油田采出污水處理新技術的研究與應用

吳 偉　向明光　吳令娣

（中石化勝利油田分公司東辛采油廠，山東　東營　257094）

油田采出污水處理新技術的研究與應用

吳 偉向明光吳令娣

（中石化勝利油田分公司東辛采油廠，山東東營257094）

針對采出油田污水超標和高含水的矛盾，采用油田采出污水處理和控水穩油新技術，取得了較好的應用效果。

油田；采出污水；新技術；研究；應用

東辛采油廠是一個產油企業，同時也是一個大型能耗及排污企業，環保任務和節能降耗任務非常繁重。

一、污水的處理現狀

油田污水的處理目前主要有以下兩條途徑：一是采出→處理→回注→再采出→再處理→再回注的傳統方法；二是污染→治理→再污染→再治理的惡性循環。均不理想。

二、污水處理新技術探索及應用研究成果

油田含油污水處理以后主要用于回注儲層，以保持地層能量。處理的主要目標污染物為油類物質和懸浮物。在油田含油污水的處理中，油水分離技術和過濾技術構成常規處理流程的主體，同時輔以防垢、緩蝕、殺菌等化學處理措施，來滿足當污水中油含量在1000mg/L以下、懸浮固體在300mg/L左右時，處理后水能達到中、高滲透率油層所需的注水水質要求，見表1。

1.預氧化處理技術

預氧化油田污水處理技術是通過化學或電化學的方法對來水進行預氧化處理，以達到破乳的目的。根據原理和處理流程主要分為兩種：一種是化學預氧化處理技術和電化學預氧化處理技術。

表1　碎屑巖油藏注水水質推薦標準

化學方法是在來水中連續加入化學預氧化劑，見圖1。

電化學方法則充分利用油田污水本身富含大量NaCl等可溶性無機鹽的特點，通過電化學設備使水中發生電化學反應，產生所需的強氧化性物質，以此徹底殺滅水中細菌；并在較低pH值條件下將二價鐵離子氧化成具有凝聚作用的三價鐵離子，成為對污水凈化有益的組分，將水中的H2S、FeS等硫化物氧化成單質硫，在絮凝劑的共同作用下，打破污水中存在的CO—HCO-23—SO32-弱酸弱堿緩沖體系和膠體平衡，將H2S等硫化物和HCO3-等，在污水處理過程中通過混凝沉降而分離去除，從而使水質得以凈化，實現控制腐蝕、抑制結垢和水質達標的目的。

預氧化油田污水處理技術的工藝流程與常規處理技術的區別在于,在收油罐前增加一套電化學污水處理設備，或增置一套預氧化劑加入系統，其流程參見圖1。

圖1　預氧化技術工藝流程示意圖

針對東辛采油廠廣利污水站的產出水不達標的情況，采用電化學預氧化油田污水處理技術在站內進行了現場污水處理試驗研究，取得了較好的試驗效果，見表2。

表2　預氧化混凝處理后的水質指標

2.微孔陶瓷濾過濾技術

微孔陶瓷濾料是一種無機濾料,在油田污水過濾中得到廣泛應用（表3）。其優點如下。

表3　陶瓷濾料物理、化學性能分析

（1）陶瓷粒濾料具有耐腐蝕，抗氧化；化學性能穩定、過濾阻力小、濾液清、效果好，使用壽命長等優點

（2）用于二次循環水處理過濾，過濾水頭損失小，再生周期長，再生簡易方便，不易阻塞，可達到最佳效益

(3)用于化學法處理的廢水過濾，重金屬去除率達90%以上，懸浮物去除率達100%，濁度去除率90%。

常用規格：0.5～1mm、1～2mm、2～4mm、～8mm、8～16mm、16～32mm。

圖2　濾料的電鏡掃描圖

陶瓷濾料具有一定的孔道結構（圖2a）；由于擴散作用，油田污水中的污染物及雜質會向濾料孔道內部遷移（圖2b）；濾料截污后原有孔道明顯被堵塞,對于陶瓷濾料通過水力清洗都能夠恢復到截污前的狀態（圖2c）；而對于核桃殼濾料，無法將孔道內的污垢除掉，核桃殼濾料由于其多孔性能形成這部分截污能力也就無法恢復，導致截污能力降低（圖2d）。

針對原來辛一污水站過濾器濾料過濾效果差的問題進行。

解剖發現主要存在以下問題：其一是濾料污染不能再生問題；其二是過濾器內部結構問題。

針對過濾器結構方面的問題采取的措施是改造過濾器的內部結構。在進行現場試驗成果的基礎上對4臺過濾器中的1臺首先進行了內部結構的改造，增加了篩管的根數，由原來的4根增加到8根，取出了濾料清洗的攪拌裝置，對反沖洗、收油時間重新進行了設定，延長了反洗和收油時間，縮短了反洗周期。

對過濾器結構進行改造后，優選了一種性能好的微孔陶瓷濾料。微孔陶瓷濾料的綜合性能主要表現在過濾效果和再生性能兩個方面。

辛一站中試試驗流程見圖3。

圖3　陶瓷濾料過濾試驗示意圖

運行兩個多月后，勝利石油管理局技術檢測中心對過濾器運行效果進行了檢測，檢測結果見表4。

應用陶瓷濾料后收到了較好的效果，污水含油和懸浮物由原來的40～60mg/L分別降低到了10mg/L以下，基本達到了水質指標要求（表5）。

3.控水穩油技術

除了采用上述兩種采油污水處理技術對油田采出污水進行處理后回注儲層，做到基本不外排或盡量減少外排外，同時還采用了另一種控水穩油新工藝堵固一體化工藝進行控水穩油，讓油井多產油，少產水，以一口井說明節能降耗效果。

表4　過濾器運行效果對比表

表5　東辛采油廠辛一站污水處理達標效果表

DXY12-80井是2012年10月30日套竄治理，治理前該井日液183m3，含水100%，治理后該井已累計生產691天(截至發稿時)，累計產液89191.3m3，平均日液129.1m3；累計產油6343.3m3，平均日油9.17m3，平均含水92.7%，含水下降7.3%，累計減水30908.43m3，節能557578.62kW·h，折合節約標準煤223.031t，減少二氧化碳排放555.905t，取得了較好的節能降耗效果。

三、結語

油田污水的處理和控水穩油、節能降耗工作是一項長期的艱苦的工作。預氧化油田污水處理技術是一種較好的處理技術，對東辛采油廠的污水處理有較好的適應性；陶瓷濾料有一定的再生性；堵固一體化工藝對套損、套竄井有較好的治理效果。

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（三等獎獲獎征文）

X741

B

1671-0711（2015）06-0064-03