油田回注水超磁分离试验与数值模拟优化

作     者：江志华 庞晓辰 陈晓英 张明 

作者机构：中海油研究总院有限责任公司 

出 版 物：《工业水处理》 (Industrial Water Treatment)

年 卷 期：2024年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：中国海洋石油集团公司“十四五”重大科技项目 

主　　题：超磁分离 高温高盐水处理 除铁 多物理场仿真 

摘      要：针对中东某油田高温高盐回注水处理难题，采用超磁分离技术去除无机胶体悬浮物和溶解性Fe离子。确定了最佳磁性加载剂粒径为75 μm，有效浓度为6～6.5g/L，以实现最高去除效率。利用COMSOL Multiphysics软件进行多物理场耦合分析和颗粒轨迹追踪，揭示了影响速度场均匀性和絮体稳定性的关键因素。研究发现，进水区域易形成滞水导致盐结晶，通过优化进水口设计、控制初始速度、调节装置液位和降低筒体外层转速，可有效优化速度场分布，避免絮体解絮和盐分结晶。絮体颗粒与流体间的相对速度在被分离磁鼓吸附时达到最大，与筒体转速正相关，高转速增加絮体破碎风险。本研究为超磁分离技术在油田水处理中的应用提供了理论依据和参数优化指导。