勝利油田含聚污水除油工藝優(yōu)化

武峽岳 中國石化石油工程設(shè)計有限公司

勝利油田含聚污水除油工藝優(yōu)化

武峽岳 中國石化石油工程設(shè)計有限公司

針對勝利油田勝二區(qū)坨四污水站水質(zhì)含油嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)狀，開展了優(yōu)化工藝流程、優(yōu)選除油藥劑的實驗研究。采用三相分離器油水分輸工藝實施分輸流程避免了管道內(nèi)油相與水相的再次混合乳化和罐體內(nèi)油水分離過程的反向運動，其效果相當(dāng)于增加污水沉降罐，延長了污水沉降時間。在優(yōu)選除油藥劑現(xiàn)場試驗中，在二次除油罐之前加入反相破乳劑與聚鋁的復(fù)配產(chǎn)品（投加濃度10 mg/L），一次除油罐出口污水平均含油量為166.5 mg/L，外輸污水平均含油量降至20.25 mg/L，表明現(xiàn)場試驗所用反相破乳劑對坨四污水所含乳化油具有良好的去除效果。

含聚污水；除油；工藝優(yōu)化；分輸；反相破乳劑

目前勝利油田主力開發(fā)單元已經(jīng)進(jìn)入高含水和特高含水期，化學(xué)驅(qū)的大部分單元進(jìn)入后續(xù)水驅(qū)階段，油藏開發(fā)方式多，不僅包括常規(guī)水驅(qū)、熱采，同時還有注聚驅(qū)、二元復(fù)合驅(qū)及泡沫驅(qū)等化學(xué)驅(qū)。因此，其采出污水水性日趨復(fù)雜，呈現(xiàn)出“六高、兩低”的特點，尤其是含油乳化程度高和聚合物含量高的特點，使得污水處理的難度大大增加。針對勝利油田勝二區(qū)坨四污水站水質(zhì)含油嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)狀，開展了優(yōu)化工藝流程、優(yōu)選除油藥劑的實驗研究。

1 現(xiàn)場概況

勝二區(qū)位于勝坨油田勝利村構(gòu)造西南翼，1965年投產(chǎn)，1966年投入全面開發(fā)。目前勝二區(qū)共有采油井610口，開井495口，日產(chǎn)液水平54 039 t，日產(chǎn)油水平2 238 t，綜合含水率95.86%；注水井總井?dāng)?shù)363口，開井333口，日注水平54 301 m3，注采比為1。勝二區(qū)油氣集輸系統(tǒng)由坨四、坨六等2座集輸泵站組成，包括原油脫水和污水處理兩大部分，其中坨四站處理后污水輸至勝五注水站，坨六站處理后污水輸至勝七注水站。坨四站污水處理工藝流程見圖1。

目前坨四站處理水量近30 000 m3/d，占全廠總水量的22.2%。隨著進(jìn)站采出液聚合物含量的增加，來液物性日趨復(fù)雜，加之設(shè)備年久老化，其處理污水水質(zhì)已無法滿足對應(yīng)注入?yún)^(qū)塊的水質(zhì)需求，影響了水驅(qū)開發(fā)效果，造成地層堵塞，欠注嚴(yán)重，此類欠注層占該站注入?yún)^(qū)塊注水層數(shù)的58%。水質(zhì)無法滿足開發(fā)需求，影響了水驅(qū)開發(fā)效果，水質(zhì)污染造成欠注層數(shù)逐年增加，使層間干擾加劇，韻律層、低滲層注水狀況惡化。同時由于注入水質(zhì)與低滲區(qū)塊需求水質(zhì)相差較遠(yuǎn)，致使坨143、坨76等低滲斷塊的能量不能得到有效補(bǔ)充，地層供液能力變差。

圖1 污水處理工藝流程

2 現(xiàn)場工藝優(yōu)化

2.1 工藝流程優(yōu)化

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研及實驗研究發(fā)現(xiàn)，坨四站井排來液經(jīng)三相分離器處理后分開的油、水兩路經(jīng)管輸進(jìn)入一次沉降罐內(nèi)重新?lián)交欤偌由虾罄m(xù)各級原油沉降罐的底水也回輸至一次沉降罐內(nèi)，導(dǎo)致一次罐內(nèi)部流態(tài)復(fù)雜，油水混合乳化程度提高，致使一次沉降罐底部出水含油偏高。因此，對坨四站三相分離器油水輸送流程進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后工藝流程如圖2所示。該優(yōu)化工藝流程采用三相分離器油水分輸工藝，由原來的三相分離器出水出油混輸進(jìn)入原油一級沉降罐倒換為8＃原油一級沉降罐單獨進(jìn)油，9＃原油一級沉降罐單獨進(jìn)水，關(guān)閉9＃罐二次放水和污水回收進(jìn)口閘門。現(xiàn)場工藝流程優(yōu)化前、后分別檢測一次沉降罐出口含油率，得出含油濃度對比曲線如圖3所示。

由圖3可以看出，流程優(yōu)化后一次沉降罐出水含油平均降低了50～60 mg/L，原因是實施分輸流程避免了管道內(nèi)油相與水相的再次混合乳化和罐體內(nèi)油水分離過程的反向運動，其效果相當(dāng)于增加1座污水沉降罐，可延長污水沉降時間約4 h，在很大程度上減輕了污水站的污水處理負(fù)荷；但降低幅度與預(yù)期效果（降低200 mg/L）有較大差距，分析原因可能是由于8＃罐為原油沉降罐，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與除油罐有較大差別，將其作為污水除油罐雖然污水沉降時間有所延長，但其除油效果較差，因此達(dá)不到預(yù)期的除油效果。從圖3還可以看出，流程調(diào)整后污水含油較調(diào)整前波動變小，穩(wěn)定性有了較大提高，有利于保障污水站平穩(wěn)運行。

圖2 優(yōu)化后工藝流程

圖3 一次沉降罐出口含油濃度對比

圖4 優(yōu)選藥劑前、后污水含油濃度曲線

2.2 除油藥劑優(yōu)選

坨四站使用WD—2型除油劑，月投加量為11 t。參照《水包油乳狀液破乳劑使用性能評定方法（SY/T 5797—1993）》，對坨四站現(xiàn)場用破乳劑進(jìn)行評價。試驗結(jié)果表明，現(xiàn)場所用除油劑對污水處理效果較差，加入量為80 mg/L時，50℃下靜置沉降1 h后污水含油量仍達(dá)到200 mg/L以上。分析認(rèn)為，該除油劑為陰離子型聚合物，而坨四站驅(qū)油用聚合物為陰離子型聚合物，從而影響除油劑的使用效果，使除油效果變差。并且由于坨四站來水中聚合物含量相對較高，在聚合物這種表面活性劑的存在下，水包油的乳狀液的油水界面張力會變大，更加難以分離。要有效降低坨四站污水含油，必須篩選合適的反相破乳劑。

因此，對坨四站井排來液進(jìn)行評價試驗，篩選反相破乳劑：在二次除油罐之前加入反相破乳劑與聚鋁的復(fù)配產(chǎn)品，投加濃度10 mg/L。分別檢測優(yōu)選藥劑前、后一次沉降罐出水和外輸污水含油濃度，污水含油濃度曲線如圖4所示。

由圖4可以看出，在反相破乳劑加入之前的8 d時間內(nèi)，一次除油罐出口污水平均含油量128.5 mg/L，外輸污水平均含油量71.63 mg/L，且數(shù)據(jù)波動較大，而投加反相破乳劑之后的8 d時間內(nèi)，一次除油罐出口污水平均含油量為166.5 mg/L，外輸污水平均含油量降至20.25 mg/L，表明現(xiàn)場試驗所用反相破乳劑對坨站四站污水所含乳化油具有良好的去除效果。

3 結(jié)論

（1）優(yōu)化工藝流程，降低污水含油量。采用三相分離器油水分輸工藝實施分輸流程避免了管道內(nèi)油相與水相的再次混合乳化和罐體內(nèi)油水分離過程的反向運動，其效果相當(dāng)于增加污水沉降罐，延長了污水沉降時間。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)加強(qiáng)對井排來液的監(jiān)控，及時調(diào)節(jié)三相分離器，優(yōu)化工藝流程，降低各個階段的含油量，為后續(xù)生產(chǎn)提供保障。

（2）優(yōu)選除油藥劑，提高除油效率。隨著注聚等三次采油的繼續(xù)深入與新工藝措施的應(yīng)用，采油污水處理難度逐漸增加，這就需要緊密跟蹤現(xiàn)場污水的變化，來研究與其相適應(yīng)的藥劑，將污水處理與原油破乳結(jié)合起來，研發(fā)復(fù)合型藥劑，保障原油含水和污水水質(zhì)指標(biāo)的雙重達(dá)標(biāo)。

13589440701、wuxiayue1982@163.com

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.4.013

武峽岳：工程師，目前就職于中石化石油工程設(shè)計有限公司，主要的研究方向為油氣田地面工程、天然氣處理等。