聯合站污水處理提質優化分析

張維薇，雷啟盟

聯合站污水處理提質優化分析

張維薇1，雷啟盟2

（1. 大慶油田第三采油廠，黑龍江 大慶 163000； 2. 東北石油管道有限公司，遼寧 沈陽 110000）

隨著油田開發進入后期，含油污水有效處理是油田不可避免的難題，地層土壤環境受到破壞，污水處理設備腐蝕等多方面影響，聯合站污水處理效率降低。因此，對聯合站內現有污水處理工藝方法進行提質優化，充分利用水資源，將處理后水回注地層，不僅可以提高污水利用率，保護淡水資源，還可以保持地層能量，有利于油田的可持續發展。

油田開發； 含油污水； 地面集輸； 提質優化

我國大部分油田已進入開發的中后期，依靠自身油層壓力已經不能滿足正常生產，必須依靠機械能量進行采油，通過注水井不停向油層中注入能量，維持地層壓力，提高采油井的采收率。現在一般油田采出液含水量在80%，中老油田則高達90%以上，所以，合理處理油田污水成了重要問題。

油田污水主要產生于油田采出水與其他含油類等污水，其成分比較復雜，不僅會對周圍環境造成污染，損壞水資源生態體系[1]。采出液中的成分還會堵塞石油管道，影響采收率、造成石油設備損壞等問題，在油田生產中，對含油污水的處理顯得尤為重要。

1 油田污水處理工藝

在石油開采過程中，許多環節都需要注水開采，原油外輸含水率一般不超過0.5%，所以在外輸前必須將采出液脫水，達到合格后外輸。由于油田采出液成分復雜，含油污水會對生態系統造成破壞，將油田采出污水經地面處理合格后，再回注地下，循環利用，污水處理工藝在油田的可持續發展、保護良好環境等方面起到了重要作用。注水油田開采工藝流程如圖1所示。

圖1 注水油田開采工藝流程簡圖

1.1 油田污水處理工藝方法

由于油田生產規模、生產環境的差異，所采用的污水處理方法也有一定的差異，每種工藝方法有其適用性和局限性，我國污水處理主要采用的工藝技術有物理法、化學法和生物法等。

1）物理法

在我國油田污水處理技術中最常用的就是物理法。物理法主要可以去除大多數的懸浮油、分散油和懸浮雜質，物理法技術成熟、處理效果好，主要包括重力沉降法、吸附法和聚結法等。

2）化學法

含油污水經過物理處理法后，水質還未達到處理標準，還需要用多用處理技術綜合處理，在實際的污水處理過程中，通常用化學法做進一步的污水處理。化學法的原理是乳化油，現在常用的方法有化學混凝法、化學轉化法等。

3）生物法

國內外對生物處理技術應用廣泛，其原理是利用微生物的代謝作用，將污水中的有機污染雜質降解為無機物等。生物法成本低、達到效果好、無污染，常用的處理工藝方式主要有活性污泥法、生物膜法、A/O法等。

我國污水如理若重新注入地層，須對污水處理后的懸浮物含量、含油量等物質進行檢驗合格，避免污染。一般來說，聯合站的污水處理工藝主要流程有：首先，利用重力分離等處理技術將采出液分離；然后，運用化學過濾法進行二次處理；經過二次處理的污水運用活性炭等物質吸附雜質，并結合生物法進行最終處理，經過處理后的污水合格后回注[2]。

1.2 油田污水處理工藝流程

我國油田污水處理工藝通常采用“三段式”處理工藝：油井采出液先進入一次除油池進行油水分離，除去浮油；隨后采出水進入到二次混凝除油池，脫除浮油和部分乳化油；流出的油田污水經壓力過濾工藝，去除污水中的懸浮雜質和剩余的油，處理后的水滿足回注要求進行回注，采出水處理工藝流程如圖2。

圖2 三段式污水處理工藝流程簡圖

2 聯合站污水處理提質優化策略

由于油藏開發地層水類型主要由Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、K+等元素構成，在地面集輸過程中容易出現結垢現象。伴隨近年來油田含水率的增加，開發形式多樣，污水量隨之上升，采出液成分越來越復雜，并且不同地層水質成分多樣變化，造成集數系統的管網設備腐蝕結構現象愈來愈嚴重，應從以下幾個方面進行污水處理提質優化方案，解決腐蝕結垢現象。

2.1 藥劑的優化

隨著采出液中結垢離子的增加，水質逐漸發生變化，聯合站的污水處理站應調整藥劑來改善水質，例如加投凈水劑、離子調整劑、絮凝劑等。其中離子調整劑是使污水中的結垢離子與藥劑中的離子相互反應，使原油破乳，其沉淀物形成晶核，再加入陽離子與沉淀物進行沉淀分離[3]。考慮到水質的變化及不穩定性，應考慮后期投加緩蝕阻垢劑，降低腐蝕速率，增強處理后水質的穩定性。

2.2 殺菌工藝的優化

目前，油田采出液中普遍存在大量細菌等微生物，微生物繁殖速度較快，在系統內大量繁殖會引起嚴重的腐蝕問題，從而引發地層堵塞、管線腐蝕等問題，存在較大的危害。現油田常用的殺菌工藝主要有化學藥劑殺菌、臭氧殺菌、紫外線殺菌、等離子殺菌、過濾殺菌、電磁波殺菌等。隨著地層的開發、水源變化多樣，細菌指標超標現象越來越嚴重，對設備造成了很大的危害，而化學藥劑殺菌費用比較昂貴，且細菌容易產生免疫，因此可考慮電解鹽水殺菌技術，成本低，殺菌效果穩定，目前電解殺菌法在含油污水處理中運用越來越廣泛。

2.3 污水過濾技術的優化

處理后的水質收過濾效果的影響，過濾技術是油田采出液處理中最關鍵的環節。我國污水過濾處理主要采用的是雙濾料過濾器，按照填裝的濾料可分為核桃殼-石英砂過濾器和無煙煤-石英砂過濾器。核桃殼-石英砂過濾器處理油污能力強，但對懸浮物處理能力較差；無煙煤-石英砂過濾器去除懸浮物效果比較優秀，但對過濾前水質的要求較高。結合現油田開采形勢，對污水處理要求精度較高，核桃殼石英砂隨對過濾前水質要求較寬，但其對水中懸浮物顆粒過濾效果差，水質難以達到標準，因此，針對懸浮物顆粒的污水處理應優化過濾器為無煙煤-石英砂過濾器，濾料反洗再生能力強，水質過濾精度高。

3 結束語

本文針對現有油田污水處理工藝方法、流程研究討論，結合油田地面開發特點，分析現有污水處理技術存在的不足，分析不同藥劑、不同殺菌工藝及不同過濾技術對污水處理后水質的影響，優化現有工藝方法，減少設備的腐蝕、節約成本，為油田可持續發展提供有力支持。

［1］閔志華.油田污水處理現狀及發展趨勢[J].油氣田地面工程, 2014(7)：36．

［2］張曉龍,張煜,屈撐囤,等.長慶油田池46聯合站采油污水回注處理實驗研究[J].環境科學與技術, 2011(3):98-102．

［3］葛勝祥,尹先清.油田水處理藥劑研究進展[J].內蒙古石油化工,2007(12):163-165．

Study on Improving the Treatment Quality of Sewage in CPF

1,2

（1. The 3rd Oil Extraction Factory of Daqing Oilfield Corporation, Daqing Heilongjiang 163000, China;2. Northeast Oil Pipeline Corporation, Shenyang Liaoning 110000 ,China）

As oilfield development enters the later stage, the effective treatment of oily sewage is an inevitable problem in the oilfield. Because the formation soil environment is damaged and the sewage treatment equipment is corroded, the sewage treatment efficiency of the joint station is reduced. Therefore, the existing sewage treatment process in the combined station need be optimized to make full use of water resources and re-inject the treated water into the formation, which not only can improve the sewage utilization rate, protect fresh water resources, but also maintain the formation energy, being beneficial to the sustainable development.

Oil field development; Oil field sewage; Ground gathering and transportation; Quality improvement optimization

2020-05-12

張維薇（1994-），女，吉林省白城市人，助理工程師，碩士研究生，2019年畢業于東北石油大學油氣儲運工程專業，研究方向：復雜流體流動、地面集輸工藝。

TQ085

A

1004-0935（2020）09-1111-03