油田污水凈化及凈化水回收利用工藝

段一黃柯王文濤（.玉門油田百思特工程咨詢有限責任公司，甘肅 酒泉 735000；.玉門油田作業公司，甘肅 酒泉 735000）

油田污水凈化及凈化水回收利用工藝

段一1黃柯2王文濤1（1.玉門油田百思特工程咨詢有限責任公司，甘肅 酒泉 735000；2.玉門油田作業公司，甘肅 酒泉 735000）

油田污水凈化及回用不僅關系到環境問題，而且直接影響油田正常生產，本文針對污水凈化工藝的幾個成功技術，就玉門油田近年回注水工程中存在的問題，提出了基本思路；就地層回注對環境和油田生產的影響，總結出問題的解決方法。

污水凈化；回用；污水回注；結垢

1 油田污水凈化工藝

污水凈化對不同水質需要采取針對性解決方案。以下參照幾個成功的案例，做幾方面思考。

1.1 凈化工藝需要考慮凈化水水質標準和腐蝕結垢性能

中原油田采油污水具有較強的腐蝕性和結垢性，屬于高礦化度、高含鐵的CaCl2水型，而且細菌含量較高。污水處理過程中加入了助凝劑、絮凝劑、PH調節劑等，絮凝、防腐和防垢過程統一考慮。加入除鐵藥劑除鐵、殺菌；應用工藝手段降低溶解氧濃度，從而大幅度降低了污水的腐蝕速率；通過控制pH值，提高除鐵效率和懸浮物去除率，降低了HCO3-濃度，降低了污水的結垢量。實現了水處理與腐蝕、結垢控制的有機統一，凈化水滿足注水需要。

中原油田明二污采油污水含硫量較高、顏色發黑、水中細菌（SRB、TGB）含量較高，平均腐蝕速率較高。通過選擇除硫處理藥劑、研究絮凝強化方法，應用復合堿調整混合水的pH。除硫劑、絮凝劑加量達到一定比例時，凈化水的透光率可達到99.7%；懸浮物、含油量、總鐵及濾膜系數均達到了回注指標；SRB、TGB含量達標、污泥量顯著降低；腐蝕速率降低；處理后水的離子含量、靜態腐蝕速率及與地層水的配伍性均符合回注要求。

1.2 處理工藝應涉及凈化水回收利用及資源無害化處理

稠油污水處理的方法有三種：對污水進行深度處理后回用熱采鍋爐；用生物化學方法，使污水達標排放；將所產稠油污水調往附近的稀油油區處理合格后回注地層。遼河油田稠油污水處理過程中，開展高效絮凝劑體系研究及強化絮凝技術研究，優化處理工藝，使處理后的稠油污水達到進爐水質標準；自主研發出高效的硅垢阻垢劑和除硅劑；采用固化技術對污泥進行資源化、無害化處理。凈化水水質完全符合回注要求。

玉門煉化總廠致力于各類污水的回收及綜合利用。盡管原油重質化導致污水含硫量逐年上升，我們仍不斷提高系統酸性水的利用率，酸性水經過脫油、除雜質等凈化后，作為電脫鹽裝置的補水，現在每個小時可為脫鹽罐補充酸性水凈化水19噸；2013年投運的污水深度回用裝置，將以往原油加工產生的污水凈化處理后為裝置循環水補水，今年，玉門油田煉化總廠還將其作為廠區的綠化用水；玉門煉化總廠的水處理車間，污水經過處理后達到了飲用水級別。凈化水的合理利用對環境保護極為有利。

玉門油田青西污水處理廠毗鄰聯合站，聯合站裝置系統循環水多為新鮮水，凈化水處理合格后能夠替代新鮮水、除鹽水，全部被聯合站裝置利用，不但能夠減少回注量還能減少新鮮水用量。

1.3 避免采用清污混注技術，提升處理后凈化水的地層配伍性

玉門油田老區注水多采用清水、污水單獨處理分別回注的方式。該方式增加地面工程投資和操作工的工作量，增加清水消耗量。另外，兩種水質間的差異，增大了注入水在地層結垢的可能性、注入水產生腐蝕、結垢的因素逐漸復雜化。

老油田改造需要借鑒塔里木油田的清污混合后處理技術。污水、清水混合后再經過處理，達標后注入地下，這樣可以降低地層腐蝕、地層結垢的速率，也能為上產提供一定的幫助。

1.4 含油污泥固化處理，避免大量污泥對環境產生負面影響

采油作業中、污水處理中產生的含油量超過8%污泥有如下處理方式：污泥熱解方式、萃取方式。來實現油/固體顆粒的有效分離，達到污油回用，殘余固體無害化排放。以上兩項技術，可回收含油污泥中80%左右的油。成本低廉、處理后的含油污泥可進行資源化處理或達標排放。含油量低于8%的含油污泥處理，旨在控制污染物浸出。處理后的污泥抗壓強度高、處理成本低、浸出物的COD含量低，可作為墻磚、地磚等建筑材料。

2 凈化水地層回注方案的確定

高含水油藏注水，可減少高成本采油、避免污染環境等，是一種有效的驅油方式，效果直接影響油井產量及最終的驅油能力。分層注水采用的水多為地下采出液經污水處理系統處理后直接向油層回注。但是怎么注、注多少、注后效果如何、對儲層造成什么影響對設計者來說存在很大盲目性。

玉門油田青西采油廠近年來注水規模不斷擴大，但是本年度完成的注水井只有一口順利投產，其余的注水井壓力高、注不進，采用酸化增注后仍無任何效果。工程不能順利投用影響生產進度、造成投資浪費。主要原因在于儲層物性不好，目的層巖性以白云質泥巖、泥質白云巖為主，裂縫以低角度縫為主。

基于以上問題，設計者需要做大量工作以減少設計返工、建設中斷、建成后廢棄。

（1）確定方案：確定一套注水方案必需初選層位、對介質和地層的配伍性做深入研究，以此來確定該地層儲水能力，然后優選回注層位、計算注入壓力和地層吸水能力。

（2）方案驗證：周邊注水壓差和逐年地層壓力是該層位吸水能力的有效判斷途徑。基于上述兩點做出參數估計，建立概念模型后，對模型做出數值模擬，確定層位最大注水量，考慮最初確定井的注水可行性。

（3）試注：井位、注入壓力、注入量確定后可以試注，但不宜投入大量財力。如果試注成功還要考慮該方案對底層會不會產生負面影響。

（4）清、污水配伍性研究：對處理后污水各項指標做化驗分析，測試好各項指標，考慮凈化水水質是用于地層注水還是外排污水。

3 回注的不良影響及解決方法

3.1 凈化水回注對分層測試影響

污水處理的原水為地下采出液和洗井水等。地下采出液礦化度高、含原油、含有部分的溶解氣和細菌，洗井水中含固體懸浮物。污水處理系統凈化水不達標仍被用作注水的情況下水質問題會直接影響分層測試。

污水腐蝕管網和堵塞井下管柱：出砂的井在注水井工作筒內堆積細砂，堵塞工作筒，影響測試儀器工作；堵塞水咀：凈化水固體懸浮物較多，固體懸浮物容易堵塞濾網，容易使偏心配水管柱配水器堵塞器內的水咀堵塞結垢，使油壓迅速上升，注水量下降，注水合格率降低；堵卡水表：因地層堵塞，水量壓力波動大，地面水表讀值精度低，與井下流量計取值存在較大誤差，堵卡嚴重水表停轉時；泵壓低：由于地勢高低差異和注水管線內污水雜質多，管線內壁容易被腐蝕結垢，流量、壓力不穩定，從配水間分水器上測量出來的泵壓過低，不便進行調試。

3.2 污水回注對地層的影響

處理達標的凈化水回注地下，對地層影響很小，但是由于技術限制、來液性能復雜易變，很難嚴格達標。另外，地層水和注入水混合時也會發生結垢。不達標水質礦化度過高、含多種油田助劑，會導致地層結垢、腐蝕、堵塞、注水井作業周期縮短，對油層造成極大傷害。沉積物積于管線、巖石孔隙表面，嚴重損害儲層滲透率。

3.3 解決方法

凈化回注過程全程把關是避免上述影響的關鍵。凈化處理，避免結垢；減少固體懸浮物含量；在油管內壁增加防腐蝕涂層來隔絕氣體腐蝕；注水站至配水間應穩定泵壓，連續均勻地泵送注入水，注水管線要經常沖洗；控制水中氧的溶解度，避免鐵銹產生；沉降罐定期清洗；嚴格控制化學藥劑用量和質量；操作人員熟練掌握系統處理過程，控制系統連續供水、平穩運行。

水敏、固相顆粒堵塞是降低儲層滲透率的直接原因，所以造成起初注水正常，后期效果不好、注不進的現象。計算機預測，通過儲層特性分析和污水水質評價，做靜態結垢實驗、動態結垢實驗、水質與儲層配伍性實驗，進而得出水質與地層相容性實驗結果，可以很好的指導生產。

［1］鄒根寶《采油工程》。石油工業出版社，1998.

［2］趙林、李支文、程艷《油田清水污水混配產生沉淀原因分析油田化學》，2005，22（1）：52.

［3］偉利《結垢配伍性試驗及預測技術》。工程技術，270～271.

［4］梅洋《江蘇低滲透油藏注水水質和配伍工藝研究》。學位論文，2005.

［5］波·恩·鳥斯闊夫《油氣混輸流程的改造》。油田設計，1972年01期.