自安裝采油平臺污水處理系統(tǒng)優(yōu)化研究

孫海濤

（中海石油天津分公司，天津 塘沽 300452）

1 概述

渤中3－2油田屬年產(chǎn)量較小且周邊無在生產(chǎn)油田可依托的邊際油田，根據(jù)此類油田的特點和要求，確定其總體開發(fā)方案為：隔水套管支撐井口＋自安裝采油平臺＋穿梭油輪（＜5 000 t）

渤中3－2油田采用注水開發(fā)方式，注水水源選定為：生產(chǎn)水＋水源井水，因此，經(jīng)處理后的生產(chǎn)污水應(yīng)達(dá)到注水水質(zhì)指標(biāo)。

2 設(shè)計原則

渤中3－2油田污水處理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：

（1）為實現(xiàn)污水回注的目標(biāo)，經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理后的污水應(yīng)達(dá)到注水水質(zhì)指標(biāo)。

（2）鑒于自安裝采油平臺的結(jié)構(gòu)特點，污水處理系統(tǒng)應(yīng)盡量選用占地面積小、重量較小的設(shè)備、設(shè)施。

（3）自安裝采油平臺需為多個油田服務(wù)，因此，污水處理系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)充分考慮油田適應(yīng)性。

（4）為最大限度地降低成本和生產(chǎn)操作費，污水處理系統(tǒng)應(yīng)滿足初始投入較小，操作維護(hù)簡便、費用低廉的要求。

3 設(shè)計依據(jù)

（1）生產(chǎn)及處理能力：油田最大日產(chǎn)水量1 426 m3/d；自安裝采油平臺設(shè)計最大處理水量1 500 m3/d；油田最大日注水量921 m3/d。

（2）注水水質(zhì)指標(biāo)：含油量≤30 ppm；固體懸浮物≤5 ppm。

4 方案描述

4.1 方案一

4.1.1 系統(tǒng)描述

生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)由三級組成，第一級為生產(chǎn)水艙/斜板隔油器，第二級為加氣浮選器，第三級為核桃殼過濾器。

4.1.2 各段污水水質(zhì)指標(biāo)（見表1）

表1 各段污水水質(zhì)指標(biāo)表

4.1.3 主要設(shè)備及規(guī)格

生產(chǎn)水處理系統(tǒng)中主要設(shè)備規(guī)格如下：

（1）加氣浮選器

類型：臥式；操作溫度：40 ℃～80 ℃；操作壓力：常壓；浮選處理量：62.5 m3/h；尺寸（mm）：7 000×2 500×4 500（長×寬×高）。

（2）核桃殼過濾器

類型：立式；操作溫度：80 ℃；操作壓力：0.6 MPa；過濾量：65 m3/h；尺寸（mm）：5 000×3 000×5 200（長×寬×高）。

4.2 方案二

4.2.1 系統(tǒng)描述

生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)由三級組成，第一級為生產(chǎn)水艙，第二級為DAF氣浮機(jī)，第三級為雙介質(zhì)過濾器。

4.2.2 各段污水水質(zhì)指標(biāo)（見表2）

表2 各段污水水質(zhì)指標(biāo)表

4.2.3 主要水處理設(shè)備參數(shù)

（1）DAF氣浮

型號：DAF－100；回流比：20 %～30 %；溶氣壓力：≥0.6 MPa；箱體材質(zhì)：316L不銹鋼；數(shù)量：1座；撬塊尺寸：4 000×3 500×3 600（H）mm；整撬運行重量：15 t；操作壓力：常壓。

（2）雙介質(zhì)過濾器

型號：GLW－2000；罐體尺寸：2 000 mm；操作壓力：0.60 MPa；工作周期：12 h～24 h；水洗強(qiáng)度：13 L/s.m2～15 L/s.m2；氣洗強(qiáng)度：20 L/s.m2；數(shù)量：2臺；整撬尺寸：6 500×4 500×5 500（H）mm；整撬運行重量：50 t；其它：整撬平面尺寸中不含反洗泵及風(fēng)機(jī)。

4.3 方案三

4.3.1 系統(tǒng)描述

生產(chǎn)污水處理采用三級處理，第一級為生產(chǎn)水艙，第二級為水力旋流器，第三級為核桃殼過濾器。

4.3.2 各段污水水質(zhì)指標(biāo)（見表3）

表3 各段污水水質(zhì)指標(biāo)表

4.3.3 主要水處理設(shè)備參數(shù)

（1）水力旋流器

型號：HSA500/36；操作溫度：80 ℃；操作壓力：1.0 MPa；提升泵功率：37 kW；處理量：62.5 m3/h；尺寸（mm）：3 000×2 000×2 500（長×寬×高）。

（2）核桃殼過濾器

類型：立式；操作溫度：80 ℃；操作壓力：0.6 MPa；過濾量：65 m3/h；尺寸（mm）：5 000×3 000×5 200（長×寬×高）。

5 方案比選

5.1 占地面積

方案一中全套設(shè)備占地面積共計32.5 m2，方案二中全套設(shè)備占地面積共計 43.25 m2，方案三中全套設(shè)備占地面積共計21 m2。方案三（關(guān)鍵設(shè)備采用水力旋流器）的系統(tǒng)占地面積最小，適應(yīng)自安裝采油平臺上部設(shè)施布置緊湊的特點。

5.2 設(shè)備購置費

方案一全套設(shè)備購置費共計314萬元人民幣，方案二全套設(shè)備購置費共計407萬元人民幣，方案三全套設(shè)備購置費共計352萬元人民幣。方案一的系統(tǒng)設(shè)備購置費用最小，但3個方案的差別并不明顯。

5.3 操作維護(hù)

方案一的關(guān)鍵設(shè)備是加氣浮選器，其技術(shù)特性如下：①分離效率較好；②體積大，操作重量大；③運行時需要氣源，并且維護(hù)工作量較水力旋流器大。

方案二的關(guān)鍵設(shè)備是DNF氣浮選，其技術(shù)特性如下：①屬于改進(jìn)型氣浮選器，處理效果優(yōu)于加氣浮選；②體積適中，操作質(zhì)量適中；③運行時需要氣源，并且維護(hù)工作量較水力旋流器大。

方案三的關(guān)鍵設(shè)備是水力旋流器，其技術(shù)特性如下：①渤中3－2油田原油比重較小，采用水力旋流器分離效率好，除油率可達(dá)90 %；②體積小，質(zhì)量輕；③無運轉(zhuǎn)部件，維修工作量小。

對比分析后可以看出：水力旋流器不但體積小、質(zhì)量輕，而且由于其無運轉(zhuǎn)部件，維修工作量相對較小，有利于降低油田生產(chǎn)期間的維修維護(hù)費用。

6 結(jié)論

綜上所述，可得出以下結(jié)論：

（1）三種處理方式均能達(dá)到污水處理指標(biāo)（含油＜30 ppm）。

（2）鑒于自安裝采油平臺結(jié)構(gòu)的固有特點，體積小、質(zhì)量輕的水力旋流器較具優(yōu)勢。

（3）渤中3－2油田原油比重較?。?.910 g/cm3～0.937 g/cm3），采用水力旋流器能夠達(dá)到較好的生產(chǎn)污水處理效果。

（4）渤中3－2油田屬產(chǎn)量較小的邊際油田，為取得理想的經(jīng)濟(jì)效益，降低生產(chǎn)操作費用顯得尤為重要，水力旋流器無運轉(zhuǎn)部件，維修工作量相對較小，有利于降低油田生產(chǎn)期間的維修維護(hù)費用。

因此，渤中3－2油田生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)宜采用方案三，即水力旋流器加核桃殼過濾器的組合。