反應時間對油田采出水處理的影響

趙泉安 解兆友 陳娜

摘要：近年來隨著油田開采的進行，各油田采油含水率大幅升高，采出水產量激增，隨著日益嚴峻的安全環保形勢，油田采出水的處理變得愈發重要。然而國內主要油田仍采用十幾年前的老舊工藝及原有設施，在實際運行過程不免暴露出諸多問題，如何在沿用原有工藝設備的前提下，提高油田采出水處理效果愈發具有現實意義。

關鍵詞：油田開采;含水率;采出水;安全環保;工藝;暴露問題

首先對國內主要大油田采用的采出水處理工藝進行簡單介紹：大慶油田主要采用自然沉降除油+混凝沉降除油+石英砂過濾的處理工藝;勝利油田采用物理沉降或氣浮流程+核桃殼、石英砂過濾+纖維束精細過濾的處理工藝;長慶油田采用沉降罐脫水或三相分離器脫水+除油罐物理沉降分離+核桃殼、纖維束精細過濾的處理工藝。

從以上介紹中我們不難發現，現階段油田采出水處理工藝并未大范圍普及新工藝新技術，仍采用較為原始的工藝，且各大油田采用的處理工藝大同小異，主要利用物理沉降分離配合化學助劑投加，外加精細過濾的模式。其中精細過濾對采出水參數要求較高，一旦發生濾料污染，不僅會降低處理效果，甚至會產生惡性循壞，使水質進一步惡化。因此必須盡可能保證前端水處理工藝的效果，也就是物理沉降分離的效果。

根據Stockes沉降公式：w=[2g（ρS-ρ）gr2]/9μ式中：ρS為顆粒密度;ρ為水的密度;μ為流體黏度;r為顆粒半徑;g為重力加速度，根據公式分析采出水中油及懸浮物的分離速度受顆粒大小及表面粘度的影響最為直接，可以通過投加化學助劑來改變參數提高分離速度，這方面也只能在一定程度上提高分離速度，要想提高最終處理效果，必要的反應時間也是一個很關鍵因素。

在現階段，油田采出水大幅增加，普遍出現原有設備處理能力不足，采出水處理實際運行無法提供充足反應時間，致使最終處理水質下降。

以長慶油田某集中處理站為例，采用三相分離器脫水經2具1000m3自然除油罐沉降分離，后經旋流反應器進入3具200m3混凝除油罐再次分離，然后增壓進入過濾系統精細過濾，期間配合投加相應化學助劑的處理工藝，圖1為工藝流程框圖：

2010年日處理采出水1400m3，2018年日處理采出水增加至2600m3，表1為相應的采出水處理數據：

通過分析表格數據發現：（1）、2010年采出水經過兩具1000m3自然除油罐后，水質改善效果最為明顯;（2）、同樣在2010年采出水經過3具200m3混凝除油罐后，水質未發生明顯改善;（3）2018年，在同樣經過2具1000m3自然除油罐后，水質較2010年大幅降低;（4）2018年，在前端水質不理想的情況下，過濾器受到污染，基本失去過濾作用。針對以上幾個問題再次分析，在2010年時，日產采出水1400m3，經過兩具1000m3自然除油罐（運行液位8.5m，出口液位2.5m，存在1200m3反應空間）時，反應時間高達1200/1400*24=20.6h，同年在經過三具200m3混凝除油罐（出水液位5m，進水高度1.2m，存在反應空間360m3），反應時間僅為360/1400*24=6.2h;2018年，經過兩具1000m3自然除油罐反應時間將至1200/2600*24=11h，同年在經過三具200m3混凝除油罐反應時間更是縮短為360/2600=3.3h，對照相應水質數據，不難發現采出水水質受反應時間的影響非常明顯，以舉例站庫為例，反應時間保證在16-20h時，效果較為理想。

就目前油田采出水處理現狀，新工藝新技術無法快速大范圍普及，并非原有工藝技術不適應處理要求，而是大部分現有設備無法滿足實際運行處理量，反應時間嚴重不足導致處理效果不理想。要想發揮好原有工藝作用，如何保證充足的反應時間同樣是一個重要考慮因素。

參考文獻：

[1]郭發榮，油田脫水及采出水處理工藝，長慶油田分公司采油工藝專業技術人員培訓教材，2009.6

[2]陳忠喜，大慶油田采出水處理工藝及技術，2013.11