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談聯合站污水處理提質優化

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談聯合站污水處理提質優化

摘要:隨著油田開發進入后期,含油污水有效處理是油田不可避免的難題,地層土壤環境受到破壞,污水處理設備腐蝕等多方面影響,聯合站污水處理效率降低。因此,對聯合站內現有污水處理工藝方法進行提質優化,充分利用水資源,將處理后水回注地層,不僅可以提高污水利用率,保護淡水資源,還可以保持地層能量,有利于油田的可持續發展。

關鍵詞:油田開發;含油污水;地面集輸;提質優化

我國大部分油田已進入開發的中后期,依靠自身油層壓力已經不能滿足正常生產,必須依靠機械能量進行采油,通過注水井不停向油層中注入能量,維持地層壓力,提高采油井的采收率。現在一般油田采出液含水量在80%,中老油田則高達90%以上,所以,合理處理油田污水成了重要問題。油田污水主要產生于油田采出水與其他含油類等污水,其成分比較復雜,不僅會對周圍環境造成污染,損壞水資源生態體系[1]。采出液中的成分還會堵塞石油管道,影響采收率、造成石油設備損壞等問題,在油田生產中,對含油污水的處理顯得尤為重要。

1油田污水處理工藝

在石油開采過程中,許多環節都需要注水開采,原油外輸含水率一般不超過0.5%,所以在外輸前必須將采出液脫水,達到合格后外輸。由于油田采出液成分復雜,含油污水會對生態系統造成破壞,將油田采出污水經地面處理合格后,再回注地下,循環利用,污水處理工藝在油田的可持續發展、保護良好環境等方面起到了重要作用。注水油田開采工藝流程如圖1所示。

1.1油田污水處理工藝方法

由于油田生產規模、生產環境的差異,所采用的污水處理方法也有一定的差異,每種工藝方法有其適用性和局限性,我國污水處理主要采用的工藝技術有物理法、化學法和生物法等。1)物理法在我國油田污水處理技術中最常用的就是物理法。物理法主要可以去除大多數的懸浮油、分散油和懸浮雜質,物理法技術成熟、處理效果好,主要包括重力沉降法、吸附法和聚結法等。2)化學法含油污水經過物理處理法后,水質還未達到處理標準,還需要用多用處理技術綜合處理,在實際的污水處理過程中,通常用化學法做進一步的污水處理。化學法的原理是乳化油,現在常用的方法有化學混凝法、化學轉化法等。3)生物法國內外對生物處理技術應用廣泛,其原理是利用微生物的代謝作用,將污水中的有機污染雜質降解為無機物等。生物法成本低、達到效果好、無污染,常用的處理工藝方式主要有活性污泥法、生物膜法、A/O法等。我國污水如理若重新注入地層,須對污水處理后的懸浮物含量、含油量等物質進行檢驗合格,避免污染。一般來說,聯合站的污水處理工藝主要流程有:首先,利用重力分離等處理技術將采出液分離;然后,運用化學過濾法進行二次處理;經過二次處理的污水運用活性炭等物質吸附雜質,并結合生物法進行最終處理,經過處理后的污水合格后回注[2]。

1.2油田污水處理工藝流程

我國油田污水處理工藝通常采用“三段式”處理工藝:油井采出液先進入一次除油池進行油水分離,除去浮油;隨后采出水進入到二次混凝除油池,脫除浮油和部分乳化油;流出的油田污水經壓力過濾工藝,去除污水中的懸浮雜質和剩余的油,處理后的水滿足回注要求進行回注,采出水處理工藝流程如圖2。

2聯合站污水處理提質優化策略

由于油藏開發地層水類型主要由Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、K+等元素構成,在地面集輸過程中容易出現結垢現象。伴隨近年來油田含水率的增加,開發形式多樣,污水量隨之上升,采出液成分越來越復雜,并且不同地層水質成分多樣變化,造成集數系統的管網設備腐蝕結構現象愈來愈嚴重,應從以下幾個方面進行污水處理提質優化方案,解決腐蝕結垢現象。

2.1藥劑的優化

隨著采出液中結垢離子的增加,水質逐漸發生變化,聯合站的污水處理站應調整藥劑來改善水質,例如加投凈水劑、離子調整劑、絮凝劑等。其中離子調整劑是使污水中的結垢離子與藥劑中的離子相互反應,使原油破乳,其沉淀物形成晶核,再加入陽離子與沉淀物進行沉淀分離[3]。考慮到水質的變化及不穩定性,應考慮后期投加緩蝕阻垢劑,降低腐蝕速率,增強處理后水質的穩定性。

2.2殺菌工藝的優化

目前,油田采出液中普遍存在大量細菌等微生物,微生物繁殖速度較快,在系統內大量繁殖會引起嚴重的腐蝕問題,從而引發地層堵塞、管線腐蝕等問題,存在較大的危害。現油田常用的殺菌工藝主要有化學藥劑殺菌、臭氧殺菌、紫外線殺菌、等離子殺菌、過濾殺菌、電磁波殺菌等。隨著地層的開發、水源變化多樣,細菌指標超標現象越來越嚴重,對設備造成了很大的危害,而化學藥劑殺菌費用比較昂貴,且細菌容易產生免疫,因此可考慮電解鹽水殺菌技術,成本低,殺菌效果穩定,目前電解殺菌法在含油污水處理中運用越來越廣泛。

2.3污水過濾技術的優化

處理后的水質收過濾效果的影響,過濾技術是油田采出液處理中最關鍵的環節。我國污水過濾處理主要采用的是雙濾料過濾器,按照填裝的濾料可分為核桃殼-石英砂過濾器和無煙煤-石英砂過濾器。核桃殼-石英砂過濾器處理油污能力強,但對懸浮物處理能力較差;無煙煤-石英砂過濾器去除懸浮物效果比較優秀,但對過濾前水質的要求較高。結合現油田開采形勢,對污水處理要求精度較高,核桃殼石英砂隨對過濾前水質要求較寬,但其對水中懸浮物顆粒過濾效果差,水質難以達到標準,因此,針對懸浮物顆粒的污水處理應優化過濾器為無煙煤-石英砂過濾器,濾料反洗再生能力強,水質過濾精度高。

3結束語

本文針對現有油田污水處理工藝方法、流程研究討論,結合油田地面開發特點,分析現有污水處理技術存在的不足,分析不同藥劑、不同殺菌工藝及不同過濾技術對污水處理后水質的影響,優化現有工藝方法,減少設備的腐蝕、節約成本,為油田可持續發展提供有力支持。

作者:張維薇 雷啟盟 單位:大慶油田第三采油廠

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