青海油田高凝稠油污水處理技術

沈海云 李江龍 張 媛 鐘萍

青海油田高凝稠油污水處理技術

沈海云1 李江龍2 張 媛2 鐘萍2

1青海油田采油一廠 2青海油田采油三廠

常規的核桃殼、纖維球過濾裝置在過濾器頂部均有攪拌機，配套工藝復雜，經常出現軸套密封漏水、卡轉、燒電機等問題，損壞后如不能及時維修，將直接影響過濾系統的正常運行。2008年在青海油田某污水站試驗應用了徑向流核桃殼過濾技術，使得高凝稠油污水處理技術實現了質的飛躍。處理后平均懸浮物固體含量為5.4 mg/L，平均含油量為2.3 mg/L，水質全部達到要求水質指標。

污水處理；高凝稠油；徑向流；核桃殼；纖維球

1 污水處理存在的問題

青海油田油層滲透率大部分<120×10-3μm2，凝固點34.8℃，黏度（50℃）平均885.7 mPa·s，礦化度約26 000 mg/L，腐蝕率1.43 mm/a，共有8個污水處理站，日處理污水3.1×104m3。為了實現注入合格污水的目標，先后試驗應用過常規篩管核桃殼過濾技術、改性纖維球過濾技術、粗粒化+纖維球過濾技術等多種技術，但是均由于污水礦化度高、腐蝕性強、原油高凝高黏等原因，導致處理設備難以正常運行，水質達標率低，嚴重影響了生產。早期幾種污水處理技術在使用過程中遇到的問題主要有：

（1）篩管、篩板腐蝕結垢嚴重。由于污水腐蝕、結垢性強，常規的篩管核桃殼過濾技術過流面積小，在使用190天左右時，就會出現過濾器篩管、篩板嚴重結垢的現象；同時出現反洗、正濾憋壓問題，篩管、篩板長期在較高壓力作用下開裂，致使濾料嚴重漏失，造成過濾器失去作用。頻繁更換篩管、篩板，成本難以承受。

（2）纖維球污染嚴重。由于青海油田原油不僅高凝而且高黏，即使采用進口改性纖維球，也會在短期內嚴重污染，失去過濾能力。采用特制清洗劑將高凝稠油加熱到75℃，纖維球也無法被清洗恢復。所以，纖維球過濾技術在青海高凝稠油油田一直無法正常應用。

（3）攪拌機故障多。常規的核桃殼、纖維球過濾裝置經常出現軸套密封漏水、卡轉、燒電機等問題，損壞后如不能及時維修，將直接影響過濾系統的正常運行。

2 徑向流核桃殼過濾技術

為了使高凝稠油污水處理設備的正常、高效運行，使水質達標，經過反復調研論證，2008年在青海油田某污水站試驗應用了徑向流核桃殼過濾技術[1]，取得了顯著的試驗效果，使得高凝稠油污水處理技術實現了質的飛躍。

（1）結構組成及主要技術原理。該裝置主要由篩筒結構的核桃殼過濾器、料循環泵、不銹鋼反沖洗泵及自動控制系統組成。根據混凝動力學原理和微渦旋原理，設計的渦流混凝器可實現除油降濁；核桃殼濾料裝填于篩筒環形空間，橫向、徑向流濾筒式過濾方式，兼有重力沉降分離除雜和過濾除雜雙重作用，不同于常規縱向、軸向流濾床式過濾，油和懸浮物總去除率分別達到85%以上，較同體積的過濾器增大過濾面積3倍以上，提高了處理能力[2]。主要技術指標見表1。

表1 主要技術指標

（2）應用效果。青海油田某污水站改造投產設計處理規模為9 000 m3/d，設計指標為懸浮物固體含量≤15 mg/L、含油量≤20 mg/L，2008年10月12日在該處理站應用徑向流核桃殼過濾技術。主要工藝流程為：污水沉降罐→污水提升泵→徑向流過濾器→濾后水罐→外輸。投產后對運行效果進行每月三次連續跟蹤，平均懸浮物固體含量為5.4 mg/L，平均含油量為2.3 mg/L，水質全部達到要求水質指標。除了處理效果一直良好外，該技術還具有以下優點：①過濾系統采用兩級可串可并的核桃殼組合過濾，自帶不銹鋼濾料循環泵，具有體外反沖洗功能，濾料裝卸補充全部自動化，省時省力，裝滿一具過濾罐所用時間僅為其他過濾器人工裝料的二十分之一；②濾料即使污染，通過體外反沖洗功能很容易清洗再生；③該技術過濾器工藝流程簡單，便于操作，不需配備攪拌機等，濾料損失率低（每年小于9%），便于維護與管理，每套過濾器均采用單獨的自動反沖洗控制系統，不會因一組控制柜壞影響其他過濾器反沖洗，反沖洗只需按一鍵即可完成，時間隨意確定。

3 結論

由于纖維球在高凝稠油油田污染嚴重，難以清洗和再生，因此適應性差；而常規的核桃殼、纖維球過濾技術配套工藝復雜，攪拌機易損件多；篩管、篩板腐蝕結垢嚴重，不適合高腐蝕結垢油田。徑向流濾筒式核桃殼過濾方式，濾除率高，過濾面積大，濾料清洗再生容易，通過近兩年的實際應用，該技術解決了困擾青海高凝稠油油田污水水質治理難題，為其他類似油田污水水質治理工作提供了借鑒經驗。

[1]金勝男．喇嘛甸油田污水處理新技術[J]．油氣田地面工程，2012，31（7）：58-59.

[2]武俊憲，張效羽．遼河油田歡三聯稠油污水軟化技術試驗研究[J]．石油規劃設計，2004（5）：21-22.

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.034