本發(fā)明涉及油田注水處理技術，尤其涉及碎屑巖油藏注水處理裝置及其方法。
背景技術：
注水開發(fā)是保持油層壓力，實現油田高產穩(wěn)產和改善油田開發(fā)效果最經濟、最成熟、最有潛力的方法。實現精細注水，是油田開發(fā)系統(tǒng)最核心、最重要、最有效的基礎，既是油田開發(fā)水平的集中體現，又是未來持續(xù)發(fā)展的關鍵。
在我國油田儲集層中，92％為陸相碎屑沉積，非均質性強。碎屑巖以粉砂巖和細砂巖為主，油藏物性差，孔隙度低(5％～20％)，滲透率低于10×10-3μm2的油層占低滲透油藏總數的50％以上。低滲透油田的注水水質問題是影響油田開發(fā)效果的主要因素之一，也是實現油田精細注水必須解決的問題之一。
我國碎屑巖油藏注水水質執(zhí)行中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準《碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法》(SY/T5329-2012)。其中，注水水質主要控制指標是懸浮固體含量、懸浮物顆粒直徑中值及含油量，次要控制指標是溶解氧含量。對于低滲透油田，注水水質指標懸浮固體含量≤2.0mg/L，懸浮物顆粒直徑中值≤1.5μm，油含量≤6.0mg/L，溶解氧含量≤0.50mg/L(清水)；對于特低滲透油田，注水水質指標懸浮固體含量≤1.0mg/L，懸浮物顆粒直徑中值≤1.0μm，油含量≤5.0mg/L，溶解氧含量≤0.50mg/L(清水)。為實現精細注水，部分油田提出的油田注水控制指標通常高于標準限值。
當采用清水作為油田注水水源時，油田注水常規(guī)處理工藝采用機械過濾器過濾去除懸浮物，采用投加除氧劑的方法降低注水溶解氧含量。機械過濾器通過填裝在內部的過濾介質截留固體懸浮物，屬于表面過濾，過濾精度低，出水水質波動較大，無法長周期滿足注水水質要求；除氧工藝主要是在注水中投加亞硫酸鈉、聯氨等還原態(tài)藥劑，與水中的溶解氧發(fā)生氧化還原反應以降低水中溶解氧濃度。由于無法控制反應速度和效果，常常需要過量投加藥劑，運行成本高，運行效果不穩(wěn)定。
因此，需要一種裝置及方法，其具有過濾精度高、除氧效果好且穩(wěn)定運行的特點，以實現油田精細注水。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的是提供一種過濾精度高、除氧效果好且穩(wěn)定運行的油田注水處理裝置及方法。
為實現上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種超濾膜和脫氣膜的雙膜處理裝置，用于去除水中的固體懸浮物及溶解氧氣體。其包括依次連接的原水箱1、原水泵2、超濾膜單元3、脫氣膜單元4、氮封水箱5、注水水泵6。
如上所述的裝置，其中，該裝置還包括超濾反洗水泵7、供氮裝置8、真空泵9。
其中，原水從原水箱1的進水口進入，出水口與原水泵2進水口連接，原水泵2出水口與超濾膜單元3進水口連接，超濾膜單元3出水口與脫氣膜單元4進水口連接，脫氣膜單元出水口與氮封水箱5進水口連接，氮封水箱5出水口1#與注水水泵6進水口連接，并外送至用水點，氮封水箱5出水口2#與超濾反洗水泵7進水口連接，超濾反洗水泵7出水口與超濾膜單元3反洗口連接，供氮裝置8出氣口分別與脫氣膜單元4進氣口和氮封水箱5進氣口連接，脫氣膜單元4出氣口與真空泵9連接。
超濾膜單元3采用中空纖維超濾膜過濾去除水中的固體顆粒物。超濾膜孔徑0.1μm。
脫氣膜單元4采用中空纖維多孔膜，采用氮氣吹掃和真空泵8抽真空的方式在脫氣膜內脫除水中的溶解氧及其他氣體。
氮封水箱5在水箱上部充入氮氣以阻止大氣與水面接觸，防止空氣中溶解氧溶入油田注水。
另一方面，本發(fā)明提供一種過濾精度高、除氧效果好且穩(wěn)定運行的油田注水處理方法，其包含如下步驟：
(1)原水進入原水箱1，原水箱1出水進入原水泵2進水口。
(2)原水泵2出水進入超濾膜單元3，超濾采用死端過濾方式，超濾通量≤60L/m2·h，超濾出水濁度≤0.1NTU，出水固體懸浮物含量≤0.1mg/L，懸浮物顆粒直徑≤0.1μm，超濾反洗周期不小于30min。
(3)超濾膜單元3出水進入脫氣膜單元4，脫氣膜采用2支1組的串聯方式運行，采用氮氣吹掃和真空泵抽真空的混合方式運行，脫氣膜通量≤150L/m2·h，氮氣吹掃強度為0.3m3/h/支脫氣膜元件，脫氣膜單元出水溶解氧含量≤0.05ppm。
(4)脫氣膜單元4出水進入氮封水箱5，氮封水箱5出水口1#連接注水水泵6進水口，并外送注水至用水點。氮封水箱5出水口2#連接超濾反洗水泵7進水口。
(5)超濾反洗水泵7出水口連接超濾膜單元3超濾反洗口，超濾每30min反洗一次，一次反洗3min。
(6)供氮裝置8出氣口分別與脫氣膜單元4進氣口和氮封水箱5進氣口連接。供氮裝置的氮氣濃度為99.995％。
(7)真空泵9采用水環(huán)真空泵，真空泵真空度50mmHg。
本發(fā)明針對油田精細注水的水質特點及需求，提供一種碎屑巖油藏注水處理裝置及其方法，其有益效果在于：
(1)本發(fā)明裝置出水水質全面優(yōu)于常規(guī)裝置的出水水質及《碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法》(SY/T5329-2012)的油田注水水質標準，出水懸浮固體含量≤0.1mg/L，懸浮物顆粒直徑≤0.1μm，溶解氧含量≤0.05mg/L，出水水質穩(wěn)定。
(2)本發(fā)明裝置全自動運行，無需人工操作，操作管理方便，勞動強度低。
(3)超濾膜單元、脫氣膜單元都是撬裝化、模塊化設備，便于運輸、安裝及維護。
(4)本發(fā)明裝置無需投加藥劑，無藥劑消耗費用。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種碎屑巖油藏注水處理裝置及其方法流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
如圖1所示，在本發(fā)明的方法中，碎屑巖油藏注水處理裝置主要包括：原水箱1、原水泵2、超濾膜單元3、脫氣膜單元4、氮封水箱5、注水水泵6、超濾反洗水泵7、供氮裝置8、真空泵9以及電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和連接管道等。
其中，原水由原水箱1進水口進入，出水口與原水泵2進水口連接，原水泵2出水口與超濾膜單元3進水口連接，超濾膜單元3出水口與脫氣膜單元4進水口連接，脫氣膜單元4出水口與氮封水箱5進水口連接，氮封水箱5出水口1#與注水水泵6進水口連接，氮封水箱5出水口2#與超濾反洗水泵7進水口連接，超濾反洗水泵7出水口與超濾膜單元3反洗口連接，供氮裝置8出氣口分別與脫氣膜單元4進氣口和氮封水箱5進氣口連接，脫氣膜單元4出氣口與真空泵9進氣口連接。
如圖1所示，其是本發(fā)明的碎屑巖油藏注水處理裝置及其方法流程圖，其應用了上述碎屑巖油藏注水處理裝置，具體操作步驟如下：
(1)原水進入原水箱1，水力停留時間2h。
(2)原水箱1出水由原水泵2加壓，壓力2bar。
(3)原水泵2出水進入超濾膜單元3，去除水中的固體顆粒物、膠體、微生物及部分大分子有機物。超濾采用死端過濾方式，超濾過濾孔徑0.03μm，運行通量60L/m2·h，反洗周期不小于30min，反洗時間3min。超濾出水濁度≤0.1NTU，出水固體懸浮物含量≤0.1mg/L，懸浮物顆粒直徑≤0.1μm。
(4)超濾膜單元3出水進入脫氣膜單元4進水口。脫氣膜采用2支1組的串聯方式運行，采用氮氣吹掃和真空泵抽真空的混合方式運行，脫氣膜通量≤150L/m2·h，氮氣吹掃強度為0.3m3/h/支脫氣膜元件，脫氣膜單元出水溶解氧含量≤0.05ppm。
(5)脫氣膜單元4出水進入氮封水箱5進水口，采用氮氣阻隔空氣與脫氣膜出水，防止溶解氧和其他氣體溶入。
(6)氮封水箱5出水口1#與注水水泵6進水口連接，由注水水泵6將注水外送至用水點。
(7)氮封水箱5出水口2#與超濾反洗水泵7進水口連接，由超濾反洗水泵7提供超濾膜單元3的反 洗水。
(8)供氮裝置8出氣口分別連接脫氣膜單元4進氣口和氮封水箱5進氣口，氮氣濃度99.995％。
(9)真空泵9進氣口與脫氣膜單元4出氣口連接，出氣口外排入大氣，真空泵9型式為水環(huán)真空泵，真空度50mmHg。