油田采出污水處理新技術(shù)的研究與應(yīng)用

吳 偉　向明光　吳令娣

（中石化勝利油田分公司東辛采油廠，山東　東營　257094）

油田采出污水處理新技術(shù)的研究與應(yīng)用

吳 偉向明光吳令娣

（中石化勝利油田分公司東辛采油廠，山東東營257094）

針對(duì)采出油田污水超標(biāo)和高含水的矛盾，采用油田采出污水處理和控水穩(wěn)油新技術(shù)，取得了較好的應(yīng)用效果。

油田；采出污水；新技術(shù)；研究；應(yīng)用

東辛采油廠是一個(gè)產(chǎn)油企業(yè)，同時(shí)也是一個(gè)大型能耗及排污企業(yè)，環(huán)保任務(wù)和節(jié)能降耗任務(wù)非常繁重。

一、污水的處理現(xiàn)狀

油田污水的處理目前主要有以下兩條途徑：一是采出→處理→回注→再采出→再處理→再回注的傳統(tǒng)方法；二是污染→治理→再污染→再治理的惡性循環(huán)。均不理想。

二、污水處理新技術(shù)探索及應(yīng)用研究成果

油田含油污水處理以后主要用于回注儲(chǔ)層，以保持地層能量。處理的主要目標(biāo)污染物為油類物質(zhì)和懸浮物。在油田含油污水的處理中，油水分離技術(shù)和過濾技術(shù)構(gòu)成常規(guī)處理流程的主體，同時(shí)輔以防垢、緩蝕、殺菌等化學(xué)處理措施，來滿足當(dāng)污水中油含量在1000mg/L以下、懸浮固體在300mg/L左右時(shí)，處理后水能達(dá)到中、高滲透率油層所需的注水水質(zhì)要求，見表1。

1.預(yù)氧化處理技術(shù)

預(yù)氧化油田污水處理技術(shù)是通過化學(xué)或電化學(xué)的方法對(duì)來水進(jìn)行預(yù)氧化處理，以達(dá)到破乳的目的。根據(jù)原理和處理流程主要分為兩種：一種是化學(xué)預(yù)氧化處理技術(shù)和電化學(xué)預(yù)氧化處理技術(shù)。

表1　碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦標(biāo)準(zhǔn)

化學(xué)方法是在來水中連續(xù)加入化學(xué)預(yù)氧化劑，見圖1。

電化學(xué)方法則充分利用油田污水本身富含大量NaCl等可溶性無機(jī)鹽的特點(diǎn)，通過電化學(xué)設(shè)備使水中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生所需的強(qiáng)氧化性物質(zhì)，以此徹底殺滅水中細(xì)菌；并在較低pH值條件下將二價(jià)鐵離子氧化成具有凝聚作用的三價(jià)鐵離子，成為對(duì)污水凈化有益的組分，將水中的H2S、FeS等硫化物氧化成單質(zhì)硫，在絮凝劑的共同作用下，打破污水中存在的CO—HCO-23—SO32-弱酸弱堿緩沖體系和膠體平衡，將H2S等硫化物和HCO3-等，在污水處理過程中通過混凝沉降而分離去除，從而使水質(zhì)得以凈化，實(shí)現(xiàn)控制腐蝕、抑制結(jié)垢和水質(zhì)達(dá)標(biāo)的目的。

預(yù)氧化油田污水處理技術(shù)的工藝流程與常規(guī)處理技術(shù)的區(qū)別在于,在收油罐前增加一套電化學(xué)污水處理設(shè)備，或增置一套預(yù)氧化劑加入系統(tǒng)，其流程參見圖1。

圖1　預(yù)氧化技術(shù)工藝流程示意圖

針對(duì)東辛采油廠廣利污水站的產(chǎn)出水不達(dá)標(biāo)的情況，采用電化學(xué)預(yù)氧化油田污水處理技術(shù)在站內(nèi)進(jìn)行了現(xiàn)場污水處理試驗(yàn)研究，取得了較好的試驗(yàn)效果，見表2。

表2　預(yù)氧化混凝處理后的水質(zhì)指標(biāo)

2.微孔陶瓷濾過濾技術(shù)

微孔陶瓷濾料是一種無機(jī)濾料,在油田污水過濾中得到廣泛應(yīng)用（表3）。其優(yōu)點(diǎn)如下。

表3　陶瓷濾料物理、化學(xué)性能分析

（1）陶瓷粒濾料具有耐腐蝕，抗氧化；化學(xué)性能穩(wěn)定、過濾阻力小、濾液清、效果好，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)

（2）用于二次循環(huán)水處理過濾，過濾水頭損失小，再生周期長，再生簡易方便，不易阻塞，可達(dá)到最佳效益

(3)用于化學(xué)法處理的廢水過濾，重金屬去除率達(dá)90%以上，懸浮物去除率達(dá)100%，濁度去除率90%。

常用規(guī)格：0.5～1mm、1～2mm、2～4mm、～8mm、8～16mm、16～32mm。

圖2　濾料的電鏡掃描圖

陶瓷濾料具有一定的孔道結(jié)構(gòu)（圖2a）；由于擴(kuò)散作用，油田污水中的污染物及雜質(zhì)會(huì)向?yàn)V料孔道內(nèi)部遷移（圖2b）；濾料截污后原有孔道明顯被堵塞,對(duì)于陶瓷濾料通過水力清洗都能夠恢復(fù)到截污前的狀態(tài)（圖2c）；而對(duì)于核桃殼濾料，無法將孔道內(nèi)的污垢除掉，核桃殼濾料由于其多孔性能形成這部分截污能力也就無法恢復(fù)，導(dǎo)致截污能力降低（圖2d）。

針對(duì)原來辛一污水站過濾器濾料過濾效果差的問題進(jìn)行。

解剖發(fā)現(xiàn)主要存在以下問題：其一是濾料污染不能再生問題；其二是過濾器內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題。

針對(duì)過濾器結(jié)構(gòu)方面的問題采取的措施是改造過濾器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上對(duì)4臺(tái)過濾器中的1臺(tái)首先進(jìn)行了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改造，增加了篩管的根數(shù)，由原來的4根增加到8根，取出了濾料清洗的攪拌裝置，對(duì)反沖洗、收油時(shí)間重新進(jìn)行了設(shè)定，延長了反洗和收油時(shí)間，縮短了反洗周期。

對(duì)過濾器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造后，優(yōu)選了一種性能好的微孔陶瓷濾料。微孔陶瓷濾料的綜合性能主要表現(xiàn)在過濾效果和再生性能兩個(gè)方面。

辛一站中試試驗(yàn)流程見圖3。

圖3　陶瓷濾料過濾試驗(yàn)示意圖

運(yùn)行兩個(gè)多月后，勝利石油管理局技術(shù)檢測中心對(duì)過濾器運(yùn)行效果進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果見表4。

應(yīng)用陶瓷濾料后收到了較好的效果，污水含油和懸浮物由原來的40～60mg/L分別降低到了10mg/L以下，基本達(dá)到了水質(zhì)指標(biāo)要求（表5）。

3.控水穩(wěn)油技術(shù)

除了采用上述兩種采油污水處理技術(shù)對(duì)油田采出污水進(jìn)行處理后回注儲(chǔ)層，做到基本不外排或盡量減少外排外，同時(shí)還采用了另一種控水穩(wěn)油新工藝堵固一體化工藝進(jìn)行控水穩(wěn)油，讓油井多產(chǎn)油，少產(chǎn)水，以一口井說明節(jié)能降耗效果。

表4　過濾器運(yùn)行效果對(duì)比表

表5　東辛采油廠辛一站污水處理達(dá)標(biāo)效果表

DXY12-80井是2012年10月30日套竄治理，治理前該井日液183m3，含水100%，治理后該井已累計(jì)生產(chǎn)691天(截至發(fā)稿時(shí))，累計(jì)產(chǎn)液89191.3m3，平均日液129.1m3；累計(jì)產(chǎn)油6343.3m3，平均日油9.17m3，平均含水92.7%，含水下降7.3%，累計(jì)減水30908.43m3，節(jié)能557578.62kW·h，折合節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤223.031t，減少二氧化碳排放555.905t，取得了較好的節(jié)能降耗效果。

三、結(jié)語

油田污水的處理和控水穩(wěn)油、節(jié)能降耗工作是一項(xiàng)長期的艱苦的工作。預(yù)氧化油田污水處理技術(shù)是一種較好的處理技術(shù)，對(duì)東辛采油廠的污水處理有較好的適應(yīng)性；陶瓷濾料有一定的再生性；堵固一體化工藝對(duì)套損、套竄井有較好的治理效果。

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（三等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)魑模?/p>

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1671-0711（2015）06-0064-03