油田回注水自动监测方法及仪器配置问题介绍
油田回注水水质在线监测技术与仪器研制
Mechanical Engineering and Technology 机械工程与技术, 2023, 12(2), 188-198 Published Online April 2023 in Hans. https:///journal/met https:///10.12677/met.2023.122022油田回注水水质在线监测技术与仪器研制周发文1，王国财1，胡绪山1，吴剑勇1，张 斌1，李威威1，李伟伟2，刘云霞21荆州市明德科技有限公司，湖北 荆州 2山东省微远科技有限公司 山东 东营收稿日期：2023年3月16日；录用日期：2023年4月22日；发布日期：2023年4月29日摘 要针对目前国内在油田水水质监测方面存在诸多技术问题，应用多波长融合技术(不同组分采用不同波长光波测量，不同波长之间的测量互不影响)、嵌入式探头设计技术(有效缩小设备尺寸，方便安装，实现实时在线测量)、温度补偿技术(消除温度对测量的影响)、探头加温技术(防止内外温差对探头的损坏)，对油田回注水水质在线监测技术和仪器设计进行了研究。
结果表明，建立了油分和悬浮物在线同步测试模型，提出了“先荧光后散射”的测量方法，在一套光路系统中同步实现了油分和悬浮物浓度的检测；采用嵌入式探头设计，实现了污水水质的实时在线连续测量；充分考虑石油化工污水管道工作环境，消除温度、湿度等因素对测量的影响，通过多重措施保证仪器测量精度。
关键词油田回注水，水质检测，悬浮物，油分，在线监测技术，仪器设计Development of On-Line Monitoring Technology and Instrument for Reinjection Water Quality in OilfieldFawen Zhou 1, Guocai Wang 1, Xushan Hu 1, Jianyong Wu 1, Bin Zhang 1, Weiwei Li 1, Weiwei Li 2, Yunxia Liu 21Jingzhou Mingde Technology Co., LTD., Jingzhou Hubei 2Shandong Weiyuan Technology Co., LTD., Dongying ShandongReceived: Mar. 16th , 2023; accepted: Apr. 22nd , 2023; published: Apr. 29th , 2023周发文 等AbstractIn view of the current domestic oilfield water quality monitoring in many technical problems, the application of multi-wavelength fusion technology (different components using different wave-lengths of light wave measurement; the measurements between different wavelengths do not af-fect each other), embedded probe design technology (effectively reduce the size of the equipment, convenient installation, realize real-time online measurement), temperature compensation tech-nology (eliminate the influence of temperature on measurement), probe heating technology (pre-vent internal and external temperature difference to probe damage), the oil field reinjection wa-ter quality online monitoring technology and instrument design were studied. The results show that the on-line synchronous testing model of oil and suspended matter is established, and the measurement method of “fluorescence before scattering” is proposed. The detection of oil and sus-pended matter concentration is realized synchronously in a set of optical path system. The em-bedded probe design realizes the real-time on-line continuous measurement of sewage quality. Fully considering the working environment of petrochemical sewage pipelines, eliminating tem-perature, humidity and other factors on the impact of measurement, the accuracy of the instru-ment measurement is ensured through multiple measures. KeywordsOilfield Reinjection Water, Water Quality Testing, A Suspended Substance, Oil Content, On-Line Monitoring Technology, Instrument DesignCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言随着开采时间的不断延长，采出油的含水率也越来越大，大部分60%~80%，有时甚至高达90%以上[1]。
安塞油田采出水回注现状及建议
安塞油田采出水回注现状及建议摘要：向油层注水成为采油驱油的主要手段，目前安塞油田采出水达到100%回注，采出水处理成为地面集输系统的一个重要环节。
采出水处理工艺流程是否合理，处理过后的水质是否达标成为水处理工艺的关键指标。
本文结合安塞油田水质监测工作情况、采出水处理回注现状，找出处理过程中存在的问题，如污水系统指标超标，尤其含油、机杂含量和硫酸盐还原菌含量严重超标，并进行分析，提出相应的改进措施。
对采出水回注工作的优化提出合理建议。
关键词：采出水处理水质监测回注一、安塞油田采出水回注及其特点目前我国油田以向油层注水保持油层压力为主要开发手段。
安塞油田地处陕北干旱、缺水地区，平均空气渗透率1.29×10－3μm2, 属于低渗、低压、低产的“三低”油田，为了提高油田产量和原油采收率，80年代末安塞油田进入注水大开发阶段,目前，注入水有清水和污水两种。
1.采出水特点注入污水为油田采出水。
随着原油的采出，地层水和注入水又会随着原油一起被采出，在地面进行油水分离后产生大量采油污水。
采油污水具有高含油、高机杂、高矿化度、高有机物含量和组成性质复杂、变化大、处理难度大等特点，作为油田注水，采出污水较一般清水有以下优点：1.1采出污水含有表面活性物质而且温度较高，能提高洗油能力，驱油效率随水的矿化度增加而提高，含表面活性剂的采出水，特别是矿化度接近同层中的采出水，其驱油效果更好。
1.2高矿化度水注入油层后，不会引起黏土颗粒膨胀而降低油层渗透率。
1.3水质稳定，与油层不产生沉淀。
采油污水产自地下油层，与储层岩石和流体具有很好的配伍性，不会产生油层伤害。
安塞油田储层孔隙喉道半径在0.01～1μm之间，达标处理后的采油污水作为注入水源比其它水源在保护储层方面更具有优势。
大量的油田采出水回注于油田驱油，大大缓解了油田供水水源的紧张局面，同时也避免或减少了因油田含油污水排放造成的环境污染。
二、采出水回注标准和监测方法1.采出水回注标准根据长庆油田油层的实际情况，局研究院制定并发布的特低渗透油田推荐采出水处理水质标准2.水质检测项目我们依据注水流程，在每个站点，依据来水的处理流程依次采样进行分析。
油田采出水回注技术
1.2 油田采出水回注标准
油田回注水水质标准根据油层性质不同， 应有不同的注水水质标 准， 但概括起来注水水质应满足以下几点: ① 注入水中应尽量少含悬浮杂质，其含量和颗粒粒径应不对注水井 渗透端面和油层产生堵塞。 ② 注入水质不因温度 压力等的改变而产生结垢、沉淀现象 也不能 因地层水或地表水相混合时产生结垢或沉淀。 ③ 注入水质对注水设备不产生腐蚀。 ④ 注入水中的细菌繁殖不能产生新的悬浮杂质更不能影响注水系统 正常工作 ⑤注入水质应防止油层粘土膨胀。 目前各油田所执行的低渗透油田回注水水质标准为1995年中国石 油天然气总公司颁布的行业标准《碎屑岩油藏注水水质推荐指标 (SY/T5329—1994)，其中规定渗透率<0.10μm2为低渗透油藏，回注水 水质要求满足A级指标。
③气浮浮选 -精细过滤流程采用气浮选，气浮选去除的最 小油滴尺寸在 2～10μm，气浮后出水油的质量浓度一般 在 20mg/L，悬浮固体的质量浓度在 20mg/L左右，该流程 优点在于其有效且相对简单，停留时间长，能有效去除小 油滴，缺点是设备大且重，运行需要稳定的条件，运行易 受冲击，一般用于一级处理的下游。 过滤器对进水水质有较高的要求,如果预处理达不到 要求,过滤器将很难发挥其应有的作用 精细过滤前的预处 理技术是精细过滤器能否充分发挥其作用的关键。
3、药剂处理技术
油田含油污水的水质处理包括分离和净化，要达 到回注地层时还必须采取缓蚀、阻垢、杀菌、除 铁、防膨等手段，以保护注水设备和管线的运行 安全及避免对地层造成的伤害。
油田污水常规处理工艺流程如下图：
除油剂 采出水 自然除油罐 混凝剂 除铁剂 混凝除油 杀菌剂 过滤器 除氧剂 阻垢剂 回注水 回注
油田采出水回注技术
内容
1、油田采出水的特征
油田注水系统详解
3.1 水处理剂
第三部分
3.1.1 注入水处理的内容
添加标题
不管对何种水源都有必要进行一定的处理。
01
添加标题
缓蚀、防垢、杀菌和清除机械杂质等。
02
添加标题
具有缓蚀、阻垢、杀菌等直接作用的药剂称为主剂。
03
添加标题
起间接作用的辅助药剂，称为水处理的助剂。
04
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3.1.2 水处理主剂
简单的无机化合物：
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3.3 低渗透油田注入水水质标准
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原中华人民共和国能源部颁布了低渗透油层注入水水质标准，主要指标如下： 悬浮物含量≤1mg/L； 固体颗粒直径≤2μm； 腐生菌含量≤102个/L； 硫酸盐还原菌含量<102个/L； 膜滤系数≥20； 总含铁量<0.5mg/L； 溶解氧含量≤0.05mg/L； 平均腐蚀率≤0.07mm/a； 游离二氧化碳含量≤10mg/L； 硫化物（二价硫）含量≤10mg/L； 含油量≤5mg/L。
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4.3 水质物理性质监测
发现问题，及时采取措施，保证注入水水质。
将这些数据结果绘制成曲线图，观察沿流程各个位置上有关指标变化情况，进行综合分析。
水质的浊度、含油量、温度、氧浓度、细菌等项目尽可能进行检查和测定。
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5 注水加压系统
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6 注水分配计量系统
该系统是在配水间。 它把注水站所供的高压水，通过一组高压分配管汇，再通过高压计量水表计量出注入水量。 最后引流到注水井中。
4 水质监控
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4.1 水质监测路线
注水系统水质监控，以观察水处理的实际效果。 沿着水处理流程从水源开始，通过注水系统各个部位，直到注水井井口。 对选定的取样点定期取样分析，并取得有关数据。
油田注水水质检测与分析
第一篇：水质检测第一章：碎屑岩油藏注水水质推荐指标第一节：注水水质的基本要求在油田注水中水质必须符合以下几方面的要求1、水质稳定，与油层水相混不产生沉淀。
2、水注入油层后不使粘土矿物产生水化膨胀或悬浊。
3、水中不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤端面及渗流孔道。
4、对注水设施腐蚀性小。
5、当采用二种水源进行混合注水时，应首先进行室内实验，证实二种水的配伍性好，对油层无伤害才可注入。
6、评价注水水源，确定注水水质应按第二篇，第二章的要求进行。
第二节：推荐水质主要控制指标推荐水质主要控制指标见下表注：1、1≤n≤10。
2、清水水质指标中去掉含油量。
第三节：注水水质辅助性指标注水水质辅助性指标，包括溶解氧、硫化氢、侵蚀性二氧化碳、铁、ＰＨ值等。
规定注水水质辅助性指标主要是由于以下几方面的原因。
1、水质的主要控制指标已达到注水要求，注水又较顺利，可以不考虑辅助性指标，如果达不到要求，为查其原因可进一步检测辅助性指标。
2、采出水中溶解氧浓度最好是小于0.05mg/L，不能超过0.10mg/L。
清水中的溶解氧要小于0.50 mg/L。
3、侵蚀性二氧化碳含量等于CaCO3达到溶解平衡所需的量时此水稳定；大于溶解平衡所需的量时此水可溶解碳酸钙并对注水设施有腐蚀作用；小于溶解平衡所需的量时有碳酸盐沉淀出现。
4、系统中硫化物增加是细菌作用的结果。
硫化物过高的水也可导致水中悬浮物增加。
清水中不应含硫化物，油层采出水中硫化物浓度应小于2.0mg/L。
5、水的ＰＨ值应控制到7±0.5为宜。
6、水中含亚铁时，由于铁细菌作用可将二价铁转化为三价铁而生成氢氧化铁沉淀。
当水中含硫化物（Ｓ２－）时，可生成ＦeＳ沉淀，使水中悬浮物增加。
第四节：标准分级及使用说明1、从油层的地质条件出发，将水质指标按渗透率小于0.1、0.1~0.6、大于0.6um2分为三类。
由于目前水处理站的工艺条件和技术水平有差异，对标准的实施有困难，所以又将每类标准分３级要求。
注水井高效测调技术分析及应用
注水井高效测调技术分析及应用注水井是油田开发中常见的一种工程技术，其作用是通过向油层中注入水来增厚油层压力，推动原油向井口流动，从而提高原油产量。
注水井的高效测调技术是指利用先进的监测和调控手段，对注水井的运行状态进行全面、准确地监测和调控，以提高注水效率和增加油田产能。
本文将对注水井高效测调技术进行分析，并探讨其在油田开发中的应用。
1.注水井监测技术注水井的监测技术主要包括地面监测和井下监测两个方面。
地面监测主要通过对注水井的运行参数进行实时监测，如水量、压力、温度等，以及对注入水质的监测，以确保注入水的质量符合要求。
井下监测则是通过在注水井附近埋设传感器，监测井底的压力、温度、流速等参数，以实现对井底情况的实时监控。
注水井的调控技术主要包括水驱调整、注入井选择、井网优化等方面。
通过对注水井的调控，可以实现对注入水的精准控制，保证注水井的运行状态最佳化，从而提高油田的产量和注水效率。
随着信息技术和自动化技术的发展，注水井的智能化技术也得到了快速发展。
通过引入人工智能、大数据分析等技术手段，可以实现对注水井的智能监测和决策，使得注水井的运行管理更加高效和精准。
1.提高注水效率2.增加油田产量注水井是油田开发中常用的一种提高产量的手段，而高效测调技术可以进一步提高注水井的注水效率，从而增加油田的产量。
通过精准控制注水井的运行状态，可以使得原油的开采效率得到进一步提高，从而增加油田的产量。
3.降低生产成本通过高效测调技术，可以实现对注水井的智能监测和管理，减少人工干预，进一步降低生产成本。
通过精准控制注水井的运行状态，可以减少不必要的能源消耗和维护成本，从而降低油田的生产成本。
三、结语注水井的高效测调技术是油田开发中的一项重要技术，其应用可以提高注水效率、增加油田产量、降低生产成本。
随着信息技术和自动化技术的发展，注水井的智能化技术也将得到快速发展，为油田开发带来更加广阔的发展前景。
油田开发企业应该积极引入和应用注水井高效测调技术，以实现油田开发的可持续发展和高效生产。
分析油田联合站自动化监测技术及设备
分析油田联合站自动化监测技术及设备油田联合站主要工作是实现原油中油、水、气三相分离，为提高油田联合站工作效率，需使用自动控制系统，以此保证生产高效运行。
基于此，本文对油田联合站自动化监测技术使用分析，并且提出油田联合站设备自动化改造措施，希望能帮助油田联合站自动化控制系统建设。
标签：油田联合站;自动化监测技术;设备前言石油生产关系我国能源安全，促进石油生产自动化建设非常重要。
特别是我国进入信息化时代，构建油田联合站设备自动化管理同时，還需向着智能化方面研究，以此适应未来生产需要。
1.自动化监测技术使用1.1油田联合站自动化监测系统构成监测系统构建主要包括两个方面内容，一个是可编程控制器;另一个是工控计算机。
监测系统主要采用工作原理是远程监控为主，开展系统远程监测时，需终端设备对生产运行参数采集，并且实施监测工作。
生产参数收集后上传中央控制室，根据中央计算机控制系统操作实现远程操作启动或者是关闭电动阀门，以此实现远程控制技术。
远程终端控制可使用压力变送器、流量计、液面仪等硬件设备。
控制系统软件设备，在目前远程操作市场有许多软件，选择软件方面时，可根据油田联合站实际需要选择使用。
油田联合站整体系统运行实现自动化，减少人工操作。
实时控制系统能对生产状态监测，并且把检测数据收集、传输管理系统数据库，采用系统数据分析获得操作指令，根据指令要求系统终端硬件自动化操作，以此保证油田联合站生产自动化开展[1]。
1.2自动化控制系统的下位机控制系统设计采用抗干扰性强的OM RONPLC系统进行现场控制，其PLC系统为SY SM ACC200Ha系列，主要包括CPU200HG、电源模块PowerPA204、通讯模块CLK21及I/0模块等组成。
该控制系统中，对关键部位的自动化控制主要采用的是PID闭环控制技术，采用PID闭环控制技术为保证控制量，可根据系统中的比例运算、运行误差等计算来获得控制量。
控制系统实现的频率调节，主要是根据注水泵调频系统完成。
采油回注水系统水质监测设备技术原理与监测方案
采油回注水系统水质监测设备技术原理与监测方案1.概念油田注水的目的是通过一系列注水管网、注水设备及注水井将水注入进层，使地层保持能量，提高采油速度和原油采收率。
采油厂采出原油经脱水处理后，水中含有一定量的油、硫化物、有机酚、氰、细菌、固体颗粒以及所投加的破乳剂、絮乳剂和杀菌剂等化学药剂。
随着油田开发进入中、后期以后，油层压力下降很大，通过注水采油是维持油层压力的重要手段。
而无论是对采出水处理后外排或是回注，若水质不达标就会造成地表水系或地下水系的污染，打破水系本身的平衡，造成不可修复的水质污染事件。
因此，对采出水水质实时自动监测是否达标是保障油田可持续开发、提高油田的经济效益、环境效益的一个重要途径。
油田注水实施经历以下过程：注水站注水井2.监测目的1）注入性：油田注入水的注入性是指注入注入进层（储层）的难易程度。
在储层物性（如渗透率、孔隙结构等）相同的条件下，悬浮固体含量低、固相颗粒粒径小、含油量低、胶体含量少的注入水易注入地层，其注入性好。
2）腐蚀性：在油田注水的实施过程中，在地面，涉及到注水设备（如注水泵），注水装置（如沉降罐、过滤罐等），注水管网；在地下，涉及到注水井油套管等，这些设备、管网、装置等大多是金属材质。
因此，注入水的腐蚀性不仅会影响注水开发的正常运行，而且还会影响油田注水开发的生产成本，影响注入水腐蚀性的主要因素有：PH值、含盐量、溶解氧、CO2、H2S、细菌和水温。
3）配伍性：油田注入水注入地层（储层）后，如果作用结果不影响注水效果或不使储层的物理性质如渗透率变差，则称油田注入水与储层的配伍性好，否则，油田注入水与储层的配伍性差；油田注入水与储层的配伍性，主要表现为结垢和矿物敏感性两个方面，它们都会造成储层伤害，影响注水量、原油产量及原油采收率。
3.常用指标①悬浮物：一方面，注入水中的悬浮物会沉积在注水井井底，造成细菌大量繁殖，腐蚀注水井油套管，缩短注水井使用寿命；另一方面，造成注水地层堵塞，使注水压力上升，注水量下降，甚至注不进水。
油田污水回注水质检测技术探讨
油田污水回注水质检测技术探讨摘要：油田生产过程中会产生大量污水，如钻井污水、原油脱出水及站内污水等，污水经净化后进行回注是重要的水处理措施。
由于注水对水质要求较高，做好回注水水质检测，提高水质检测数据的准确性，对于保障注水质量具有重要意义。
关键词：油田污水；回注；水质检测1 前言随着我国加大了对环境保护的力度，企业污水排放也受到严格的监管。
油田在生产中会产生大量污水，这些污水以钻井污水、原油脱出水及站内污水等。
油田污水需要经过处理，达到水质要求后，才能排放到自然环境中。
油田污水大多经过处理后，进行回注，油田污水回注时，对水质要求严格，需要对污水中油、悬浮物等进行处理，达到回注要求。
此外，油田污水经处理后，可以作为锅炉用水或者蒸汽发生器给水，需要清除污水中钙、镁离子含量，同时需要控制污水矿化度、油等。
对于北方等缺水干旱地区，加强对污水的利用意义重大。
污水的处理及再利用过程中，对水质的监测十分重要，水质分析化验是监测水质的重要手段，加强对油田排放污水水质分析具有重要意义。
2 油田污水特点油田污水组成复杂，根据其来源，主要有钻井污水，如钻井液，其中含有大量的固相颗粒、岩屑、原油、重晶石粉、粘土、润滑剂、防腐剂等，还含油重金属等。
除了钻井污水，还有油田洗涤设备产生的污水，流经含油污泥处产生的污水等，以及生活污水等。
油田污水种类多，总体上油田污水具有以下特征：（1）油田污水中含有大量有机物。
为满足钻井施工要求，钻井液中需要添加大量的添加剂，加之地层中渗出的石油等，使得油田污水中原油及化合物等各种有机质成分，化学需要量较高，对环境危害性较大。
（2）油田污水中矿化度高。
油田污水大多是从井筒中返出钻井液及地层流体，矿化度较高，通常在1000mg/L以上，甚至可达140000mg/L，污水中矿化度高，会加速对设备的腐蚀，缩短设备使用寿命，也给污水处理带来了难题。
（3）油田污水中油含量高。
由于水平井钻井使用油基钻井液，同时地层采出液中含原油等，使得油田污水中油含量较高，通常在1000mg/L左右，达不到环保要求。
油田注水井测试技术应用研究
油田注水井测试技术应用研究摘要：油田注水井测试技术的好坏决定注水井在井下进行测试和调配工作能否顺利进行。
油田注水井测试工艺有三种测试类型：地面控制测试、有线投捞测试、液力投捞测试。
各种测试工艺都有其优点和缺点，要结合油田注水井的实际情况来选择合适的测试技术。
合适的测试工艺可解决油田开发的产量低、地层压力大、层间矛盾明显等问题。
关键词：油田注水井测试技术研究一、液力投捞测试分层注水井主要采用同心双管注水管柱、单管注水管柱以及二次完井同心注水管柱。
分层测试在以前运用的最为传统的测试工艺是投球测试或浮子式流量计测试，分层注水管柱流量测试以前采用的是涡轮流量计，采用液力投捞进行调配。
但是因为测试仪器在液力投捞时容易撞到井壁或是其他打捞工具，涡轮流量计总是中途被撞坏，完成分层测试的成功率很低。
为了防止流量计被撞坏，人们想到了在投送工具和打捞工具的底部装上弹簧，以减小撞击力度。
经过试验，测试的成功率有了明显提高，可是测试结果的准确度却存在较大误差。
随着工业技术的发展，现在已经有了较为先进的测试仪器：储式电磁流量计和超声波流量计，这两种流量计除了能够测试出分层流量之外还能检测出注水管柱的密封状况。
而且最新使用的电磁流量计无需配备防止水流冲刷仪器的密封段，也不需要和洗井船配合工作，操作简便，精确度高，使得分层测试的成功率和工作效率都提高了很多。
二、封隔器压力检测封隔器是分层注水工艺中的必需工具，对油田开发起着重要作用，如果封隔器密封不够严格，注水井就不能正常分水，降低了注水质量，因此，要定期检查封隔器的工作状态。
主要检查项目有井口注水压力、配水器的压力和流量变化，主要用到的测试仪器是流量计和压力计。
检查时，如果压力计测得的压力变化曲线始终保持在一定的压力值，而流量计测得的压力曲线变化趋势明显，那就说明封隔器的工作状态良好。
如果流量计坐封之后，还有少许流量通过，可以忽略不计，但是，如果控制注水压力之后，压力变化曲线明显下降，尝试打开注水闸门，如果压力变化曲线呈现上升趋势，那就说明封隔器密封工作不到位。
关于油田回注水配伍性实验情况说明
关于回注污水配伍性实验情况说明
实验做法：分别将深层和中浅层油藏下的采出水与PH为7.2和6.9的回注污水按照1:0、1:1、1:4的比例混合，模拟地层温度，通过分析沉化48小时前后钙镁离子的变化量判断回注水在地层的结垢情况，石油行业称之为碳酸钙沉积法。
原始数据记录：
表一：出口水与深层采出水配伍性登记表PH=7.2
表二：出口水与深层采出水配伍性登记表PH=6.9
表三：出口水与中浅层采出水配伍性登记表PH=7.2
表四：出口水与中浅层采出水配伍性登记表PH=6.9
实验结果存在的问题：实验得出的结果必须是，沉化后钙镁离子总含量≤沉化前钙镁离子总含量。
因为水中的钙镁离子是不可能增加，只能是不变或者降低。
不同温度、PH值和混合比例下，总共做了12组试验。
只有3组实验结果数据可取，其余9组数据结果完全不对（已在表格中用红色标记出），因此本次实验不成功。
下一步工作：取深层和中浅层油藏地层水及联合站旋流分离器出口水样，继续做回注水与地层水的配伍性实验。
同时做回注污水和清水的全离子分析。
油田注水设备的选择及使用
一、油田注水设备概述注水开发的油田，通过注水井的注入，在油水井之间形成均匀的水线，实现水驱油的作用效果，给油井补充能量，促进油井增产。
通过注水开发，能够保持地层的压力，减缓油井产量的递减速度，及时为油层补充能量，才能保持油井长期的高产稳产。
油田注水过程中，如果注水的强度过大，就会形成指进的现象，导致油藏过早见水，严重的情况甚至被水淹。
注水量不够，就会导致地下亏空，达不到水驱的开发效果。
出现注采不平衡的状态，影响到后续油田的持续生产。
只有达到注采平衡，才能促使油田高产稳产。
油田注水系统包括净化系统，注水站，配水间及注水井，地面的注水设备以泵机组为主，包括离心泵、柱塞泵等。
水质的净化设备包括各种除油器、过滤罐等，油田开发进入后期，越来越多的含油污水作为油田注水的水源，因此，对含油污水的处理成为水质净化的重点。
注水系统的井下设备包括配水器和封隔器，在实施井下作业施工过程中，对井下设备进行质量的监督管理，保证封隔器达到最佳的密封效果，才能达到分层注水的状态。
对配水器的运行状态进行监督管理，及时更换配水嘴，保证小层的吸水能力，达到配注的要求，促使油田注水的效果最佳，通过地质资料的分析，地面的注水设备和设施的管理，发挥井下设备的优势，做好注水工作。
二、油田注水设备的选择及使用1.大功率高压多级离心泵这种类型的泵，主要是油田注水开采的主力泵型，其压力等级有16Mpa，但是其排量大小不尽相同。
这种类型的泵，其主要的特点是排量大、泵的效率较高且压力适中，当进行实际开采时，如果地层压力发生变化，可以进行匹配合适的泵的出口压力。
这种类型的泵在国内生产的DF 系列较为典型，主要的特点是：其主要的结构特点是多级节段卧轨式，因此，在实际使用中具有很好的使用效果。
2.柱塞泵从20世纪90年代以来，我国的柱塞泵的研发取得了较大的成果，并申请了相关的专利，在实际生产中，其系列化程度越来越高，很大程度的满足了油田的实际需求。
例如，在我国中原油田，在一些低渗透油田上，通常而言，其注水量较小，但是，具有较高要求的注水压力，而在实际使用中，由于条件的不断改变，因此，普遍采用变频调速技术，这样可以有效调节排量以及出口压力，不仅可以节省电能，同时还可以提高注水开采的效率。
油田回注水监测参数选择
油田回注水监测参数选择油田环境回注水在线监测参数选择及依据回注水产生原因：油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。
为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。
注水采油是国内外油气田普遍采用以提高采收率的主要措施。
对油田进行注水,可弥补原油采出后所造成的地下亏空,保持或提高油层压力。
随着开采时间的不断延长，采出油的含水量也越来越大60%-80%，有时甚至高达90%，采出水是回注水的主要水源采出水水质特点：总体特点：含油量高、矿物化严重、难以降解的复杂有机物、大量悬浮物、细菌污染指油层采出水。
一般偏碱性，硬度较低，含铁少，矿化度高。
含油污水必须经过水质处理后才能回注地下油层或外排。
由于这部分水随着油田注水开发时间增长，采出水量不断增多，已成为油田注水的主要水源。
油田生产对注水水质的要求：表1推荐水质主要控制指标（SY/T5329—1994）表2水质辅助性指标(1).水质基本要求。
水质稳定，与油层想混不产生沉淀；水注入油层后不使粘土矿物产生水化膨胀或悬浊；采用俩种水源混合时，应实验证明配伍性好；低腐蚀、低悬浮；水源选择评价符合标准。
(2).水质主要控制指标。
按照储层渗透率的大小分高、中、低三类，主要控制悬浮物颗粒直径、悬浮固体含量、含有油、平均腐蚀率、SRB、铁细菌、腐生菌、点腐蚀8项指标，主要控制指标分级情况，如表1-1所示。
(3).辅助性指标。
试注后若发现因水质原因不能顺利注水再用水质辅助性指标。
辅助性指标是指溶解氧、侵蚀性CO2、H2S、pH值和总铁含量5项指标。
由于悬浮物颗粒直径、平均腐蚀率、SRB、铁细菌、腐生菌、点腐蚀等指标没有合适且经济的在线监测方式，更重要的是无法在防爆场所实现连续在线监测，所以在油田回注水在线监测上建议监测水中油、悬浮物两个主要监测项，ZDA-OW01防爆型水中油自动监测仪的基础型即采用该方案进行在线监测，当次两项指标出现异常时就可以及时停止注水，保障油田生产。
油田注水自动采集监控报警系统
油田注水自动采集监控报警系统（AutoMon，IWMon）一、产品概述•“油田注水自动采集监控报警系统”是由北京华油数码公司自主研发的，基于大型关系数据库Oracle的一套油田注水井信息自动采集和监控的软件系统。
它利用Internet/Intranet网络系统，采用Web方式，实现对油田的注水井实时信息自动采集，对各类生产参数进行监控，诊断异常并实时报警。
•可根据用户要求实现远程控制单井、多井的实时注水量。
•多种报警手段可以确保严重的异常情况得到及时处理；•各级用户只需打开Web浏览器，在办公室就可以动态查看各种自动汇总报表数据。
系统通过报表和曲线等方式对注水井数据及注水状态进行形象而直观地呈现。
二、软件主要功能系统可由服务器控制，自动采集数据，每日定时采集系统中取得注水井相关信息。
通过现场的数据采集仪器，把实时的注水数据，通过远程传输系统发送到基地服务器。
2、报警信息自动生成及处理流程系统自动将取得的注水井生产信息进行分析处理，一旦发现参数的变化异常，立即生成报警内容并自动发送报警信息至相关管理人员。
3、报警信息显示报警信息将以树形结构呈现给管理人员，点击查看时再为用户呈现当前注水井最近时期的生产数据及图表，以供用户判断该井的生产情况是否确实属于异常。
4、自动生成汇总统计报表系统提供了方便的统计报表生成功能，用户只需少量的操作即可生成复杂且多样化的报表。
5、注水参数变化曲线显示6、远程控制注水系统三、软件主要特点1、灵活的实时数据采集接口2、实时的异常信息报警注水井的异常报警信息，可通过多种手段实时传达给管理人员，以便在第一时间掌握注水井的生产状态等重要信息，并对异常情况做出及时响应及处理。
3、完全基于web的系统实现4、强大的数据分析功能•强大的数据分析及深度挖掘能力，结合先进的Web图形技术可展现注水状态最细微的变化规律，为注水工程管理人员提供最直接的生产依据5、基于角色的权限控制6、专业的报表生成7、领先的web开发技术。
信息化油田注水井的智能测调分注系统设计
较新型测量调节配水的方法由一个石油公司发现，这个配水方法每一层都配备一个比较智能的配水器，然后在配水器的上下都进行封闭隔离，配水器的内部结构中并没有设置流量计，每一层的注水量是有地面上的打水压进行控制，然后再由地面对井内的配水器下发指令，井下每一层都能自动保存，对流量表也可以自行调整。
但是也存在一些缺点。
比如，通过对地面注水量的多少进行观察，然后调整注水量的流量，这样的分注的精确度会低一些；并且，用打水压的方式对配水器的状态进行调整，这样调整的时间会比较长，且成功的几率不高；而且，这种技术只能让地面对井下进行单项信息的传送，没有办法真实监测到注水的具体情况，还有井下面的实时状况。
2 智能测调分注系统的设计2.1 机器自动调测的功能自动进行测试调节的功能主要是，由控制器对井下安装的配水器进行自动控制并调节，上位机只需要给相应的控制器传送相关的调节命令，下面的控制器就可以自行进入自动测试并对相应的设备进行调节。
在进行智能测试并调节工作时，先要设置相关的自动调节的信息，预先设置好需要的流量值，然后进行调节，当系统的时间符合设置的时间时，就会开启自动调节的功能。
首先，需要把目前这层的流量值读出来，然后这个流量值和预先设定的流量值进行对比，把中间的差值进行计算，如果计算的绝对值超过预先设置的误差值时，那么这一层的相关机器就要开始自行调节。
在每次调节之后，机器就需要对当前调节的流量值报出来，并且与设置的流量值进行比较，直到调到预设的流量值，这一层的流量调节才会结束。
不然，电机就会继续调节，在电机连续调节5次之后，调节的流量值若还没有达到预先设置的数值，那么电机就会自动放弃这层的流量调剂额，直接转到下一层进行调节。
2.2 测试静压功能的工作流程静压测试主要是对压力进行不停的监督测试，把被测试那一层的水嘴关紧之后，按照之前设定的测试日期，还有采取样本的间隔空间进行测试，对地层下面的压力，还有整根管柱存在的压力，以及对操作中的温度进行记录，最后把采集到的数据进行保存，然后上传到相关的系统中。
油田回注水自动监测方法及仪器配置问题介绍
采油回注水自动监测装置课题研究采油厂采出原油经脱水处理后，水中含有一定量的油、硫化物、有机酚、氰、细菌、固体颗粒以及所投加的破乳剂、絮乳剂和杀菌剂等化学药剂。
随着油田开发进入中、后期以后，油层压力下降很大，通过注水采油是维持油层压力的重要手段。
而无论是对采出水处理后外排或是回注，若水质不达标就会造成地表水系或地下水系的污染，打破水系本身的平衡，造成不可修复的水质污染事件。
因此，对采出水水质实时自动监测是否达标是保障油田可持续开发、提高油田的经济效益、环境效益的一个重要途径。
目前，国内实现对采出水自动监测的采油厂大多采用的是进口监测设备，或把进口监测设备安装在正压式防爆分析小屋中，用一个大型的分析小屋实现对采出水的自动监测，设备及工程造价50万至120万不等，如此高昂的成本，是众多采油厂无法接受的。
从现场使用情况来看，国外的监测设备无法适应国内的水质环境，存在严重的“水土不服”，已安装的监测设备不仅维护成本高、故障率高，而且一旦设备监测装置受到污染就会造成监测装置瘫痪，非专业技术人员无法维护，如此现状导致回注水自动监测工作无法大面积推进，大多采油厂的回注水水质监管处于空白状态。
长庆油田超低渗透油藏研究中心与正大环保共同成立项目组经过半年的研究，成功试制出了一种维护量小，安装使用成本低的采油回注水自动监测装置，该装置专为自动监测回注水中的原油类含量、温度、悬浮物而设计，传感器是利用油类物质中多环芳香烃的荧光效应来进行检测的，监测仪采用特定波长的高性能UV LED激发水样油类物质中的多环芳香烃，多环芳香烃会相应的发出荧光，分析仪中的高灵敏度光电传感器会捕捉微弱的荧光信号从而转化为油类浓度数值，设备再将监测值与油田数字中心实时通讯，在监控中心可以实时查看注水水质状况。
装置在研究中重点需要解决三个方面的问题：1、是监测方法的简单、易维护、易安装问题；2、监测设备的清洗与对恶劣水质的适应性问题；3、现场取样及监测、清洗中的防爆问题。
智能注水技术
项目研究具体内容和难点
（四）、井下配套工具
1、电缆保护卡（扶正器）： ①功能：在接箍处保护电缆不被损伤。 解决方案： 如右图所示，电缆和油管施工时，在每一个 接箍处用一个不锈钢铸造的电缆保护卡加以固 定和保护。我公司这种铸造型不锈钢电缆护卡 已在各油田施工的永久式压力计井中大量使用， 非常可靠。
一、概述
4.工作原理
在每个注水层位上均装有一个智能配水器，层间 用封隔器隔开。 实时监测每层注水量的大小，由微处理器根据设 置调节阀门开度，将注水量控制在需要的水平上。 能够与地面双向通讯，随时监测地面指令，重新 配置每层注水量的大小。
系统结构示意图
一、概述
研究内容按照系统结构组成可以分为以下四个部分：
项目研究具体内容和难点
㈠ 、地面测控系统
2、操作控制软件：
①软件功能：实时数据传送、现场操控。 操作控制软件通过地面控制器可与井下智能测调配水器进行实 时双向通讯，发布命令改变各个层位的注水量大小；接收井下配 水器发送的流量、压力等测量数据，进行永久监测，监测结果可 以用测井曲线的方式显示在屏幕上，也可以保存在数据库中。 现场操控调配井下注水量时有自动和手动两种方式。自动档 时只需要输入某层位要调配的注水量，由井下智能测调配水器和 控制软件根据算法自动调节；手动时由上位机控制软件人为给控 制器发送增加或减小流量指令，从而进行调节达到需要的注水量。
二、井下配水器技术指标
端螺纹（上端/下端） 端电缆头（上端/下端） 端连接器（上端/下端） TBG2 7/8″平式 Φ5.6mm、Φ8.0mm双层铠装电缆 Φ5.6mm、Φ8.0mm双层铠装电缆
二、地面控制器技术指标
工作温度 （-40～85）℃
有效工作时间
额定工作电压 输出电流范围 输出电压范围 自动测调最小调节间隔 最小采样间隔
油田注水过程中水质监测与调控方法研究张立柱
油田注水过程中水质监测与调控方法研究张立柱发布时间：2023-05-31T10:12:17.950Z 来源：《工程建设标准化》2023年6期作者：张立柱[导读] 本研究探讨了油田注水过程中水质监测与调控方法。
首先，我们分析了油田注水过程中可能出现的水质问题，包括悬浮物、溶解氧、硬度、盐度等指标的变化情况。
然后，我们提出了一套综合监测方案，结合在线传感器和实验室分析手段，对水质参数进行实时监测和分析。
最后，针对不同的水质问题，我们提出了相应的调控方法，如悬浮物去除技术、氧气供给控制、钙、镁离子处理等。
通过实验验证，我们的方法能够有效监测和调控油田注水过程中的水质，提高注水效果，降低环境风险。
中海石油(中国)有限公司天津分公司渤南作业公司天津市滨海新区 300452摘要：本研究探讨了油田注水过程中水质监测与调控方法。
首先，我们分析了油田注水过程中可能出现的水质问题，包括悬浮物、溶解氧、硬度、盐度等指标的变化情况。
然后，我们提出了一套综合监测方案，结合在线传感器和实验室分析手段，对水质参数进行实时监测和分析。
最后，针对不同的水质问题，我们提出了相应的调控方法，如悬浮物去除技术、氧气供给控制、钙、镁离子处理等。
通过实验验证，我们的方法能够有效监测和调控油田注水过程中的水质，提高注水效果，降低环境风险。
关键词：油田注水，水质监测，水质调控，悬浮物，溶解氧引言：随着油田注水技术的广泛应用，水质监测与调控成为确保注水过程效果和环境安全的关键。
然而，当前的研究对于注水过程中水质问题的监测与调控方法尚未形成系统化的方案。
本文旨在填补这一研究空白。
我们通过分析注水过程中可能出现的水质问题，并提出了一套综合监测方案和相应的调控方法。
通过实验验证，我们展示了这些方法的有效性。
本研究的结果将为油田注水过程中水质监测与调控提供有价值的参考，进一步提升注水效果并降低环境风险。
一油田注水过程中的水质问题分析与评估在油田注水过程中，水质问题的出现对于注水效果和环境安全都具有重要影响。
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采油回注水自动监测装置课题研究
采油厂采出原油经脱水处理后，水中含有一定量的油、硫化物、有机酚、氰、细菌、固体颗粒以及所投加的破乳剂、絮乳剂和杀菌剂等化学药剂。
随着油田开发进入中、后期以后，油层压力下降很大，通过注水采油是维持油层压力的重要手段。
而无论是对采出水处理后外排或是回注，若水质不达标就会造成地表水系或地下水系的污染，打破水系本身的平衡，造成不可修复的水质污染事件。
因此，对采出水水质实时自动监测是否达标是保障油田可持续开发、提高油田的经济效益、环境效益的一个重要途径。
目前，国内实现对采出水自动监测的采油厂大多采用的是进口监测设备，或把进口监测设备安装在正压式防爆分析小屋中，用一个大型的分析小屋实现对采出水的自动监测，设备及工程造价50万至120万不等，如此高昂的成本，是众多采油厂无法接受的。
从现场使用情况来看，国外的监测设备无法适应国内的水质环境，存在严重的“水土不服”，已安装的监测设备不仅维护成本高、故障率高，而且一旦设备监测装置受到污染就会造成监测装置瘫痪，非专业技术人员无法维护，如此现状导致回注水自动监测工作无法大面积推进，大多采油厂的回注水水质监管处于空白状态。
长庆油田超低渗透油藏研究中心与正大环保共同成立项目组经过半年的研究，成功试制出了一种维护量小，安装使用成本低的采油回注水自动监测装置，该装置专为自动监测回注水中的原油类含量、温度、悬浮物而设计，传感器是利用油类物质中多环芳香烃的荧光效应来进行检测的，监测仪采用特定波长的高性能UV LED激发水样油类物质中的多环芳香烃，多环芳香烃会相应的发出荧光，分析仪中的高灵敏度光电传感器会捕捉微弱的荧光信号从而转化为油类浓度数值，设备再将监测值与油田数字中心实时通讯，在监控中心可以实时查看注水水质状况。
装置在研究中重点需要解决三个方面的问题：1、是监测方法的简单、易维
护、易安装问题；2、监测设备的清洗与对恶劣水质的适应性问题；3、现场取样及监测、清洗中的防爆问题。
一、监测方法及传感器选择：
在传感器选择中我们选择了国家环境监测总站认可的监测方法：紫外荧光法。
当光线以一个特定的波长射出（激发态）透过某些化学物质时，这些物质会再反射出一种波长更长的荧光（发射态）。
而高精密的光电倍增器可以检测到这种荧光，水中油自动监测装置即利用化学物质这种特性而设计。
紫外荧光法作为最快速且具有良好选择性的方法，它可以检测到非常低浓度的水中油，是一种可靠性强、维护量低、测量稳定的监测方法。
选择这种传感器不仅适用于回注水监测，也可用于工业生产中低浓度含油废水、炼油厂、化工厂含油水的自动监测。
大大提高了装置的使用范围及精度（发明专利201430019349.X）。
悬浮固体物感测器则使用高感度红外线(IR)光学系统(使用波长范围是860mm)穿透悬浮粒子并感测散射（900折射）回来光线强度，以测定水中的粒子浓度。
该方法也是国家环境监测总站认可的标准方法，测量精度高，可应用范围广，维护量小。
二、监测设备的清洗及对恶劣水质的适应性问题
采油废水监测面临最大的问题是，水质成分复杂，监测环境恶劣。
而大多采油厂希望监测装置能够自动运行，尽量少的人工干预，无人值守。
因此，在项目研究中这一问题成为项目成功的瓶颈。
项目组人员通过大量调研，听取专家意见，最终研制了一种简单易行，设计巧妙的自动清洗装置，射流与清洁涮两种方式结合的自动清洗装置（专利号：ZL 201320645567.5）。
该装置配合适用原油的专用清洗剂，再结合自动清洁涮，保证了监测探头在恶劣的监测环境下保持清洁。
同时，装置结构设计必须考虑到极端恶劣的水质对监测设备可能带来的影响，因此，监测部分必须是可以通过简单的方法拆除，并在做简单的人工处理后可恢复出厂检测
状态，继续正常使用。
课题组通过结构的巧妙设计，有效的解决了这一问题。
保证设备可以委托非专业人员进行维护，并恢复出厂状态。
该设计大大提高了现场适应性，减少了维护量及使用成本，得到了采油厂管理人员的认可。
三、现场取样、监测、清洗中的防爆问题
采油厂安全是第一位，而采油废水中不仅含油类物质，更多是的油气混合物质，因此，在监测装置设计中必须考虑防爆的同时，考虑到油气的排放，避免油气集聚带来安全防患。
但监测设备由于其特殊工作原理，有时很难满足防爆要求，而大多采用的分析小屋式防爆，成本高，施工难度大，占地大，无法满足大量推广使用。
此次，项目组对监测装置在结构设计中采取了隔离防爆，监测部分、控制部分、射流清洗装置、电器部分均采取分离设计，隔离防爆，采样管路也使用防爆控制阀，所有电器采用低压供电，满足防爆要求。
同时，项目组对油气问题做了专门设计，确保测量池中油气可以及时排空扩散，保证了测量的准确性及安全性。
结论：该项目的研究，最大程度的降低的监测设备的成本，降低了设备的维护费用、运行费用，做到了安装简单，占地小，维护量小，一般一台监测设备可能两天时间安装完成。
为油田采出水水质监管提供了适应性强、可靠耐用的解决方案。
为后期提升管理水平奠定了基础。
目前，该监测设备除传感器光源及核心部件使用进口产品外，其它配件均实现了国产化。
相信随着使用量越来越大，我们的设计会更加优化，成本会更低，运行会更稳定。
该装置也会成为油田生产管理、环境管理中不可或缺的装置。