才能够视为废液；废液需添加H2S抑制剂确认没有H2S逸出后用吨桶存好，待清洗结束用NaOH中和到pH=7～8后拉运至污水站倾倒。
第四步废渣处理：清洗过程中产生的废渣、污泥中可能含有FeS及少量的H2S，FeS可能与残留的药剂反应产生H2S，因此，需要在废渣、污泥中添加H2S抑制剂，确认没有H2S逸出后才能拉运至甲方指定的固废处理点进行处理。
第五步单质硫处理：废气中的H2S经过脱硫撬处理后生成含水单质硫，需用密封的容器存好，待清洗结束后统一拉运至甲方指定的固废回收单位进行处理。
Claims (2)
1.油田注水管线化学清洗装置，它包括硫化氢处理装置(1)、管线(2)、中和罐(3)、气液分离罐(4)、碱清罐(5)、废液罐(6)、集沙槽(7)、阀门(8)、清洗液流出管线(11)，其特征是：所述硫化氢处理装置(1)由管线(2)分别与中和罐(3)、气液分离罐(4)连接，其连接的管线(2)(上分别安装有阀门(8)；所述中和罐(3)分别与气液分离罐(4)、碱清罐(5)、废液罐(6)由管线连接，其连接的管线上分别安装有阀门，所述废液罐(6)的入口处设置有废液罐抑制剂充入口(9)；所述气液分离罐(4)由管线与集沙槽(7)连接，其连接的管线上安装有阀门，并在集沙槽(7)上设置有抑制剂充入口(10)，气液分离罐(4)上还连接有清洗液流出管线(11)。
2.权利要求1所述油田注水管线化学清洗装置的清洗方法，其特征是：它包括对垢配药、梯度清洗、废液处理、废渣处理、单质硫处理五个步骤：
第一步对垢配药，针对提取的垢样，经分析垢质成分主要为碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、硫化亚铁、氧化铁等，靠近管壁的以硫化亚铁为主，中间层为硫酸钙、硅酸盐，外层为碳酸盐、泥质成分。配制了相应的除垢剂，主要成分为有机酸25～30%、去离子水60～65%、改性咪唑啉季铵盐≤2%、改性异构醇醚≤1%、N-均三嗪≤1%、表面活性剂2～3%、工业酒精5～6%，由于配制的清洗剂含有缓蚀成分，对钢铁材料没有腐蚀性；由于外层垢以碳酸盐为主，进药浓度高了、速度快了会产生大量的CO2气体使得清洗液在出口形成较多泡沫，影响H2S脱硫效果；中间垢层以CaSO4为主，最内层垢以FeS为主，因此，需要针对不同垢层配置不同的药剂，以保证清洗效果；具体方法如下：1、碳酸盐垢清洗：把按试验方案调配的的药剂原液（有效浓度约35%）按1:5～6进行稀释，按10～15L/min速度泵入注水管线进行循环清洗，期间要注意检测出口残液pH值，当pH值低于2～3后需要适当添加原液；当出口残液中气体只有微量小气泡时，碳酸盐垢清洗结束；2、CaSO4垢清洗：按1:2稀释原液后泵入注水管线，CaSO4垢中含有的碳酸盐垢与药剂反应产生气体，注意观察出口气体含量，当出口基本没有气体时，直接泵入原液进行浸泡；浸泡期间注意观察注水管线内压力，当压力比初始压力升高0.5MPa时，打开出口，泵入新的原液；此段清洗与CaSO4垢厚度和致密性密切相关，时间可能较长，必要时需要打开管线进出口观察效果；CaSO4垢浸泡清洗产生的废液酸浓度较高，可以用吨桶收集起来用于下次管线清洗；3、FeS垢清洗：把原液泵入注水管线循环，注意观察出口气体含量，当出口基本没有气体后进行浸泡；浸泡期间注意观察注水管线内压力，当压力比初始压力升高到0.5MPa时，打开出口，泵入原液；此段清洗产生的废液可能含有较多的有效酸液，可以用吨桶收集起来用在下次管线初始清洗；
第二步梯度清洗：初期采用低浓度、低速度进药，控制气体产生量，控制废液中泡沫产生，以保证脱硫撬平稳运行；中期适当提高药剂浓度并添加渗透剂及表面活性剂，以提高CaSO4溶垢速度；后期进一步提高药剂浓度，促进FeS溶解；
第三步废液处理：清洗过程中排出的液体pH＜2时均可以添加部分原液进行回用，只有pH≥2时才能够视为废液；废液需添加H2S抑制剂确认没有H2S逸出后用吨桶存好，待清洗结束用NaOH中和到pH=7～8后拉运至污水站倾倒；
第四步废渣处理：清洗过程中产生的废渣、污泥中可能含有FeS及少量的H2S，FeS可能与残留的药剂反应产生H2S，因此，需要在废渣、污泥中添加H2S抑制剂，确认没有H2S逸出后才能拉运至甲方指定的固废处理点进行处理；
第五步单质硫处理：废气中的H2S经过脱硫撬处理后生成含水单质硫，需用密封的容器存好，待清洗结束后统一拉运至甲方指定的固废回收单位进行处理。
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