吉林油田采出水處理技術(shù)分析

牟云玲

(中石油吉林油田分公司信息中心，吉林 松原 138000)

吉林油田采出水處理技術(shù)分析

牟云玲

(中石油吉林油田分公司信息中心，吉林 松原 138000)

吉林油田已進(jìn)入高含水采油期，合理高效地處理采出水，并將其回注于地下油層中，不僅可節(jié)約大量的水資源，為油田帶來經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益。結(jié)合吉林油田現(xiàn)場實(shí)際，詳細(xì)闡述了吉林油田采出水處理技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了存在的問題并提出了相關(guān)改進(jìn)措施。

吉林油田；采出水；回注；處理技術(shù)

吉林油田大部分產(chǎn)區(qū)已進(jìn)入高含水期，加之產(chǎn)油量的增加，每年大量的采出水需要處理，合理高效地處理采出水，使之達(dá)到回注水標(biāo)準(zhǔn)后回注于油層。多年來，吉林油田依托國內(nèi)外新技術(shù)和新工藝，經(jīng)過多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)研究，已找到采出水處理達(dá)標(biāo)回注油層的有效途徑。下面，筆者對吉林油田采出水處理技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，分析其中存在的問題并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1 采出水處理技術(shù)

吉林油田位于松遼盆地南部,在已開發(fā)的區(qū)塊中,有中高滲透砂巖油藏、裂縫性砂巖油藏、低滲透砂巖油藏、復(fù)雜斷塊油藏以及特殊類型油藏,其中以低滲透砂巖油藏居多。由于各區(qū)塊采出水的物理及化學(xué)性質(zhì)差異較大，注水巖層的性質(zhì)不同，在保證滿足整體注水標(biāo)準(zhǔn)的前提下，各區(qū)塊各自采取相應(yīng)的注水標(biāo)準(zhǔn)。因此，在確定施工工藝時(shí)，應(yīng)綜合考慮技術(shù)的可行性、運(yùn)行管理的方便性以及運(yùn)行與基建費(fèi)用等多方面因素。根據(jù)文獻(xiàn)[2]的標(biāo)準(zhǔn)對采出水進(jìn)行回注，主要控制指標(biāo)是石油類和固體懸浮物。

根據(jù)不同油藏采出水水質(zhì)，選擇不同的處理流程和不同的水處理藥劑。吉林油田采出水處理按流程中除油段設(shè)備選型的不同，可分為重力流程、浮選流程、壓力流程、旋流器流程及組合流程；按流程中過濾段設(shè)備選型不同，可分為石英砂過濾、核桃殼過濾、二級(jí)核桃殼過濾、一級(jí)核桃殼過濾加一級(jí)雙濾料過濾和改性纖維過濾等形式，每種主流程一般都配套密閉及“三防”加藥(緩蝕劑、殺菌劑、防垢劑)、收油、排泥等罐注流程。至2011年底，該油田已有24座處理站運(yùn)行，總設(shè)計(jì)能力為15.0×104m3/d，實(shí)際處理水量10.9×104m3/d，采出水處理率100%，回注率達(dá)96.2%(除英臺(tái)采油廠外)。

1.1工藝流程

根據(jù)吉林油田采出水水質(zhì)特點(diǎn)和注水水質(zhì)要求，經(jīng)過不斷研究和探索，已經(jīng)形成了油田采出水的常規(guī)處理流程，即3段(緩沖調(diào)解段、沉降分離除油段和壓力過濾段)處理工藝。

1)緩沖調(diào)解段 該段處理工藝的主要構(gòu)筑物是調(diào)儲(chǔ)罐，它不但對來水進(jìn)行均質(zhì)處理，為后續(xù)段提供穩(wěn)定的水質(zhì)和均質(zhì)的水量，而且對來水的浮油和大顆粒的懸浮物進(jìn)行初步分離。

2)沉降分離除油段 該段處理工藝按其設(shè)備不同可分為重力沉降除油(混凝沉降罐、斜管沉降罐等)、壓力沉降除油(粗?；?、壓力斜板除油罐及二者組合裝置等)、氣體浮選除油及旋流器分離除油等。油田采出水中的溶解油、乳化油和泥質(zhì)、粉質(zhì)懸浮固體等必須采用化學(xué)、物理方法并借助沉降分離裝置去除。

3)壓力過濾段 該段處理工藝將沉降分離段不能截留的微粒雜質(zhì)與乳化油分離出來，是常規(guī)處理流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是水質(zhì)能否達(dá)標(biāo)的主要設(shè)備。

1.2新技術(shù)新工藝的應(yīng)用

為了適應(yīng)油田采出水處理工藝需求，解決處理工藝中存在的問題，科研人員在除油技術(shù)、過濾技術(shù)、膜分離技術(shù)等方面開展了多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，相關(guān)技術(shù)達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。

1)除油技術(shù) 目前，該油田主要采取了如下除油技術(shù)：①氣浮分離技術(shù)。該油田乾安污水處理站采用國內(nèi)先進(jìn)的ADAF氣浮技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行除油和除懸浮物，在較短的停留時(shí)間內(nèi)(5～10min)固液分離徹底，整套裝置全自動(dòng)化操作，運(yùn)行管理十分簡單。②旋流除油技術(shù)。1994年開始在吉林油田做單管和多管旋流器實(shí)驗(yàn)，首先在新木聯(lián)合站進(jìn)行實(shí)際工程應(yīng)用，結(jié)果表明污水處理水質(zhì)指標(biāo)非常好，目前該技術(shù)在油田逐步推廣應(yīng)用。此外，將斜板 (管)分離技術(shù)、聚結(jié)技術(shù)及化學(xué)混凝除油技術(shù)應(yīng)用于壓力除油罐，實(shí)現(xiàn)了油田采出水的壓力密閉處理，使污水在流程內(nèi)停留時(shí)間由重力流程的6h降低到1.5h，提高了除油效率，目前在新立、英一聯(lián)、英二聯(lián)等污水處理站采用上述技術(shù)。

2)過濾技術(shù) 過濾技術(shù)是注入水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。為了提高水質(zhì)達(dá)標(biāo)率并滿足低滲透油田注水開發(fā)需要，吉林油田把提高過濾技術(shù)水平作為水質(zhì)處理的重點(diǎn)攻關(guān)內(nèi)容，研究人員在濾罐結(jié)構(gòu)、濾料選擇及級(jí)配、濾料清洗機(jī)械化方面進(jìn)行了大量研究，使過濾技術(shù)水平得到較大提高，具體表現(xiàn)如下：①利用輕質(zhì)濾料核桃殼濾罐取代石英砂濾罐，濾速由8～10m/h提高到20～33m/h,并實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。②在油田采出水二級(jí)過濾中采用上層濾料取代單一介質(zhì)的石英砂濾料的過濾形式，提高了濾料載污能力。③在濾罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，采用不銹鋼篩管和濾頭用于濾罐布水和集水，增加了濾床厚度，防止了濾料流失。濾罐反洗也由單一水洗發(fā)展為氣、水和清洗劑混洗，并輔以機(jī)械攪拌搓洗，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化操作，使反洗更徹底、干凈。

表1 處理前后水質(zhì)對比

3)膜分離技術(shù) 該技術(shù)以膜為過濾介質(zhì)，在一定壓力下，當(dāng)原液流過膜表面時(shí)，膜表面密布的許多細(xì)小微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，從而將水中的各種懸浮物和雜質(zhì)除掉，使水質(zhì)凈化。2007年，吉林油田將該技術(shù)應(yīng)用于前60注水站，處理前后水質(zhì)對比如表1所示。處理后的水質(zhì)達(dá)到了該地區(qū)油藏工程要求指標(biāo)，而且過濾后的水質(zhì)非常穩(wěn)定。目前在前41注水站也安裝了一套膜過濾裝置，運(yùn)行情況良好。

由于采用了一系列新技術(shù)，吉林油田已形成了一套適應(yīng)油田水質(zhì)特點(diǎn)、滿足采出水處理回注水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的采出水處理工藝，能將原水中含油量降低到5mg/L，懸浮固體含量降低到3mg/L，顆粒粒徑≤3μm,腐蝕率下降到0.076mm/a，能有效控制細(xì)菌的微生物的繁殖，且分離出的原油能全部回收，排出的污泥能進(jìn)行干化處理。目前，該工藝在國內(nèi)同類型處理工藝中處于領(lǐng)先水平。

2 存在的問題及改進(jìn)措施

2.1存在的問題

1)工藝流程 目前采出水個(gè)別處理流程還存在某些單項(xiàng)工藝比較落后、系統(tǒng)配套不健全和自控水平較低等問題。

2)處理設(shè)備 處理設(shè)備存在的問題主要表現(xiàn)在以下2方面：①除油設(shè)備。該設(shè)備主要存在以下問題：重力儲(chǔ)油罐設(shè)備處理效率低，排污方式不理想，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；雖然采用低轉(zhuǎn)速離心泵加壓，但由于存在剪切作用，導(dǎo)致水力旋流器運(yùn)行穩(wěn)定性不高；自控系統(tǒng)不夠完善，多數(shù)采用手動(dòng)調(diào)節(jié)，造成流量、壓差控制不準(zhǔn)確，以至于影響除油效率。②過濾設(shè)備方面。單層砂濾罐作為一種傳統(tǒng)的壓力濾罐，大多采用手動(dòng)操作，完成一次沖洗需要多次開、關(guān)各種閥門，操作強(qiáng)度大，反洗效果也差，致使許多站濾料板結(jié)，個(gè)別站濾罐閥門銹死，這嚴(yán)重影響了過濾罐的作用。

3)加藥方面 油田采出水水質(zhì)復(fù)雜，要想使其處理后達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，除了利用物理方法，還需要輔之以化學(xué)藥劑才能有效地改善采出水水質(zhì)，達(dá)到油田注水要求。由于受水處理成本限制，有些污水處理站沒有完全按設(shè)計(jì)要求定時(shí)、定量加藥，這對提高水質(zhì)質(zhì)量、保證處理系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生了不良影響。

2.2改進(jìn)措施

1)加強(qiáng)工藝技術(shù)的配套完善 應(yīng)對工藝流程、工程材料和自動(dòng)化控制中出現(xiàn)的問題進(jìn)行專題研究，使每種工藝更加配套完善，同時(shí)對每種工藝技術(shù)的適應(yīng)性進(jìn)行論證和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，根據(jù)油水物性和水質(zhì)特點(diǎn)選擇相應(yīng)的工藝技術(shù)，使之更加規(guī)范。

2)加強(qiáng)水質(zhì)改性技術(shù)研究 油田采出水中含有固體懸浮物、多種礦物質(zhì)和有機(jī)物等，這些物質(zhì)需要投加相應(yīng)的水處理藥劑才能有效地去除或降低，因而應(yīng)開發(fā)出無毒、高效、適用范圍廣和價(jià)格低廉的多功能水處理劑，由此解決采出水回注對地層的二次污染問題，以適應(yīng)低滲透油田生產(chǎn)的需要。

3)大力推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備 應(yīng)開發(fā)出分離精度更高、操作更為方便、成本更低的精細(xì)過濾設(shè)備,以提高污水深度處理效率和精度，同時(shí)要采用適合各區(qū)塊采出水回注處理的最佳工藝和設(shè)備，尤其是對于水質(zhì)要求較高的低滲透油田的采出水回注處理工藝和設(shè)備。

3 結(jié) 語

由于吉林油田大部分產(chǎn)區(qū)已進(jìn)入高含水期，每年需要處理大量的采出水，因而高效合理地處理采出水成為油田地面工程的重要內(nèi)容。為此，吉林油田大力開發(fā)采出水深度處理技術(shù)，充分發(fā)揮各種水處理技術(shù)的優(yōu)勢并進(jìn)行綜合處理，使采出水處理朝著低污染、低成本、易操作、高效處理的方向發(fā)展。現(xiàn)場實(shí)踐表明，吉林油田采取的各種水處理技術(shù)達(dá)到了較好的處理效果，從而為油田的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.06.028

TE992.2

A

1673-1409(2012)06-N086-02