勝利油田污水過濾系統存在的主要問題

摘要：污水處理工藝是油田地面集輸系統的一個重要環節，而過濾系統是油田污水處理過程中提高經濟效益和環境保護的關鍵。由于油藏開發方式的多樣性，致使污水過濾系統、過濾工藝出現了一定程度的不適應性，導致維護成本費用高、污水回注水水質變差、地層注不進、環境污染等多種問題。為此，深入分析油田污水過濾系統現狀對下步提高污水過濾效率有著重要意義。

關鍵詞：油田污水處理；過濾系統；現狀分析

1、污水過濾系統現狀分析

勝利油田常規處理工藝為自然沉降+混凝沉降+過濾的“三段式”處理工藝，目前共有污水處理站76座，過濾器548臺，污水處理量約為94.2萬方/天（包括站內循環處理水量），其中56座具有常規污水過濾工藝，18座污水站和99座注水站具有精細過濾處理工藝。在548臺過濾器中，有常規過濾器395臺，按濾料分類共7種，包括多介質過濾器、纖維球過濾器等，通常用于一級、二級過濾，滿足中高滲透油藏注水水質需求；精細過濾器153臺，按膜分類共5種，包括PE過濾器、鈦金屬膜過濾器、PGR過濾器等，通常在常規過濾后增設精細過濾工藝，以適應低滲透、特低滲透油藏注水水質過濾需求。

2、污水過濾系統存在的主要問題

由于勝利油田油藏類型及開發方式的多樣性，特別是隨著稠油熱采、化學驅等技術的規模化應用，造成采出水性質日益復雜，使得現有污水過濾工藝技術適應性逐漸變差。當前，勝利油田污水處理過濾系統存在以下幾個問題：

（1）乳化油、懸浮顆粒等超標導致濾料堵塞污染

聚驅采油和稠油的大規模開發，使采出污水乳化程度日益嚴重，過濾前除油工藝不能有效去除乳化油，過濾進水含油量超標，導致濾料污染嚴重，再生困難。同時，隨著開發層位和采油方式的變化，采出水中懸浮固體顆粒發生了明顯的變化，顆粒變細，數量增加，造成懸浮固體聚并及分離困難，懸浮固體嚴重超標。過濾器濾料污染導致濾料更換頻繁，平均使用壽命僅有1-2年，維護成本持續升高，如勝利采油廠每年更換過濾設備或濾料的費用持續增長，已達500萬元/年以上。

（2）污水對濾料、設備的腐蝕導致設備陳舊老化

由于采出液中含油、懸浮物含量較高，同時前端污水處理原油脫水加入大量化學藥劑導致污水過濾系統的入水水質性質多樣復雜，致使污水在過濾處理中，因含有大量Fe2+、S2-等離子和其他雜質，導致濾料、容器設備的腐蝕老化，油田每年因管線腐蝕穿孔、濾料設備腐蝕的更新費用高達2億元。污水腐蝕結垢對過濾系統產生危害，一方面腐蝕過濾設備，造成攪拌系統、配水系統等過濾器結構損壞，導致濾料污染或漏失；另一方面腐蝕結垢產物使配水系統堵塞，導致濾罐憋壓。目前勝利油田部分采油廠雖然采用“水質改性”和“電化學預氧化”處理工藝以減緩腐蝕率，但因其成本費用較高、電極板壽命短等原因，并沒有得到大規模的推廣應用。

（3）常規過濾技術對含聚污水過濾效果差

目前勝利油田年產采出水量高達3億噸，全部用于回注，其中含聚污水占30%，但由于油田開發前期大部分采用水驅開發方式，常規污水過濾技術對含聚污水處理工藝適應性逐漸變差，聚合物粘附水中污染物，污染濾料，堵塞污水流程，導致過濾器入口壓力上升速度較快，嚴重干擾傳統過濾工藝。同時，采出水中含有聚合物，增加了污水粘度，導致固體顆粒物遷移變緩，降低濾料過濾效果，污水流動性變差，加大過濾阻力，使得過濾壓差變大，增加反洗頻率，縮短了過濾周期。常用濾料處理含聚污水反洗再生效果差，導致濾料板結，目前勝利油田11座含聚污水站中有9座過濾裝置停用，總處理水量占含聚水量85%。

（4）低滲透油田精細過濾回注水達標率低

勝利油田具有豐富的低滲透油藏資源，提高低滲、特低滲油藏的產量將是未來勝利油田穩產、增產的重要手段。為保證所注的水能自由地流經地層，而不引起油層孔隙孔喉的堵塞，對低滲透、特地滲油藏注入水水質要求較高。目前勝利油田精細水處理量約為3×104m3/d，主要采用預處理配套過濾和精細過濾方式，精細過濾主要采用金屬膜和有機PE膜過濾器，經調研目前勝利油田I級水質處理達標率均較低（20%～30%），II級水質處理雖然能達標，但隨著運行時間延長，膜長期受污染后，膜孔堵塞嚴重，處理效果變差，頻繁反沖洗導致日常操作維護工作量變大，且反洗再生效果差，膜濾料壽命短（一般<1年），材料設備投資高，維護成本增大。

（5）污水過濾系統超負荷運行無法滿足正常生產需求

隨著油田逐步進入特高含水期開發階段，為實現效益開發、節能降耗、安全環保、油田提質增效升級，提液是目前最經濟有效的提高單井產能和效益的低成本開發技術。液量進一步增加造成站庫超負荷，現有集輸處理系統能力無法滿足提液需求，分別表現在兩方面：一是陸地整體富余、局部不足，22座污水站超負荷運行，占比全部污水站30.1%，處理液量2.23億方，占全部污水處理液量71.9%；二是海上整體超負荷運行，目前除中心三號富余外，其他海上污水站均超負荷運行，且海管能力不足。因此，急需攻關突破陸上油田前端及海上平臺短流程高效油水分離回注技術，減少后端油水處理系統負荷，避免站庫流程管線擴建。

結束語

勝利油田已進入特高含水期開發階段，平均年產液量為3.2億噸，污水處理液量103.4萬方/天，綜合含水高達94%，并隨著開發階段逐步升高。因此，采出水處理量的逐步增加造成污水處理站庫的超負荷運行，現有集輸處理系統能力無法滿足正常生產需求，同時，隨著油藏開發方式的多樣性，稠油熱采水驅、含聚水驅等產出的采出水乳化程度偏高，聚合物粘度偏大，使得過濾系統的濾料污染，板結老化，導致采出水處理效果變差，污水回注水質達標率降低，縮短濾料使用壽命，更換頻繁，增加成本費用。針對以上矛盾問題，油田亟待創新開發污水過濾系統新技術新理念，為實現油田采出水快速、安全、高效、低成本處理，提高油田開發質量和效益具有重要意義。

作者簡介：劉正（1991年8月），女，漢族，山東省陽信縣人，大學本科學歷，中石化勝利油田石油工程技術研究院（257000），研究油田地面工程系統污水處理方面。

（作者單位：中石化勝利油田石油工程技術研究院）