注水管道二次污染分析及對策

李殿杰（大慶油田有限責(zé)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(zé)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(zhì)基本達(dá)標(biāo)，但注水管道二次污染問題日益突出，導(dǎo)致注水井井口水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)，直接影響油田開發(fā)效果。筆者結(jié)合大慶某油田注水管道二次污染問題，對注入介質(zhì)、管材、殺菌方式等方面進(jìn)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(qiáng)化殺菌、強(qiáng)化清洗、強(qiáng)化攻關(guān)、強(qiáng)化監(jiān)測”的解決措施，為油田“注好水、注夠水”保駕護(hù)航。

注水管道；注水水質(zhì)；二次污染

為了提高注水質(zhì)量，近年來大慶油田在水質(zhì)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(zhì)狀況不斷改善。但根據(jù)某廠水質(zhì)調(diào)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(zhì)超標(biāo)嚴(yán)重。主要原因是油田經(jīng)過多年注水開發(fā)，注水管網(wǎng)結(jié)垢、腐蝕嚴(yán)重，對出站水產(chǎn)生二次污染，成為了制約注水水質(zhì)全過程達(dá)標(biāo)的瓶頸。

1 成因分析

1.1 水質(zhì)狀況分析

為了準(zhǔn)確分析注水水質(zhì)二次污染情況，以2016年全廠注水水質(zhì)監(jiān)測報告為依據(jù)，分別以不同的注入介質(zhì)和不同的注水管道材質(zhì)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(jìn)行分析。

1）注入清水。選取TN地區(qū)1座地下水質(zhì)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(zhì)處理站濾后水質(zhì)指標(biāo)全部合格，經(jīng)注水管道（金屬管材）輸送至注水井井口后，注水水質(zhì)中懸浮物顆粒直徑中值[1]及三種菌類均超標(biāo)。

2）注入污水。選取PB地區(qū)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(zhì)指標(biāo)全部合格，但經(jīng)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(nèi)運(yùn)移距離的增長而成倍增加。除了含油量達(dá)標(biāo)外，各項全部超過了油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，水質(zhì)二次污染較為嚴(yán)重。

1.2 影響因素

1.2.1 注入水化學(xué)殺菌及物理殺菌的影響

化學(xué)方法殺菌主要使用殺菌劑，使用一定時間后，細(xì)菌易產(chǎn)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(nèi)的水質(zhì)。

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(xì)菌的DNA組織結(jié)構(gòu)受到光化學(xué)破壞，失去復(fù)制能力，從而在不使用化學(xué)藥物的情況下達(dá)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(zhì)條件較差時，紫外線的穿透能力下降，導(dǎo)致紫外線的殺菌效率也大幅度下降[2]。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，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(jīng)常損壞，更換費(fèi)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(nèi)污油及懸浮物的沉積逐漸增加，結(jié)垢嚴(yán)重，在水流的沖刷下，垢層表面的浮垢脫落后使水質(zhì)變差。同時由于管線腐蝕，濾后合格水經(jīng)管線到達(dá)注水井口過程中，注入水中雜質(zhì)顆粒及菌類成倍增加，水質(zhì)中懸浮物固體和菌類含量超標(biāo)嚴(yán)重，注入水在管道內(nèi)形成二次污染。

表1 水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)表

2）管道材質(zhì)。某廠在用注水管道從管道材質(zhì)上分為金屬管道和非金屬管道。相關(guān)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(zhì)，主要是由于金屬管道內(nèi)水質(zhì)二次污染嚴(yán)重造成的。而金屬管道內(nèi)水質(zhì)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(xì)菌提供良好的生長繁殖環(huán)境。

2 解決對策

通過水質(zhì)分析結(jié)果表明，廠處理水出站水基本達(dá)標(biāo)，但注水井井口水質(zhì)達(dá)標(biāo)困難。為了進(jìn)一步改善油田注入水水質(zhì)，根據(jù)對注水管道二次污染成因進(jìn)行的分析，制定以下解決措施：

1）把控源頭，加強(qiáng)來源水質(zhì)管理。在站內(nèi)水處理工藝完善的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)技術(shù)管理，優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)，控制上流來水質(zhì)量、強(qiáng)化中游處理效果，在水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，提高出站水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2）強(qiáng)化殺菌，增加殺菌措施應(yīng)用。針對各區(qū)塊采出液和處理工藝的差異性，對投加的各種藥劑應(yīng)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(zhì)應(yīng)篩選出兩種殺菌劑，同一個污水處理系統(tǒng)應(yīng)間隔選用不同種類的殺菌劑，以免產(chǎn)生抗藥性，優(yōu)化加藥參數(shù)，提高藥劑質(zhì)量，確保殺菌效果[4]；加大物理紫外線殺菌裝置的檢查維護(hù)力度，定期對紫外線燈管進(jìn)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(qiáng)度。摸索物理殺菌工藝殺菌效果的衰減規(guī)律，當(dāng)紫外線燈管出現(xiàn)破損后，應(yīng)及時進(jìn)行更換，以確保殺菌率[5]。

3）強(qiáng)化清洗，嚴(yán)控管網(wǎng)清洗管理。開展站外注水管網(wǎng)沖洗，清除管線內(nèi)的雜質(zhì)[6]。應(yīng)用射流沖洗技術(shù)沖洗運(yùn)行超過5年的注水支干線及單井管線，應(yīng)以聯(lián)合站為中心，以源頭干線為起點，對各區(qū)塊的注水管線進(jìn)行集中清洗。

4）強(qiáng)化攻關(guān)，加大內(nèi)襯技術(shù)應(yīng)用。根據(jù)水質(zhì)分析，得出了金屬管材的注水管道對水質(zhì)更容易產(chǎn)生二次污染。針對這一問題，開展注水管道內(nèi)襯涂膜現(xiàn)場試驗，在已建金屬管線內(nèi)內(nèi)襯復(fù)合玻璃鋼軟管，增加注水管道內(nèi)壁的光滑度，減少或避免水質(zhì)與金屬管道直接接觸，減少管道內(nèi)結(jié)垢和硫酸鹽還原菌等各種菌類的滋生。

5）強(qiáng)化監(jiān)測，加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測管理。優(yōu)化水質(zhì)監(jiān)測點，擴(kuò)大站外水質(zhì)監(jiān)測范圍，準(zhǔn)確掌握并分析注水水質(zhì)情況，為下一步治理決策提供依據(jù)。

3 結(jié)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(zhì)二次污染嚴(yán)重。

2）金屬管道與非金屬管道相比，能夠為注入水水質(zhì)中的各種菌種類提供良好的生長條件，導(dǎo)致水質(zhì)二次污染嚴(yán)重。

3）在油田注水水質(zhì)治理工作中，應(yīng)轉(zhuǎn)變治理方向，突出注水管道的水質(zhì)二次污染治理，切實保證注水井井口水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

[1]馬文衡，王永，劉麗敏，等.對油田注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法的探討[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)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(shù)[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(shù)[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(xué)殺菌技術(shù)的應(yīng)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(shù)[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(shù)應(yīng)用與推廣[J].石油工程建設(shè)，2014，40（1）：50-53.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.11.002

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

2017-07-30

（編輯 賈洪來）