一體化采出水處理裝置研究及應用

杜杰 郭志強 張帆 張超

（西安長慶科技工程有限責任公司）

一體化采出水處理裝置研究及應用

杜杰 郭志強 張帆 張超

（西安長慶科技工程有限責任公司）

長慶油田采出水處理站具有點多面廣的特點。為滿足油田低成本開發的需求，研發了一體化采出水處理裝置，該裝置具有橇裝化、集成化、自動化和數字化等特點。現場應用結果表明：經該裝置處理后水質達標。處理過程不投加藥劑、運行費用低、污泥產生量少，現場管理方便，適合邊遠中小型站場采出水處理。

一體化水處理裝置；油田采出水；油田開發

0 引 言

長慶油田屬典型的低滲透、特低滲透油田，主力油區位于陜甘寧三省境內，屬于黃土高原水土流失區，地貌復雜。特殊的地理地質條件決定長慶油田采出水處理站點多面廣，規模小［1］。聯合站采出水處理規模一般為1 000～2 000 m3／d，小型脫水站處理規模一般為200～600 m3／d。

長慶油田處于油田開采前期，大多數采出水經過處理后回注于開采層作為驅油用水。目前面臨的問題是開發一種低成本、高效能的水處理工藝，在一定程度上降低越來越高的開采成本［2-4］。

1 裝置研究

鑒于長慶油田獨特的地理特點，針對油田內數量較多小型脫水處理站，開發了采出水達標處理的一體化集成裝置。裝置由冷卻塔、氣浮池、二級生化反應池、高效沉淀池、過濾器、自控系統、管閥配件組成。單套裝置處理規模≤300 m3／d，適用于溫度20～45℃，礦化度≤100 000 mg／L的油田采出水，可代替油田常規中小型采出水處理站。

1．1工藝流程

上游集輸站場采出水溫度較高，如直接進入生物反應池，會影響菌種正常生長。故來水首先進入冷卻塔，通過機械通風的方式降低采出水的溫度。經降溫后的采出水自流進入氣浮除油池，經初步除油處理后進入生物反應池，在生物反應池中投加培養好的生物菌群。該菌群是針對油田采出水特點開發出的一種專性菌，在高含鹽量的油田采出水中具有很高的活性。在生物反應池中，通過細菌的整個生命過程完成對水中有機物及油類的降解。生物反應池出水自流進入高效沉淀器，通過重力沉淀作用去除水中的懸浮顆粒，污泥自高效沉淀器底部定期外排。沉淀器上清液自流進入中間水池，再用泵提升至過濾器，過濾器可實現深層次對水過濾凈化，過濾器出水經紫外線殺菌器殺菌后進入清水池，出水即可回注地層，工藝流程詳見圖1。

1．2技術特點

裝置以“不加藥溶氣氣浮、微生物除油、過濾、紫外線殺菌”為核心工藝，并配備儀表監控，實現了裝置的橇裝化、集成化、自動化和數字化。整個處理過程不投加絮凝藥劑、運行費用低、污泥產生量少，現場管理方便，滿足油田低成本開發的要求。

◆專有菌群技術 利用當地本土菌種，篩選、培育、馴化出適合于低滲透油田采出水處理的高效嗜油菌。將采出水中浮油、乳化油有效分解去除，無二次污染。

◆強化預處理技術 采用風冷換熱、不加藥氣浮技術，使得工藝流程適應性強，能夠適應水質、水溫較大范圍的波動。

◆新型填料技術 采用新型填料在裝置內以懸浮床運行的方式，采出水在裝置內的停留時間僅4～5 h，是普通生物活性污泥法污水停留時間的1／4～1／5，提高了處理效率。

◆自控技術 裝置將各生產單元高度集成，有效減少占地面積，裝置內菌種馴化完成后，運行將根據在線監測儀器自動調節水溫、曝氣等相關參數，可實現無人值守，自動化操作。通過現場RTU系統，實時進行數據采集、分析，并可實現數字化上傳等管理功能，同時具備自我安全保護功能。

圖1 裝置內工藝流程

◆集成化技術 設備采用模塊化布局，合理利用空間，優化管線走向。使得裝置整體緊湊，拆裝方便，便于拉運，減少占地面積。

2 現場應用

裝置在國家姬塬特低滲透油藏綜合利用示范基地推廣應用4套。油田所處采出水注入層平均空氣滲透率在10×10－3～100×10－3μm2，裝置處理規模均為300 m3／d，處理效果穩定，具體結果見表1。

一體化采出水處理裝置在節約建設用地、縮短設計和建設周期、降低工程投資、減少操作人員、節能環保等各個方面優勢明顯。與一般水處理裝置相比，一體化采出水處理裝置節約占地面積50%以上，縮短建設周期50%以上，降低投資20%以上。

表1 進出水水質指標 mg／L

3 結束語

一體化油田采出水處理裝置具有建設速度快、占地面積小、運行成本低、維護簡單、運行穩定等技術優勢，特別適用于油田邊遠區塊小型站場采出水處理。該裝置的研制及應用在油田環境保護、綠色油田創建方面，具有廣泛的推廣應用前景。

［1］ 崔斌，趙躍進，趙銳，等．長慶油田采出水處理現狀及發展方向［J］．石油化工安全環保技術，2009，25（4）：59-61．

［2］ 李文宏，高春寧，向忠遠，等．長慶高礦化度含油污水生化處理新技術研究及應用［J］．油田化學，2012，28（4）：457-462．

［3］ 趙艷，趙英武，李風亭．一體化污水處理設備的應用與發展［J］．環境保護科學，2005，30（5）：16-19．

［4］ 邱國華，胡龍興．污水處理一體化裝置的研究現狀與展望［J］．環境污染治理技術與設備，2005，6（5）：7-15．

1005-3158（2014）04-0021-02

2013-11-27）

（編輯 李煜）

10．3969／j．issn．1005-3158．2014．04．007

杜杰，2006年畢業于西北工業大學環境工程專業，碩士，現在西安長慶科技工程有限責任公司從事環境保護工程設計及相關研究工作。通信地址：陜西省西安市未央區興隆園小區長慶大廈公用工程設計部910室，710018