抗鹽聚合物驅采出水處理適應性分析

劉宏彬 盧曉平 夏福軍 張靜偉

1大慶油田工程有限公司

2大慶油田有限責任公司第一采油廠

3化工有限公司技術開發(fā)研究院

為了提高聚合物驅油的經濟效益，大慶油田開展實施了先導性注入抗鹽聚合物驅油劑驅油試驗[1-4]。由于目前驅油先導性試驗選擇的井數(shù)較少，沒有大規(guī)模地實施應用，其驅油后采出液處理過程中產生的采出水采用摻入已建聚合物驅采出水處理站的方式進行處理，而摻入的抗鹽聚合物[5]驅采出水是否對現(xiàn)有采出水處理工藝產生影響，已建的聚合物驅[6]采出水處理設備能否滿足抗鹽聚合物驅采出水處理要求，需要通過實際現(xiàn)場試驗研究予以確定，并通過試驗研究給出摻混比例，從而指導實際的生產運行，確保已建采出水處理設備及系統(tǒng)工藝處理后的最終出水水質達標。

1 聚中112污水站采出水處理適應性分析

聚中112轉油放水站所屬區(qū)塊包括水驅采油井47 口和計量間4 個，采出液量為1 930 m3/d；抗鹽聚合物驅采油井61 口和計量間5 個，采出液量為6 790 m3/d。所有井的采出液全部進入該站進行油氣水三項分離，其中二段脫水有部分油進入北Ⅰ-1進行進一步脫水。

1.1 工藝及運行參數(shù)

聚中112 污水處理站[7-10]采用的處理工藝流程為：一次自然沉降→二次混凝沉降→一次石英砂過濾→凈化水。目前該站實際運行負荷為設計負荷的27.5%，總沉降時間為20.7 h，比設計沉降時間12 h 延長了8.7 h，其設計和實際運行參數(shù)對照見表1。其中抗鹽聚合物驅采出污水占77.8%。

1.2 現(xiàn)場實際處理效果監(jiān)測分析

現(xiàn)場試驗連續(xù)進行3天，每天上午、下午（同一個時間）各取1 組水樣，分別對聚中112 污水處理站的一次自然沉降罐進水和出水、二次混凝沉降罐出水，以及一次石英砂過濾后的出水取樣進行分析化驗，主要測試含油量、懸浮固體含量、濾后水中懸浮物粒徑中值、污水聚合物質量濃度和黏度，其測試結果見表2。

由表2 可知，聚中112 污水處理站處理來水含油量較高，平均為1 360 mg/L，相比現(xiàn)有的聚合物驅采出水污水處理站進站污水含油量高（生產管理要求小于500 mg/L），濾前含油量大于100 mg/L，濾后水含油量平均為53.8 mg/L；處理來水懸浮固體含量相對較高，平均為89.5 mg/L；最終濾后出水含量平均為36.2 mg/L，沒有達到聚合物驅采出污水高滲透率油層回注水水質控制指標小于20 mg/L的要求；而最終濾后出水中的懸浮固體顆粒粒徑中值平均為3.375 μm，達到了聚合物驅采出污水高滲透率油層回注水水質控制指標小于5 μm的要求。

上述分析結果表明：當現(xiàn)有聚合物驅采出污水處理工藝中摻混抗鹽聚合物采出污水所占比例較大時（77.8%），且聚合物質量濃度在480 mg/L 左右時，如果采用聚合物驅采出污水的處理工藝和設計參數(shù)，現(xiàn)有的處理工藝不能適應其產生的影響和滿足其處理需要，最終處理后的水質將很難達到聚合物驅采出污水高滲透率油層回注水水質控制指標的要求，需要進行相應的處理工藝改造及運行設計參數(shù)調整。

1.3 減少抗鹽聚合物驅采出水占比后處理效果分析

為了確保聚中112污水處理站摻入抗鹽聚合物采出污水最終處理后的水質指標，現(xiàn)場調整了抗鹽聚合物采出污水的摻入比例，即小于50%，并連續(xù)現(xiàn)場取樣分析。其測試結果見表3。

由表3 可知，聚中112 污水處理站將摻入的抗鹽聚合物采出污水的比例降至50%之后，被處理水中的含油量和懸浮固體含量都發(fā)生了變化，沉降之后的濾前含油量盡管大于100 mg/L，但也有所降低；濾后水的含油量平均為19.6 mg/L，懸浮固體質量濃度平均為19.5 mg/L，均達到聚合物驅采出污水高滲透率油層回注水水質控制指標小于20 mg/L的要求；在降低摻入抗鹽聚合物采出水的比例的同時，也降低了污水的含聚濃度，從而實現(xiàn)了抗鹽聚合物采出污水的有效達標處理。說明該站降低摻入抗鹽聚合物采出污水的比例，其現(xiàn)有的處理工藝及運行參數(shù)能夠滿足生產的需要。

表1 聚中112污水處理設計和實際運行參數(shù)Tab.1 Design and practical operation parameters of sewage treatment in Juzhong 112

表2 污水處理站系統(tǒng)處理工藝各段處理后出水水質分析化驗結果Tab.2 Analysis and test results of effluent water quality after treatment of each section of treatment process in sewage treatment station system

表3 聚中112污水處理站系統(tǒng)處理工藝各段處理后出水水質分析化驗結果Tab.3 Analysis and test results of effluent water quality after treatment of each section of treatment process in Juzheng 112 sewage treatment

2 喇400污水站采出水處理適應性分析

2.1 工藝及運行參數(shù)

喇400 轉油放水站所屬聚驅采出液井124 口，其中抗鹽聚合物驅采出液井47口，分別進入5座計量間。124口采出液井全部進入該站進行油氣水三項分離。喇400 污水處理站采用的處理工藝流程為：一次自然沉降→二次混凝沉降→一次石英砂過濾。該站設計處理量為30 000 m3/d，實際處理量為24 000～26 000 m3/d，其中抗鹽聚合物采出水量為5 300 m3/d 左右，非抗鹽聚合物采出水量在10 000 m3/d左右，另有喇-Ⅱ聯(lián)聚合物驅采出水量為10 000 m3/d左右。污水處理站實際運行負荷為設計負荷的86.7%，總沉降時間為18.0 h，比設計沉降時間延長了2.4 h，其設計和實際運行參數(shù)對照見表4。

2.2 現(xiàn)場實際處理效果監(jiān)測分析

試驗持續(xù)3天，現(xiàn)場監(jiān)測內容及監(jiān)測點同聚中112污水處理站，其監(jiān)測測試結果見表5。

由表5 可知，盡管喇400 污水處理站的來水含油量較高（平均為2 441 mg/L），比現(xiàn)有的聚合物驅采出水污水處理站進站污水含油量高（生產管理要求小于500 mg/L），但濾前含油量小于100 mg/L（平均為73.2 mg/L），濾后水含油量平均為20.2 mg/L，接近聚合物驅采出污水高滲透率油層回注水水質控制指標小于20 mg/L 的要求；來水懸浮固體質量濃度平均為55.6 mg/L，濾后水含量平均為16.8 mg/L，處理后污水中的懸浮固體顆粒粒徑中值平均為2.438 μm，懸浮固體含量和顆粒粒徑中值分別達到了聚合物驅采出污水高滲透率油層回注水水質控制指標小于20 mg/L和小于5 μm的要求。

表4 喇400污水處理設計和實際運行參數(shù)Tab.4 Design and practical operation parameters of La 400 sewage treatment

表5 喇400污水處理站系統(tǒng)處理工藝各段處理后出水水質分析化驗結果Tab.5 Analysis and test results of effluent water quality after treatment of each section of treatment process in La 400 sewage treatment

上述水質分析結果表明：采用該污水處理站現(xiàn)有處理工藝處理摻有含抗鹽聚合物的采出污水，其最終處理后的水質含油量、懸浮固體含量及顆粒粒徑中值，均能夠達到聚合物驅采出污水高滲透率油層回注水水質控制指標的要求。分析其原因是由于該站摻入了喇Ⅱ聯(lián)低含聚采出污水，導致含抗鹽聚合物采出污水的摻入比例減小（占21.2%），且聚合物質量濃度在380 mg/L左右，使污水的沉降特性發(fā)生變化易于油水沉降分離，從而提高了各單體處理設備的處理效果及最終出水水質。

3 結論

抗鹽聚合物驅采出污水，采用摻入“一次自然沉降→二次混凝沉降→一次石英砂過濾→凈化水”的現(xiàn)有聚合物驅采出水處理工藝中進行處理的方法，當聚合物質量濃度在380 mg/L左右時，摻混比例占總處理量的20%左右，其最終處理后的水質能夠達到聚合物驅采出污水高滲透率油層回注水水質控制指標的要求；當聚合物質量濃度在480 mg/L左右時，應當控制抗鹽聚合物驅采出污水的摻混比例界限小于50%，并調整相應處理設備的運行參數(shù)，可確保處理后的水質能夠達到聚合物驅采出污水高滲透率油層回注水水質控制指標的要求。