吉林油田采出水處理技術分析

牟云玲

(中石油吉林油田分公司信息中心，吉林 松原 138000)

吉林油田采出水處理技術分析

牟云玲

(中石油吉林油田分公司信息中心，吉林 松原 138000)

吉林油田已進入高含水采油期，合理高效地處理采出水，并將其回注于地下油層中，不僅可節約大量的水資源，為油田帶來經濟效益，同時也產生巨大的環境效益。結合吉林油田現場實際，詳細闡述了吉林油田采出水處理技術的現狀，分析了存在的問題并提出了相關改進措施。

吉林油田；采出水；回注；處理技術

吉林油田大部分產區已進入高含水期，加之產油量的增加，每年大量的采出水需要處理，合理高效地處理采出水，使之達到回注水標準后回注于油層。多年來，吉林油田依托國內外新技術和新工藝，經過多項科學實驗和技術研究，已找到采出水處理達標回注油層的有效途徑。下面，筆者對吉林油田采出水處理技術現狀進行闡述，分析其中存在的問題并提出相應的改進措施。

1 采出水處理技術

吉林油田位于松遼盆地南部,在已開發的區塊中,有中高滲透砂巖油藏、裂縫性砂巖油藏、低滲透砂巖油藏、復雜斷塊油藏以及特殊類型油藏,其中以低滲透砂巖油藏居多。由于各區塊采出水的物理及化學性質差異較大，注水巖層的性質不同，在保證滿足整體注水標準的前提下，各區塊各自采取相應的注水標準。因此，在確定施工工藝時，應綜合考慮技術的可行性、運行管理的方便性以及運行與基建費用等多方面因素。根據文獻[2]的標準對采出水進行回注，主要控制指標是石油類和固體懸浮物。

根據不同油藏采出水水質，選擇不同的處理流程和不同的水處理藥劑。吉林油田采出水處理按流程中除油段設備選型的不同，可分為重力流程、浮選流程、壓力流程、旋流器流程及組合流程；按流程中過濾段設備選型不同，可分為石英砂過濾、核桃殼過濾、二級核桃殼過濾、一級核桃殼過濾加一級雙濾料過濾和改性纖維過濾等形式，每種主流程一般都配套密閉及“三防”加藥(緩蝕劑、殺菌劑、防垢劑)、收油、排泥等罐注流程。至2011年底，該油田已有24座處理站運行，總設計能力為15.0×104m3/d，實際處理水量10.9×104m3/d，采出水處理率100%，回注率達96.2%(除英臺采油廠外)。

1.1工藝流程

根據吉林油田采出水水質特點和注水水質要求，經過不斷研究和探索，已經形成了油田采出水的常規處理流程，即3段(緩沖調解段、沉降分離除油段和壓力過濾段)處理工藝。

1)緩沖調解段 該段處理工藝的主要構筑物是調儲罐，它不但對來水進行均質處理，為后續段提供穩定的水質和均質的水量，而且對來水的浮油和大顆粒的懸浮物進行初步分離。

2)沉降分離除油段 該段處理工藝按其設備不同可分為重力沉降除油(混凝沉降罐、斜管沉降罐等)、壓力沉降除油(粗粒化罐、壓力斜板除油罐及二者組合裝置等)、氣體浮選除油及旋流器分離除油等。油田采出水中的溶解油、乳化油和泥質、粉質懸浮固體等必須采用化學、物理方法并借助沉降分離裝置去除。

3)壓力過濾段 該段處理工藝將沉降分離段不能截留的微粒雜質與乳化油分離出來，是常規處理流程的關鍵環節，也是水質能否達標的主要設備。

1.2新技術新工藝的應用

為了適應油田采出水處理工藝需求，解決處理工藝中存在的問題，科研人員在除油技術、過濾技術、膜分離技術等方面開展了多項技術攻關，相關技術達到了國內領先水平。

1)除油技術 目前，該油田主要采取了如下除油技術：①氣浮分離技術。該油田乾安污水處理站采用國內先進的ADAF氣浮技術和設備進行除油和除懸浮物，在較短的停留時間內(5～10min)固液分離徹底，整套裝置全自動化操作，運行管理十分簡單。②旋流除油技術。1994年開始在吉林油田做單管和多管旋流器實驗，首先在新木聯合站進行實際工程應用，結果表明污水處理水質指標非常好，目前該技術在油田逐步推廣應用。此外，將斜板 (管)分離技術、聚結技術及化學混凝除油技術應用于壓力除油罐，實現了油田采出水的壓力密閉處理，使污水在流程內停留時間由重力流程的6h降低到1.5h，提高了除油效率，目前在新立、英一聯、英二聯等污水處理站采用上述技術。

2)過濾技術 過濾技術是注入水水質達標的關鍵技術環節。為了提高水質達標率并滿足低滲透油田注水開發需要，吉林油田把提高過濾技術水平作為水質處理的重點攻關內容，研究人員在濾罐結構、濾料選擇及級配、濾料清洗機械化方面進行了大量研究，使過濾技術水平得到較大提高，具體表現如下：①利用輕質濾料核桃殼濾罐取代石英砂濾罐，濾速由8～10m/h提高到20～33m/h,并實現全自動控制。②在油田采出水二級過濾中采用上層濾料取代單一介質的石英砂濾料的過濾形式，提高了濾料載污能力。③在濾罐內部結構上，采用不銹鋼篩管和濾頭用于濾罐布水和集水，增加了濾床厚度，防止了濾料流失。濾罐反洗也由單一水洗發展為氣、水和清洗劑混洗，并輔以機械攪拌搓洗，實現了全自動化操作，使反洗更徹底、干凈。

表1 處理前后水質對比

3)膜分離技術 該技術以膜為過濾介質，在一定壓力下，當原液流過膜表面時，膜表面密布的許多細小微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，從而將水中的各種懸浮物和雜質除掉，使水質凈化。2007年，吉林油田將該技術應用于前60注水站，處理前后水質對比如表1所示。處理后的水質達到了該地區油藏工程要求指標，而且過濾后的水質非常穩定。目前在前41注水站也安裝了一套膜過濾裝置，運行情況良好。

由于采用了一系列新技術，吉林油田已形成了一套適應油田水質特點、滿足采出水處理回注水質標準要求的采出水處理工藝，能將原水中含油量降低到5mg/L，懸浮固體含量降低到3mg/L，顆粒粒徑≤3μm,腐蝕率下降到0.076mm/a，能有效控制細菌的微生物的繁殖，且分離出的原油能全部回收，排出的污泥能進行干化處理。目前，該工藝在國內同類型處理工藝中處于領先水平。

2 存在的問題及改進措施

2.1存在的問題

1)工藝流程 目前采出水個別處理流程還存在某些單項工藝比較落后、系統配套不健全和自控水平較低等問題。

2)處理設備 處理設備存在的問題主要表現在以下2方面：①除油設備。該設備主要存在以下問題：重力儲油罐設備處理效率低，排污方式不理想，設備腐蝕嚴重；雖然采用低轉速離心泵加壓，但由于存在剪切作用，導致水力旋流器運行穩定性不高；自控系統不夠完善，多數采用手動調節，造成流量、壓差控制不準確，以至于影響除油效率。②過濾設備方面。單層砂濾罐作為一種傳統的壓力濾罐，大多采用手動操作，完成一次沖洗需要多次開、關各種閥門，操作強度大，反洗效果也差，致使許多站濾料板結，個別站濾罐閥門銹死，這嚴重影響了過濾罐的作用。

3)加藥方面 油田采出水水質復雜，要想使其處理后達到水質標準，除了利用物理方法，還需要輔之以化學藥劑才能有效地改善采出水水質，達到油田注水要求。由于受水處理成本限制，有些污水處理站沒有完全按設計要求定時、定量加藥，這對提高水質質量、保證處理系統正常運行產生了不良影響。

2.2改進措施

1)加強工藝技術的配套完善 應對工藝流程、工程材料和自動化控制中出現的問題進行專題研究，使每種工藝更加配套完善，同時對每種工藝技術的適應性進行論證和現場實驗，根據油水物性和水質特點選擇相應的工藝技術，使之更加規范。

2)加強水質改性技術研究 油田采出水中含有固體懸浮物、多種礦物質和有機物等，這些物質需要投加相應的水處理藥劑才能有效地去除或降低，因而應開發出無毒、高效、適用范圍廣和價格低廉的多功能水處理劑，由此解決采出水回注對地層的二次污染問題，以適應低滲透油田生產的需要。

3)大力推廣應用新技術、新工藝和新設備 應開發出分離精度更高、操作更為方便、成本更低的精細過濾設備,以提高污水深度處理效率和精度，同時要采用適合各區塊采出水回注處理的最佳工藝和設備，尤其是對于水質要求較高的低滲透油田的采出水回注處理工藝和設備。

3 結 語

由于吉林油田大部分產區已進入高含水期，每年需要處理大量的采出水，因而高效合理地處理采出水成為油田地面工程的重要內容。為此，吉林油田大力開發采出水深度處理技術，充分發揮各種水處理技術的優勢并進行綜合處理，使采出水處理朝著低污染、低成本、易操作、高效處理的方向發展。現場實踐表明，吉林油田采取的各種水處理技術達到了較好的處理效果，從而為油田的可持續發展奠定了堅實基礎。

[1]張金波,傅紹斌,曾玉彬.油田采出水回注處理技術進展[J].工業水處理,2000，21(10):5-8.

[2]SY/T5329-1998,碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法[S].

[3]馬敬環，李強，項軍，等.國內油田采出水處理回注的現狀與展望[J].天津化工,2009，23(3):7-9.

[4]王振波，李永發.油田采出水處理技術現狀及展望[J].油氣田環境保護,2001，11(1):40-43.

[5]楊云霞，張曉健.我國油田采出水處理回注的現狀及技術發展[J].給水排水,2000，26(7):25-27.

[6]呂慧超，左巖.油田回注水處理技術及其發展趨勢[J].工業用水與廢水,2009，40(2)：15-18.

[7]劉運成，于孝玉，李迎九.吉林油田油藏描述技術的發展與思考[J].石油科技論壇,2011(1)：10-14.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.06.028

TE992.2

A

1673-1409(2012)06-N086-02