油田采出水處理環保達標排放管理的實踐與認識

徐春亮（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

油田開發生產質量關系到油田開發管理水平的高低，關系到企業的經濟效益[1]。而油田注水水質是油田穩產的基礎，注水水質不達標，不僅造成注水管網壓力上升，注水系統損耗增加，注水系統效率下降，而且減小油田采收率；同時，不達標的采出水排放會污染油田周圍的環境，造成水質污染問題。某油田加大采出水水質管控和環境保護創新管理力度，提出并實施了以構建要點監督、節點控制、嚴格考核的水質治理質量和環保監督管理新模式。通過強化監督檢查，完成了由結果監督到過程監督的轉變過程，滿足了油田注水水質指標逐步提升和采出水環保達標排放的要求[2]，實現了油田采出水水質達到五級水質并逐步提升至四級水質的管控工作目標。

1 現狀及存在的問題

1.1 現狀

以某采油廠為例，目前該廠共有采出水處理站5 座和1 個采出水沉降處理氧化塘， 設計采出水處理能力達148 700 m3/d，實際處理采出水量為142 300 m3/d，采出水外輸管線長1.15 km，采出水外調線為33 km。在采出水處理工藝上，主要采用重力沉降和化學除油相結合的方法。投加的化學藥劑主要有除油劑、緩蝕劑、殺菌劑。現有常壓拱頂沉降除油罐14 個，壓力除油罐34 個，緩沖罐10個，事故罐4 個，外輸泵20 臺[3]。

1.2 存在問題

1）采出水處理水質不達標問題較嚴重。除東三聯采出水處理站（以下簡稱“東三聯站”）經技術改造后，采出水水質已符合重注入水（懸浮物及含油量均小于或等于30 mg/L）指標，其余4 個水處理站的采出水水質均未達到標準要求。主要原因是：東一聯站、東二聯站、東四聯站的采出水均為含聚采出水，聚合物造成油水乳化加劇，常規重力沉降工藝適應性變差，造成其處理水質不達標。而KD18 號采出水處理站（以下簡稱“KD18 站”）的采出水礦化度達到20 000 mg/L，目前4 000 m3/d 采出水就地回注，3 300 m3/d 采出水與原油混輸（含水率80%）至東四聯站。

2）采出水處理質量環保管控體系不完善。采出水水質環保監控力量不足，存在關鍵指標缺乏相應的質量環保控制手段，監督結果具有一定的局限性；水質環保監督未明確質量控制關鍵點和質量控制節點，故影響水質質量達標和環保監督的有效性和及時性。

2 相應措施

2.1 水質環保處理技術研究

油田采出水處理的目的是：去除水中的油、懸浮物、添加劑，以及其他有礙注水和注聚、易造成注水和注聚系統腐蝕、結垢的不利成分。不達標的采出水外排會污染周圍的生態環境。

1）針對含聚采出水的特點，按照短流程、低成本、抗沖擊的原則，調研聚結氣浮、物理粗粒化除油、渦旋絮凝、曝氣旋流、浮選聚結、溶氣氣浮6 種預處理技術，分別開展預處理+過濾技術現場應用試驗和GEM 高效氣浮試驗。現場試驗結果表明，兩級過濾水質可以達到環保標準要求，GEM 水處理裝置與專用藥劑聯合使用可以取得很好的采出水處理效果，處理后水質可以達到重注入水的效果，最優成本為4.5元/m3，污泥產生量為9.1 kg/m3。

2）采用兩級連續砂濾+兩級沉降+靜止濾床工藝，注入絮凝劑的質量濃度為450 mg/L，采出水處理量為12 m3/d，藥劑成本為0.75 元/m3，電費為0.49 元/kWh。試驗研究結果表明，該工藝處理技術可以使稠油井采出水水質指標達到三級水質，其中含油量可以達到一級水質，粒徑中值可以達到二級水質。

3）開展注聚用水水質環保處理技術研究。聯合中國石化節能環保公司開展東三聯站注聚用水二價鐵離子控制技術現場應用試驗。通過13 口注聚井、7 個沿程節點的水質和注聚黏度檢測評價分析，投加捕集劑50 mg/L，配注液黏度提升最明顯，黏度增加率為11.1%。利用新技術、新裝置對油田采出水進行深度無害化處理，可實現采出水變廢為寶、資源化回收再利用的目標。

4）研發注汽鍋爐高鹽廢水深度處理回收利用技術。油田注汽鍋爐在運行中會產生大量的高鹽廢水。在某采油廠，針對廢水處理安裝了“注汽鍋爐廢水回收處理裝置”，經對廢水回收、過濾后，采用抗污染反滲透系統，將再生廢水處理成注汽鍋爐用水。處理后的廢水電導率在1 160 μs 左右，其礦化度在770 mg/L 左右，優于生水（電導率1 230 μs，礦化度820 mg/L）指標，解決了因鍋爐廢水外排而導致環境污染的問題。

2.2 水質治理促使水質環保達標

按照整體規劃、分步實施、分質分站處理的工作思路，推動油井采出水水質提升[4]。采取的治理對策如下：

1）針對采出水處理資金短缺的實際問題，應用BOO（是指社會資本根據政府賦予的特許權，建設、擁有并經營某項產業項目，適用于基礎設施、公共服務和環境保護方面的非經營類新建設施項目）采出水處理新模式，主體工藝選用“氣浮+過濾”技術路線，兼顧地面采出水處理技術和投資規模，分步實施，逐步提升東一聯站采出水水質。先運用氣浮技術處理采出水，使其達到五級水質標準以滿足47.1%的注水需求；再利用過濾裝置處理采出水，使其達到四級水質標準以滿足93.6%的注水需求。

2）實施東二聯站技術改造工程。該工程采用“氣浮+聚結+過濾”的技術方案，先實施有把握的“氣浮+聚結”技術工藝，待油井采出水質得到明顯改善后，根據技術應用進展再實施過濾工藝技術改造，最終達到油藏需求的四級水質。

3）實施東四聯站和KD18 站高礦化度采出水的就地回注或達標外排。東四聯站采出水礦化度為16 000 mg/L，一部分采出水進入東六注（東六注水站） 回注，剩余采出水進入氧化塘處理后達標排放。東四聯站至東六注建有DN400 調水管線4.0 km，東四聯站至氧化塘建有DN500 調水管線10.3 km，能夠滿足東四聯站調水要求。調整后東四注（東四注水站） 用水由東一聯站調入，需新建DN300 調水管線1.7 km。東四聯站采出水去向對比見表1。

表1 東四聯站采出水去向對比 單位：m3/d

KD18 站將采出水就地回注量，由目前的4 000 m3/d 采出水提升到6 000 m3/d，以減少高礦化度采出水進入東四聯站，每天減少東四聯站采出水量2 000 m3/d 左右。

4） 實施東三聯站采出水處理工藝技術改造。重點做好注聚驅轉水驅后的水量調整工作，減少東三聯站高礦化度采出水注水，保持注聚用水礦化度相對穩定。

5）引進專業環保技術公司，采用BOO 采出水處理新模式，承擔部分剩余采出水進入氧化塘處理，處理后的采出水達標排放，作為油田生態濕地區域的補充水源。

2.3 建立健全采出水水質質量和環保節點控制體系

1）建立注入水水質質量節點控制體系。其主要包括水質指標、現場管理兩部分，共制定了8 個監督要點，17 個控制節點以及對應標準和考核辦法。

2）建立采出水處理質量和環保監控體系運行組織機構。采油廠成立了以開發監督、安全環保監督、采油管理區、油氣集輸管理中心、地質所等單位組成的運行小組，明確了各單位的工作職責。

3） 制定采出水處理QHSSE 監督運行工作流程，保障日常工作運行的程序清晰流暢，工作量完成及時、到位，有效提高工作效率。

4）QHSSE 監督人員按照監督標準和QHSSE 監督運行工作流程，依次對被檢單位生產流程各要點、節點進行監督檢查[5]。同時，各被檢單位建立QHSSE 工作要點、節點控制考核細則、制度，進行自查自改，努力使整個生產過程中每一個QHSSE工作要點、節點得到有效控制。

5）采油廠每月出一期QHSSE 監督公報，每季度組織一次系統大檢查和全廠QHSSE 監督季度會議，通報監督與考核情況，分析存在問題的原因，確保采出水處理中存在的問題及時得到整改。

3 實施效果

1）油田不同采出水水質適用性處理技術研究取得新進展[6]。通過開展含聚合物采出水、稠油采出水、注聚用水等不同水質適用性處理技術研究，以及固液廢棄物減量化、無害化、資源化處理技術研究，探索出不同采出水水質不同的處理工藝技術，為采出水水質有效治理提供技術保障[7-8]。

2）找出一條油田采出水水質達標治理的新途徑。針對近幾年油田采出水達標治理資金短缺的問題，創新采出水達標治理管理模式，成功引入BOO采出水處理新模式，加快了采出水水質的達標治理，節省了可觀的治理投資費用，避免了投資風險[9]。

3）做到了從采出水處理站來水直至外輸采出水水質達標及其回收利用，每個環節都有詳細的參數和操作標準。同時，通過加強監督檢查，采取月度、季度評比的方法，對采出水管理水平提高的水處理站進行獎勵，對存在問題的水處理站進行考核，促進了采出水水質各項指標的提升，實現了油田采出水水質滿足四級水質的需求。采油廠采出水水質指標平均符合率對比見表2。

表2 采出水水質指標平均符合率對比 單位：%

可以看出，采油廠2016 年采出水水質指標平均符合率與2015 年相比都有所提高。

4 結束語

油田開發企業做好油田采出水處理環保達標排放管理工作，是提升油田開發質量和經濟效益的重要手段，也是油田開發管理的一項十分重要的工作[10]。實踐證明，開展不同油田采出水水質處理技術研究，應用BOO 采出水處理新模式強化水質達標治理，以及建立以構建要點監督、節點控制、嚴格考核為主要內容的采出水處理質量環保監控體系等措施，能有效解決采出水處理水質不達標及其處理質量環保管控體系不完善等問題，可有效提升油田采出水水質管理水平，滿足油藏注水用水、注聚用水和達標排放的水質要求，為油田企業降本增效和生態環境保護作出貢獻。