油田含聚廢水處理現場工業化試驗

萬用波

（北京礦冶科技集團有限公司， 北京 100160）

引言

聚合物驅油技術的廣泛應用形成了大量含聚合物的采出水，其中殘留的聚丙烯酰胺導致污水黏度大、油珠聚攏時間長、上浮速度較慢[1]，嚴重影響了油水分離效果。本次處理現場的含聚廢水經某油田污水站含油污水油水分離后，其油含量仍高達1 380 mg/L。另外，聚丙烯酰胺在施工過程中逐步降解成小分子量的聚合物，導致含聚廢水的表觀黏度穩定保持在2～5 MPa·s，直接影響后續水處理過濾設備的正常運轉，并對注水井地層造成持久性傷害。以室內燒杯試驗結果為依據，利用北京礦冶科技集團研制的撬裝式油田作業廢水處理裝置，在某油田污水站開展含聚廢水現場工業化試驗，驗證含聚廢水處理工藝的穩定性及處理設備適應性，并對試驗結果進行經濟評價。

1 現場應用情況

1.1 主工藝流程（見圖1）

圖1 撬裝式油田含聚廢水處理工藝流程

1.2 設備情況

采用撬裝式油田作業廢水處理裝置開展此次現場試驗（如圖2所示），該套處理裝置包含脫穩除油撬、復合反應撬、液添撬、固液分離撬、水質凈化撬（含水質調節及精細過濾）和輔助撬。裝置處理能力為20 m3/h，占地面積160 m2，裝機功率125 kW。

圖2 撬裝式油田含聚廢水處理現場

1.3 設備進水水質情況

處理對象是某油田污水站油水自然沉降分離后的含聚廢水[2]。試驗開始后，依據標準SY/T 5523-2006《油田水分析方法》，聚合物濃度采用淀粉-碘化鎘法，每天對設備進口水質的主要參數進行檢測，檢測結果見表1。

表1 現場進水水質指標

2 試驗結果與討論

2.1 含聚廢水處理情況匯總

設備到場安裝完成后，按照實驗室燒杯試驗確定的處理工藝及藥劑投加量在現場開展工藝及設備調試，并對部分藥劑投加量進行了適當調整，調試結束后，正式開展含聚廢水連續處理試驗，處理能力為20 m3/h，每天連續運行8 h，連續處理7 d，每天分別對設備進水及過濾器出水進行取樣，并及時送油田化驗單位檢測懸浮物、粒徑中值、有含量、黏度及聚合物濃度，水質檢測結果見表2。

表2 現場進出水主要水質檢測結果對比

對比上述處理前后數據可以看出，各項主要水質指標已達到了油田回注水水質要求，設備運行穩定。經計算，上述試驗過程中，懸浮物平均去除率是98.7%、有含量平均去除率是98.9%、含聚濃度平均去除率是92.5%。

2.2 藥劑用量匯總

試驗采用脫穩劑PD-1、氧化劑COP-3、絮凝劑PAC、助凝劑HPAM及水質調節劑TJ-1共5種水處理劑，正式試驗期間，每天對各藥劑消耗量進行統計，核算含聚廢水處理的藥劑成本，統計結果見表3。

表3 含聚廢水處理現場試驗期間藥劑使用情況統計表

2.3 經濟評價

依據表3的藥劑使用量，并結合現場每日處理量（見表4），測算含聚廢水處理的直接藥劑成本，測算結果見表5。

表4 含聚廢水處理日處理量統計

表5 含聚廢水處理藥劑成本測算

根據現場試驗藥劑實際使用情況，核算出含聚廢水處理的藥劑成本是18.51元/m3，但上述費用的測算結果只針對本次現場試驗，實際生產中的藥劑成本會隨著水處理藥劑的價格及含聚廢水水質波動發生相應的改變。

3 結論

利用現有橇裝式油田作業廢水處理裝置，對某油田含聚廢水進行了現場連續處理試驗，并對試驗期間處理前后的水質進行了全面的分析，試驗驗證了“脫穩除油+氧化+絮凝沉淀+水質調節+精細過濾”工藝對含聚廢水處理的穩定性，處理后出水可直接回注至底層，并檢驗了橇裝式油田作業廢水處理裝置對于含聚廢水處理的適應性，經連續處理試驗，該套處理裝置運行正常，過濾器反洗頻率屬于正常范圍。

試驗還評價了含聚廢水處理工藝的經濟性，經測算，采用上述處理工藝，將含聚廢水處理至SY/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法》A3回注標準[3]，直接藥劑成本是18.51元/m3。