龍王廟氣田水處理工藝優化研究

趙劍波，唐華，謝嘉

（中石油西南油氣田公司，四川遂寧，629000）

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龍王廟氣田水處理工藝優化研究

趙劍波，唐華，謝嘉

（中石油西南油氣田公司，四川遂寧，629000）

摘要：氣田水是天然氣開采過程中攜帶的附加產品，其處理方法一般為自然沉淀、過濾、回注，含硫氣田水的處理更需要密閉裝卸。根據西南油氣田公司的相關規定，結合現場經驗，我們提出了一系列關于水處理的優化思路，并應用于現場，取得了滿意的效果。

關鍵詞：氣田水；水處理；優化研究

引言

四川盆地磨溪龍王廟組氣藏橫跨四川、重慶兩省市，位于四川省遂寧市、資陽市安岳縣和重慶市潼南縣境內，構造位置處于樂山邊，龍女寺古隆起東部。自2012年9月在磨西8井取得四川盆地寒武系勘探的歷史性發現，到2013 年10月30日龍王廟組氣藏300×104m3/d試采凈化裝置的順利投產，一年多時間實現從氣藏發現到探明并建成10×108m3試采工程，創造了國內油氣勘探開發建設“高質量、高效率、高效益”的新紀錄。2013年10月30日，龍王廟組氣藏300×104m3/d試采凈化裝置的順利投產，磨溪8等9口探井相繼投入試采，到2014年5月底，累計產氣超過10×108m3。試采證實磨溪龍王廟組氣藏具有“三大、三高、三好”的特征，即儲量規模大、含氣面積大、單井控制儲量大，氣井產量高、氣藏壓力高、氣藏溫度高，天然氣氣質好、勘探效益好、試采效果好。

然而隨著天然氣的不斷開采，地層中的其它物質也被帶出地面，如地層水。含硫氣田的地層水，從井站匯集到排放再到回注地層。期間，每一個環節都存在人員傷害和環境污染[1]。2014年12月，西南油氣田公司在制定天然氣采輸班組工作質量標準的時候，再次對氣田水的規范卸放提出了明確要求：含硫氣田水裝卸應密閉進行。2015年3月，經現場勘查后發現，遂寧作業區的部分含硫轉水井和注水井在卸放過程中存在較大風險。

1　工程概況

以磨溪氣田轉水井磨157井為例。

磨157井是磨溪氣田嘉二氣藏一口集采氣和脫硫于一體的井站。建設初期，基于對該氣藏含硫量較低的考慮，開放式卸水時硫化氫溢出量較小，作業環境硫化氫濃度低于閾限值（15mg/m3或10ppm)，對環境及井站員工健康幾乎無影響，所以磨157井卸放水系統設計建設為開放式卸放模式。目前，日產氣量2.9×104m3左右，日產水量16m3。同時，該井還負責嘉二氣藏及安岳氣田龍王廟組部分井站的氣田水轉輸工作，日卸放氣田水180m3，轉水200m3左右。與建設初期時的低含硫情況相比，負責轉水工作后，卸水時硫化氫的溢出量較大，在50米范圍下風處，其環境中硫化氫濃度已接近安全臨界濃度，對周邊環境造成了嚴重影響。圖1為改造前的現場。

圖1　改造前卸放氣田水現場

2　優化設計思路

2015年2月，通過現場查看和理論分析，我們提出了以下兩種優化設計思路：

第一種：密閉式卸水

（1）拆除原開放式卸放管路，新建一套密閉式卸放管路；

（2）對現有氣田水轉、儲水池改造，實現氣田水轉、儲水池全密閉運行；

（3）增加強堿溶液池，對轉、儲水池呼吸管溢出的硫化氫尾氣與堿液綜合反應處理，徹底杜絕氣田水硫化氫溢出造成對環境的影響。

利用2NaOH+H2S==Na2S+2H2O反應方程式的化學反應，進行綜合處理。

第二種：半開放式卸水

（1）對現有氣田水轉、儲水池改造，實現氣田水轉、儲水池半封閉式卸水；

（2）在轉儲水池中增加強堿溶液濃度，增大轉、儲水池呼吸管溢出的硫化氫尾氣與堿液綜合反應面積。

由于轉水過程中H2S濃度過高（＞150mg/m3），若與強堿溶液反應不夠徹底，溢出的H2S對周圍的人員安全、生活環境都存在較大的隱患。因此，我們選擇第一種優化思路。

3　現場應用及效果

3.1應用情況

目前，我們將原有的管線改造，不經過卸水池，直接將管線接頭與水車相連。達到密閉式卸水的目的。同時，增加污水池中的Na OH濃度。在污水排放時，將排放接頭浸沒在水池中，使排放的H2S與污水池中的Na OH充分反應，減少H2S的溢出量。

3.2應用效果

（1）保障了人員安全，降低了現場硫化氫溢出量，見表1。

表1　H2S含量測試值

（2）保護了環境，避免了硫化氫氣體對周邊環境的不利影響。

（3）提高了經濟效益，優化設計后減少了原有的卸水環節，大大節約了作業費用。

在改造后的實際卸水工作中，操作過程見圖2、3、4，一是卸水時有快速密閉卸水接口；二是卸水管線出口端直接插入水池底部。有效降低了現場硫化氫溢出量。

圖2　改造后卸放氣田水現場

圖4　污水池排放口

4　結論及建議

目前，龍王廟氣田在生產過程中有部分氣井開始產水。磨157井水處理流程的優化設計對整個氣田的水處理工藝具有重要意義。根據氣井的生產情況，產水井會隨著開發年限的增加而逐漸增加。通過該優化后的水處理工藝施工簡易、成效顯著、安全環保，極大的降低了污水處理的作業風險，保證了作業人員的安全。

建議：該方案結合現場實際情況，擇優選擇，力求最大程度降低污水處理工藝的難度。磨157井水處理流程的優化設計充分證明，密閉式水處理是含硫氣田水處理工藝中一種有效的方法。但對于不同地區的含硫氣田水處理應根據水中含硫量和現場實際情況等多方面綜合考慮，擇優選擇。

參考文獻

[1]胥尚湘等.國內外氣田水處理技術現狀[J].天然氣工業，1995,7(15):63-66.

趙劍波(1969-)，男，成人本科，黨支部書記/技師，工作單 位：中石油西南油氣田公司川中油氣礦遂寧采油氣作業區。研究方向：采油氣地面工藝設備維護維修與工 藝適應性改造。

E-mail:zjbthzcy@qq.com

唐華(1972)，女，成人大專，采氣高級技師，工作單位：中石 油西南油氣田公司川中油氣礦遂寧采油氣作業區。研究方向：采油氣一線員工現場實際操作規范化培訓。

E-mail:tangh02@petrochina

謝嘉(1993-)，男，本科，新分實習大學生，在中石油西南油氣田公司龍崗作業區工作。

E-mail:303219932@qq.com

Longwangmiao Treatment Process Optimization Research of Gas-field Water

Jianbo Zhao,Hua Tang,Jia Xie
(Southwest Oil and Gas Field Company,Suining,Sichuan,629000,China)

Abstract:Gas-field water whose processing methods ingeneral are natual sedimentation,filtration and reinjection,is the additional product in the process of gas exploitation,and the airtight loading and unloading is more needed for the treatment of sulfer-bearing gas-field water.According to the relevant reglations of Southwest Oil and Gas Field Company,with the combination of field experience,we have proposed a series of optimization ideas which have received satisfactory effects.

Key words:Gas-field water;Treatment of water;Optimization research

作者簡介：

DOI:工業技術創新 URL:http//www.china-iti.com10.14103/j.issn.2095-8412.2016.01.017

中圖分類號：X741

文獻標識碼：A

文章編號：2095-8412(2016)01-644-03