油田措施返排液處理工程設計應用

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摘要:措施返排液具有高懸浮物、高腐蝕性、高含鹽量、高含油量、高色度和低pH值等特點,進入地面集輸或采出水系統(tǒng),會影響系統(tǒng)平穩(wěn)運行,造成地面管線腐蝕嚴重。通過開展措施返排液處理站設計建設,有效解決油田措施廢液處理難題,保障油田安全環(huán)保建設,推進了油田清潔文明生產(chǎn)。

關鍵詞:長慶油田;措施返排液;回注措施

增產(chǎn)成為油田穩(wěn)產(chǎn)的重要手段。在壓裂、酸化、洗井、修井等措施作業(yè)過程中,會產(chǎn)生壓裂返排液、酸化廢水、洗井和修井廢水及其混合液,統(tǒng)稱措施返排液。措施返排液具有高懸浮物、高腐蝕性、高含鹽量、高含油量、高色度和低pH值等特點。措施返排液若未經(jīng)處理進入地面集輸或采出水系統(tǒng),會影響系統(tǒng)平穩(wěn)運行,造成地面管線腐蝕嚴重。為解決油田措施返排液處理,解決地面系統(tǒng)運行的突出問題,開展油田措施返排液處理站場及相關配套系統(tǒng)建設。

1措施返排液水質(zhì)

1.1處理前水質(zhì)

措施返排液包括壓裂返排液、酸化廢水、洗井、修井廢水等混合液。它是一種復雜的多相分散體系,既有從地層深處帶出的粘土顆粒和巖屑,也含有油、壓裂液中的各種有機和無機添加劑等,組成極為復雜,具有高黏度、高礦化度、機械雜質(zhì)含量較高,易結(jié)垢、腐蝕性強的特點[3]。

1.2處理回注水質(zhì)指標

措施返排液按照壓裂、酸化、洗井、修井、鉆井泥漿上清液不同類別優(yōu)先源頭處理回用,再集中分類處理、就近回注地層用于驅(qū)油。處理后水質(zhì)要達到低滲透油田注水標準(含油≤10mg/L,懸浮物(SS)≤10mg/L)。

2工程設計難點

1)污染物質(zhì)成份復雜。措施返排液包括壓裂、洗井、酸化等工序廢液,不同工序添加的化學藥劑,使得廢液污染物質(zhì)成份十分復雜。2)粘度大、乳化程度高。廢液具有一定的粘度,水樣乳化程度高,導致靜沉出水困難。3)含大量高分子有機物,CODcr濃度高,且降解性差。廢液中的聚合物主要來自于表面活性劑、交聯(lián)劑、延緩劑等低分子聚合物或共聚物,難以水解和被微生物所利用,很難去除4)石油類含量高,且濃度波動大。廢液中石油類含量在10~2000mg/L之間。5)懸浮物濃度高,且因廢液高粘稠、高穩(wěn)定性,處理難度大。6)回用標準高,處理后廢液要達到低滲透油田注水標準,回注地層。

3設計方案

壓裂返排液具有高粘度、高懸浮物的特性,酸化廢液具有低pH的特點,但與壓裂返排液混合有利于其破膠;洗井、修井廢液具有低粘度、較高含油和懸浮物的特點;因此,壓裂返排液、酸化廢液廢水混合處理,洗井、修井廢液兩類廢水混合處理[1~2]。

3.1處理工藝

3.1.1壓裂、酸化返排液處理流程就地處理后滿足配液標準,優(yōu)先用于井場配液,無法再回用配液的就地處理后進集輸管網(wǎng)、拉運集中處理。

3.1.2洗井廢水、修井廢水處理流程洗井廢水、修井廢水采用拉運至已建采出水站附近擴建措施返排液集中處理。

3.1.3措施返排液站內(nèi)處理流程拉運進站的措施返排液,針對不同類型的廢液進行預處理:對酸化廢水進行pH調(diào)節(jié),對壓裂液先經(jīng)過氧化處理等不同手段降粘;然后再通過分離單元和過濾單元進行固液分離,最終出水達到凈化水可用于回注。

3.2設計內(nèi)容開展

7座措施返排液處理站,單座站場處理規(guī)模每天150方,年總處理措施返排液25.2萬方。1)處理設備橇裝化、工藝單元化、布局標準化、安全、經(jīng)濟、高效處理措施返排液,實現(xiàn)廢液無害化、資源化。2)針對廢液組分復雜,汽車拉運進站水質(zhì)波動大等特點,強化前端預處理,增加前端卸車調(diào)質(zhì)罐容積,調(diào)節(jié)時間為3.33天,用以調(diào)節(jié)并儲存高峰期水量,同時在罐內(nèi)通過加熱和加藥完成預破膠,并對浮油和懸浮物進行初步沉降分離。減輕下游處理設備負荷,確保水質(zhì)水量穩(wěn)定。3)處理設備采用多元模塊組合方式,包括破膠破乳單元、分離單元、過濾單元及污泥脫水單元,實現(xiàn)全流程密閉高效處理,將廢液中油、水和泥分別回收并處理,處理后廢液達到低滲透油田注水標準:含油≤10mg/L,懸浮物(SS)≤10mg/L。4)采用撬裝化設備、模塊化布置站場方式,優(yōu)化站場布局,減少站場征地面積,單座站場占地5.4畝,較常規(guī)水處理站減少征地35%以上。5)主裝置設備實現(xiàn)自動化運行,減輕員工勞動強度,提高站場操作管理水平。

4處理效果

以運行的某措施返排液處理站為例,日處理水量90~130m3,處理后含油8mg/L,懸浮物12mg/L。投加氫氧化鈉、聚合氯化鋁、陰離子聚丙酰烯胺、陽離子聚丙酰烯胺四種藥劑。藥劑、電耗及維護三項運行成本約為77.68萬元/年,每方處理費用約27元。

5結(jié)論

通過措施返排液處理站正常投產(chǎn),處理后措施返排液做為油田注水回用,實現(xiàn)了廢液無害化、資源化目標,有利的保障油田安全環(huán)保建設,推進了油田清潔文明生產(chǎn)。

[參考文獻]

[1]黃軍強,張緒平,等.安塞油田壓裂酸化措施廢液危害及處理技術(shù)探討[J].石油化工應用,2012,31(1):98-100.

[2]聶錦旭,肖賢明,等.壓裂廢液處理技術(shù)研究進展[J].油氣田環(huán)境保護,2009,19(2):48-50.

[3]劉俊.鉆井廢液對環(huán)境影響分析[J].有油田化學,2009,23(1):57-59.

作者：杜杰 郭志強 曾芮 伏渭娜 單位：西安長慶科技工程有限責任公司