談聯(lián)合站污水處理提質(zhì)優(yōu)化
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摘要：隨著油田開發(fā)進(jìn)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(huán)境受到破壞，污水處理設(shè)備腐蝕等多方面影響，聯(lián)合站污水處理效率降低。因此，對(duì)聯(lián)合站內(nèi)現(xiàn)有污水處理工藝方法進(jìn)行提質(zhì)優(yōu)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(hù)淡水資源，還可以保持地層能量，有利于油田的可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞：油田開發(fā)；含油污水；地面集輸；提質(zhì)優(yōu)化
我國(guó)大部分油田已進(jìn)入開發(fā)的中后期，依靠自身油層壓力已經(jīng)不能滿足正常生產(chǎn)，必須依靠機(jī)械能量進(jìn)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?，F(xiàn)在一般油田采出液含水量在80%，中老油田則高達(dá)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(chǎn)生于油田采出水與其他含油類等污水，其成分比較復(fù)雜，不僅會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染，損壞水資源生態(tài)體系[1]。采出液中的成分還會(huì)堵塞石油管道，影響采收率、造成石油設(shè)備損壞等問題，在油田生產(chǎn)中，對(duì)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(huán)節(jié)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(dá)到合格后外輸。由于油田采出液成分復(fù)雜，含油污水會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，將油田采出污水經(jīng)地面處理合格后，再回注地下，循環(huán)利用，污水處理工藝在油田的可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)良好環(huán)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。
1.1油田污水處理工藝方法
由于油田生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)環(huán)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(guó)污水處理主要采用的工藝技術(shù)有物理法、化學(xué)法和生物法等。1）物理法在我國(guó)油田污水處理技術(shù)中最常用的就是物理法。物理法主要可以去除大多數(shù)的懸浮油、分散油和懸浮雜質(zhì)，物理法技術(shù)成熟、處理效果好，主要包括重力沉降法、吸附法和聚結(jié)法等。2）化學(xué)法含油污水經(jīng)過物理處理法后，水質(zhì)還未達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)，還需要用多用處理技術(shù)綜合處理，在實(shí)際的污水處理過程中，通常用化學(xué)法做進(jìn)一步的污水處理?；瘜W(xué)法的原理是乳化油，現(xiàn)在常用的方法有化學(xué)混凝法、化學(xué)轉(zhuǎn)化法等。3）生物法國(guó)內(nèi)外對(duì)生物處理技術(shù)應(yīng)用廣泛，其原理是利用微生物的代謝作用，將污水中的有機(jī)污染雜質(zhì)降解為無(wú)機(jī)物等。生物法成本低、達(dá)到效果好、無(wú)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(guó)污水如理若重新注入地層，須對(duì)污水處理后的懸浮物含量、含油量等物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)合格，避免污染。一般來(lái)說(shuō)，聯(lián)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(shù)將采出液分離；然后，運(yùn)用化學(xué)過濾法進(jìn)行二次處理；經(jīng)過二次處理的污水運(yùn)用活性炭等物質(zhì)吸附雜質(zhì)，并結(jié)合生物法進(jìn)行最終處理，經(jīng)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(guó)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(jìn)入一次除油池進(jìn)行油水分離，除去浮油；隨后采出水進(jìn)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(jīng)壓力過濾工藝，去除污水中的懸浮雜質(zhì)和剩余的油，處理后的水滿足回注要求進(jìn)行回注，采出水處理工藝流程如圖2。
2聯(lián)合站污水處理提質(zhì)優(yōu)化策略
由于油藏開發(fā)地層水類型主要由Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、K+等元素構(gòu)成，在地面集輸過程中容易出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。伴隨近年來(lái)油田含水率的增加，開發(fā)形式多樣，污水量隨之上升，采出液成分越來(lái)越復(fù)雜，并且不同地層水質(zhì)成分多樣變化，造成集數(shù)系統(tǒng)的管網(wǎng)設(shè)備腐蝕結(jié)構(gòu)現(xiàn)象愈來(lái)愈嚴(yán)重，應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行污水處理提質(zhì)優(yōu)化方案，解決腐蝕結(jié)垢現(xiàn)象。
2.1藥劑的優(yōu)化
隨著采出液中結(jié)垢離子的增加，水質(zhì)逐漸發(fā)生變化，聯(lián)合站的污水處理站應(yīng)調(diào)整藥劑來(lái)改善水質(zhì)，例如加投凈水劑、離子調(diào)整劑、絮凝劑等。其中離子調(diào)整劑是使污水中的結(jié)垢離子與藥劑中的離子相互反應(yīng)，使原油破乳，其沉淀物形成晶核，再加入陽(yáng)離子與沉淀物進(jìn)行沉淀分離[3]。考慮到水質(zhì)的變化及不穩(wěn)定性，應(yīng)考慮后期投加緩蝕阻垢劑，降低腐蝕速率，增強(qiáng)處理后水質(zhì)的穩(wěn)定性。
2.2殺菌工藝的優(yōu)化
目前，油田采出液中普遍存在大量細(xì)菌等微生物，微生物繁殖速度較快，在系統(tǒng)內(nèi)大量繁殖會(huì)引起嚴(yán)重的腐蝕問題，從而引發(fā)地層堵塞、管線腐蝕等問題，存在較大的危害?，F(xiàn)油田常用的殺菌工藝主要有化學(xué)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(fā)、水源變化多樣，細(xì)菌指標(biāo)超標(biāo)現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)設(shè)備造成了很大的危害，而化學(xué)藥劑殺菌費(fèi)用比較昂貴，且細(xì)菌容易產(chǎn)生免疫，因此可考慮電解鹽水殺菌技術(shù)，成本低，殺菌效果穩(wěn)定，目前電解殺菌法在含油污水處理中運(yùn)用越來(lái)越廣泛。
2.3污水過濾技術(shù)的優(yōu)化
處理后的水質(zhì)收過濾效果的影響，過濾技術(shù)是油田采出液處理中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。我國(guó)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(wú)煙煤-石英砂過濾器。核桃殼-石英砂過濾器處理油污能力強(qiáng)，但對(duì)懸浮物處理能力較差；無(wú)煙煤-石英砂過濾器去除懸浮物效果比較優(yōu)秀，但對(duì)過濾前水質(zhì)的要求較高。結(jié)合現(xiàn)油田開采形勢(shì)，對(duì)污水處理要求精度較高，核桃殼石英砂隨對(duì)過濾前水質(zhì)要求較寬，但其對(duì)水中懸浮物顆粒過濾效果差，水質(zhì)難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，因此，針對(duì)懸浮物顆粒的污水處理應(yīng)優(yōu)化過濾器為無(wú)煙煤-石英砂過濾器，濾料反洗再生能力強(qiáng)，水質(zhì)過濾精度高。
3結(jié)束語(yǔ)
本文針對(duì)現(xiàn)有油田污水處理工藝方法、流程研究討論，結(jié)合油田地面開發(fā)特點(diǎn)，分析現(xiàn)有污水處理技術(shù)存在的不足，分析不同藥劑、不同殺菌工藝及不同過濾技術(shù)對(duì)污水處理后水質(zhì)的影響，優(yōu)化現(xiàn)有工藝方法，減少設(shè)備的腐蝕、節(jié)約成本，為油田可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。
作者：張維薇 雷啟盟 單位：大慶油田第三采油廠