Вопрос 7.13: Технологический процесс водоподготовки.

Как правило, воды артезианских скважин и глубинных водоносных горизонтов применяют для за­воднения без какой-либо их подготовки. Однако часто воды предназначенные для закачки в пласт (поверх­ностных водоемов), загрязнены механическими примесями и солями железа. В результате при закачке в продуктивные пласты резко уменьшается приемистость нагнетательных скважин и снижается эффективность процесса ППД. В зависимости от свойств воды схема подготовки ее может быть различной.

На рис. 57 показана схема водоочистной станции при использовании для нагнетания в пласт воды из открытых водоемов.

Вода насосами 1 первого подъема подается в смеситель 3 и дозируется необходимым количеством коагулянта из устройства 2. Затем она попадает в осветлитель 4, в котором оседает основное количество взвешенных частиц, и выходит с небольшим содержанием механических примесей, задерживающихся в фильтрах 5. Очищенная вода накапливается в резервуарах 6, из которых насосами 7 второго подъема на­правляется на кустовые насосные станции и далее распределяется по нагнетательным скважинам. Насос 8 применяют для промывки фильтров. Рис. 57 Принципиальная схема водоочистной станции.

На водоочистных станциях для подготовки воды открытых водоемов проводят, как правило, следующие операции: 1) осветле­ние мутных вод коагулированием; 2) декарбонизацию; 3) обезжелези-вание; 4) стабилизацию.

Осветление мутных вод коагулированием. Так как содержащиеся в поверхностных водах взве­шенные частицы практически не осаждаются под действием силы тяжести, их укрупняют. Укрупнение взвешенных частиц с образованием осаждающихся хлопьев называется коагуляцией. Реагенты, добавляемые к воде для того, чтобы прошла коагуляция, называют коагулянтами. Наиболее часто в качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий A1(SO₄)₃, хлорное железо FeCl₃ и реже железный купорос FeSO₄.

Декарбонизация. Иногда в воде содержится большое количество бикарбонатов кальция и магния. Отлагаясь в пласте, соли магния и кальция могут способствовать существенному снижению приемистости нагнетательных скважин. Во избежании отложений солей воду следует декарбонизировать. Наиболее рас­пространенный способ декарбонизации заключается в подщелачивании ее гашеной известью.

Обезжелезивание. Содержание солей железа в воде может способствовать быстрому снижению приемистости нагнетательных скважин вследствие загрязнения их фильтрующих поверхностей железистыми осадками. Для удаления солей железа из естественных вод применяют аэрацию, известкование, коагулиро­вание. Обычно аэрацию рекомендуется использовать при содержании в воде небольшого количества бикар­бонатов закиси железа.

Аэрация (процесс обогащения кислородом воздуха) проводится либо в открытых бассейнах, либо в специальных градирнях, где вода, разбиваясь на мелкие струйки, контактирует с воздухом на большой по­верхности. Конечный продукт аэрации - гидрат окиси железа Fe(OH)₃, который, укрупнялся, оседает в воде в виде хлопьев. Недостаток обезжелезивания воды аэрацией - обогащение ее кислородом, что вызывает коррозию оборудования. Кроме того, при этом из воды удаляются не все соли железа, да и сам процесс связан с необходимостью использования весьма громоздкого оборудования.

Практически для удаления солей железа применяют щелочной реагент - известковое молоко. Стабилизация. В закачиваемой воде могут содержаться соли железа, образовавшиеся в результате коррозии стальных труб и резервуаров, и сероводород. Особенно часто коррозия происходит в тех случаях, когда приемистость нагнетательных скважин незначительная и закачиваемая вода длительное время нахо­дится в трубах и резервуарах.

Для борьбы с коррозией прибегают к стабилизации воды путем подкисления ее или подщелачива-ния, что значительно усложняет процесс водоподготовки. Для упрощения процесса в воду добавляют не­большое количество гексаметафосфата натрия.

Для подготовки больших количеств воды применяют следующий комплекс сооружений: устройство для растворения и дозировки коагулянта; смесители, в которых вода смешивается с коагулянтом; осветли­тели, представляющие собой конусный резервуар с нижней подачей воды и предназначенные для образова­ния хлопьев и удаления из них воды; отстойники, в которых осаждаются хлопья; специальные фильтры, назначение которых - удерживать, отделять из воды оставшиеся взвешенные частицы.