注水管道二次污染分析及對策

李殿杰（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

注水管道二次污染分析及對策

李殿杰（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

近幾年，隨著油田水處理工藝的不斷完善，出站水水質基本達標，但注水管道二次污染問題日益突出，導致注水井井口水質嚴重超標，直接影響油田開發效果。筆者結合大慶某油田注水管道二次污染問題，對注入介質、管材、殺菌方式等方面進行對比分析，確定注水管道二次污染成因，并提出“把控水源、強化殺菌、強化清洗、強化攻關、強化監測”的解決措施，為油田“注好水、注夠水”保駕護航。

注水管道；注水水質；二次污染

為了提高注水質量，近年來大慶油田在水質治理方面開展了大量工作，污水處理站和注水站的出站水質狀況不斷改善。但根據某廠水質調查情況看，從污水處理站濾后水至注水井，污水懸浮物合格率由出站時的94.7%下降到60%，硫酸鹽還原菌合格率由出站時的94.7%下降到41.9%，到注水井井口時水質超標嚴重。主要原因是油田經過多年注水開發，注水管網結垢、腐蝕嚴重，對出站水產生二次污染，成為了制約注水水質全過程達標的瓶頸。

1 成因分析

1.1 水質狀況分析

為了準確分析注水水質二次污染情況，以2016年全廠注水水質監測報告為依據，分別以不同的注入介質和不同的注水管道材質作為研究對象，對水處理站、配水間、注水井井口的注入水中含油量、懸浮物含量、懸浮物顆粒直徑中值、三項菌類進行分析。

1）注入清水。選取TN地區1座地下水質處理站濾后、所轄1座配水間及1口注水井作為分析對象（表1）。從表1中可以看出，地下水質處理站濾后水質指標全部合格，經注水管道（金屬管材）輸送至注水井井口后，注水水質中懸浮物顆粒直徑中值[1]及三種菌類均超標。

2）注入污水。選取PB地區1座污水處理站濾后、1座注水站泵入口、所轄2座配水間及2口注水井作為分析對象（表1）。從表1中可以看出，污水處理站濾后水質指標全部合格，但經注水管道（金屬管材）輸送至配水間，再輸送至注水井井口時，懸浮物含量、三種菌類的含量隨著在注水管道內運移距離的增長而成倍增加。除了含油量達標外，各項全部超過了油田注水水質標準要求，水質二次污染較為嚴重。

1.2 影響因素

1.2.1 注入水化學殺菌及物理殺菌的影響

化學方法殺菌主要使用殺菌劑，使用一定時間后，細菌易產生抗藥性，需有良好的配伍性；而且隨著注水管線長度的增長，殺菌劑的殺菌效果不斷減弱，無法完全保證注水管道內的水質。

物理紫外線殺菌裝置可以使注入水中的硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細菌的DNA組織結構受到光化學破壞，失去復制能力，從而在不使用化學藥物的情況下達到殺菌的目的。但由于水體透光率直接影響到紫外線的殺菌效果，特別是在水質條件較差時，紫外線的穿透能力下降，導致紫外線的殺菌效率也大幅度下降[2]。根據調查發現，某廠各水處理站的物理紫外線殺菌裝置使用率較低，燈管容易黏附一定的污油，殺菌效果大大降低，且燈管經常損壞，更換費用較高[3]。

1.2.2 注水管道的影響

1）使用時間。注水管線使用5年以后，管線內污油及懸浮物的沉積逐漸增加，結垢嚴重，在水流的沖刷下，垢層表面的浮垢脫落后使水質變差。同時由于管線腐蝕，濾后合格水經管線到達注水井口過程中，注入水中雜質顆粒及菌類成倍增加，水質中懸浮物固體和菌類含量超標嚴重，注入水在管道內形成二次污染。

表1 水質監測數據表

2）管道材質。某廠在用注水管道從管道材質上分為金屬管道和非金屬管道。相關資料表明，井口注入水中懸浮物主要含有碳酸鹽、FeS、FeSx、Fe(OH)3等物質，主要是由于金屬管道內水質二次污染嚴重造成的。而金屬管道內水質二次污染主要原因是金屬管材能夠為硫酸鹽還原菌、腐生菌、鐵細菌提供良好的生長繁殖環境。

2 解決對策

通過水質分析結果表明，廠處理水出站水基本達標，但注水井井口水質達標困難。為了進一步改善油田注入水水質，根據對注水管道二次污染成因進行的分析，制定以下解決措施：

1）把控源頭，加強來源水質管理。在站內水處理工藝完善的基礎上，加強技術管理，優化生產運行參數，控制上流來水質量、強化中游處理效果，在水質達標的前提下，提高出站水的水質標準。

2）強化殺菌，增加殺菌措施應用。針對各區塊采出液和處理工藝的差異性，對投加的各種藥劑應該開展配伍性試驗，編制各水處理站個性化加藥方案，每種水質應篩選出兩種殺菌劑，同一個污水處理系統應間隔選用不同種類的殺菌劑，以免產生抗藥性，優化加藥參數，提高藥劑質量，確保殺菌效果[4]；加大物理紫外線殺菌裝置的檢查維護力度，定期對紫外線燈管進行清洗，保持燈管的潔凈和透明，以免影響紫外線的穿透及輻射強度。摸索物理殺菌工藝殺菌效果的衰減規律，當紫外線燈管出現破損后，應及時進行更換，以確保殺菌率[5]。

3）強化清洗，嚴控管網清洗管理。開展站外注水管網沖洗，清除管線內的雜質[6]。應用射流沖洗技術沖洗運行超過5年的注水支干線及單井管線，應以聯合站為中心，以源頭干線為起點，對各區塊的注水管線進行集中清洗。

4）強化攻關，加大內襯技術應用。根據水質分析，得出了金屬管材的注水管道對水質更容易產生二次污染。針對這一問題，開展注水管道內襯涂膜現場試驗，在已建金屬管線內內襯復合玻璃鋼軟管，增加注水管道內壁的光滑度，減少或避免水質與金屬管道直接接觸，減少管道內結垢和硫酸鹽還原菌等各種菌類的滋生。

5）強化監測，加強水質監測管理。優化水質監測點，擴大站外水質監測范圍，準確掌握并分析注水水質情況，為下一步治理決策提供依據。

3 結論

1）濾后的含油污水與地下清水相比，懸浮物及各種菌類等含量高，水質二次污染嚴重。

2）金屬管道與非金屬管道相比，能夠為注入水水質中的各種菌種類提供良好的生長條件，導致水質二次污染嚴重。

3）在油田注水水質治理工作中，應轉變治理方向，突出注水管道的水質二次污染治理，切實保證注水井井口水質達標。

[1]馬文衡，王永，劉麗敏，等.對油田注水水質指標及分析方法的探討[J].石油工業技術監督.2012，28（2）：31-33.

[2]印重，金勝男，于艷暉，等.喇嘛甸油田污水殺菌技術[J].油氣田地面工程，2013（5）：31-32.

[3]于忠臣，王松，闞連寶.油田污水處理和殺菌新技術[M].哈爾濱：哈爾濱地圖出版社，2010：129-137.

[4]李建軍，劉碧峰，房擁軍，等.油田污水化學殺菌技術的應用[J].油氣田地面工程，2003，22（12）：30-31.

[5]邢少艷.變頻殺菌與紫外線殺菌組合技術[J].油氣田地面工程，2008，27（8）：76.

[6]楊永彬，魏友國，畢晶晶.含硫注水管道清洗除垢技術應用與推廣[J].石油工程建設，2014，40（1）：50-53.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.11.002

李殿杰，工程師，2007年畢業于東北石油大學（土木工程專業），從事油田地面系統工程工作，E-mail：dqlzy152@163.com，地址：黑龍江省大慶市大同區大慶油田第七采油廠規劃設計研究所，163517。

2017-07-30

（編輯 賈洪來）