清水劑Q10對明珠號各處理器出口水樣分析

王福茜 吳紅杰 裴艷斐

（中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司，天津塘沽，郵編：300452）

1.0 前提背景

1.1 油田概況

目前BZ25-1油田群由BZ25-1S油田、BZ19-4油田、渤中2-3油田、明珠號FPSO組成。

2010年4月19日，BZ25-1油田復(fù)產(chǎn)，截止到目前為止，日產(chǎn)原油已增加到6300方左右，日產(chǎn)水5500方左右，油田綜合含水40%。BZ25-1油田把處理達標的生產(chǎn)水回注地層以此作為注水的一部分，同時達到對海洋的零排放零污染。

1.2 生產(chǎn)流程存在的問題

BZ25-1油田復(fù)產(chǎn)后，由于流程條件較為苛刻，流程經(jīng)常出現(xiàn)波動，主要表現(xiàn)為：

①井口平臺來液量大，工藝流程滿負荷運轉(zhuǎn)

②分離器下艙水質(zhì)較差

③一、二級分離器油相出口含水較高

1.3 污水系統(tǒng)問題

BZ25-1油田目前生產(chǎn)水日產(chǎn)量為5500m3，約230 m3/h，如此大量的生產(chǎn)水給生產(chǎn)水處理系統(tǒng)帶來了很大的壓力。目前一部分的生產(chǎn)水走水力旋流器，進入老氣浮GFU，再進入核桃殼濾器;一部分生產(chǎn)水走新氣浮CFS，進入核桃殼濾器。水力旋流器最大處理量僅為67 m3/h，遠不能滿足BZ25-1油田的生產(chǎn)需求，成為明珠號污水處理系統(tǒng)的瓶頸。

①污水系統(tǒng)設(shè)備缺陷

②生產(chǎn)水量大，污水處理系統(tǒng)各級處理設(shè)備除油效率不高

③水力旋流器瓶頸，BZ25-1油田油水密度差較小，水力旋流器效果不明顯，無法滿足現(xiàn)場需求

④新氣浮CFS處理效果未能達到預(yù)期，氣浮選除油效率低

⑤老氣浮GFU溶氣裝置效果差，除油效果不理想

1.4 添加清水劑Q10

明珠號現(xiàn)行生產(chǎn)水處理系統(tǒng)壓力較大，能力不足，為加強生產(chǎn)水的處理效果，在生產(chǎn)水入艙主管線處注入清水劑Q10。

清水劑Q10的作用是：使含油污水中的顆粒懸浮物絮凝沉降、上浮或破壞油包水水包油的穩(wěn)定狀態(tài)等方法，把污水中的顆粒及污油分離，從而起到凈化生產(chǎn)水水質(zhì)的目的。

2.0 目的

在現(xiàn)有生產(chǎn)水流程不變的情況下，從清水劑Q10對于各個生產(chǎn)水處理器出口水樣現(xiàn)場進行試驗并對實驗的結(jié)果進行分析，找出適于明珠號生產(chǎn)水流程的清水劑濃度，從而降低生產(chǎn)水處理的壓力，并且改善注水水質(zhì)，減少注水中懸浮物含量和含油濃度，同時減少其對地層的污染，提高油田采收效率。

3.0 現(xiàn)場實驗

3.1 方法步驟

取各個處理器的出口水樣，然后用量筒及電子滴定筆往每個水樣添加不同濃度的清水劑Q10，經(jīng)過充分的攪拌后觀察測試及分析記錄效果。

3.2 取樣點

取樣點電脫水處理器A/B出口水力旋流器出口新氣浮CFS出口老氣浮GFU出口核桃殼濾器出口

1、首先取水力旋流器出口水樣400毫升5個水樣，如圖1-1

圖1-1

然后分別把清水劑Q10對1號燒杯加入3毫升，對2號燒杯加入5毫升，對3號燒杯加入10毫升，對4號燒杯加入1毫升，5號燒杯未加清水劑。

1號樣在攪拌后即可出現(xiàn)顆粒狀的絮狀物，2號3號樣在攪拌后未出現(xiàn)明顯變化，4號樣經(jīng)攪拌后也出現(xiàn)絮狀懸浮物但是效果沒有1號樣明顯，圖1-2為10鐘后的水樣對比圖

圖1-2

經(jīng)1-2圖比較10分鐘后的2，3號水樣沒有明顯變化，1號水樣懸浮物聚結(jié)呈柱狀絮狀物，而4號水樣出現(xiàn)的懸浮物一部分均勻分散顆粒狀懸浮，大部分絮狀物已沉入杯底聚結(jié)。約30分鐘后2，3號水樣仍然保持原狀，沒有明顯變化。

圖1-3

一小時后 2，3號水樣仍無變化，1號水樣約95%的絮狀物沉淀在杯底，約5%的微小懸浮顆粒（直徑約1毫米）均勻分布在水中，4號水樣絮狀物約93%聚結(jié)沉淀在杯底，約7%左右的較大懸浮顆粒（直徑2-3毫米）均勻分散在水中，如圖1-3。分析：本次實驗證明清水劑Q10的添加量過多或者過少都不能起到很好的處理效果。

2、取核桃殼濾器F-841A/B出口水樣實驗，5號水樣為未加藥劑的水樣如圖2-1

圖2-1

添加1毫升清水劑的核桃殼濾器水樣，經(jīng)攪拌后1分鐘，懸浮絮狀物凝聚在一起，如圖2-2。

圖2-2

5分鐘后絮狀物大部分沉降在杯底如3-1圖中5號水樣。分析：實驗結(jié)果明顯看出懸浮物較多，由于上游處理效果差導(dǎo)致核桃殼濾器出口的水樣的含油及顆粒不達標。

圖3-1

3、3 -1 圖中2號水樣為GFU出口水樣，2號水樣左邊為CFS出口水樣，此時正在調(diào)試4號罐，此水樣為4號罐44m?/h處理量的水樣。

在各個水樣添加2毫升清水劑經(jīng)攪拌后1分鐘的效果，如圖3-2

圖3-2

GFU的水樣 （由于老氣浮GFU溶氣裝置失效，現(xiàn)在其作用如同一個緩沖罐，水樣基本和水力旋流器的水樣一致），絮狀物呈微粒均勻分布懸浮在水中，而新氣浮CFS形成的絮狀物約90%聚結(jié)漂浮在水面上部沒有沉淀。3分鐘后新氣浮絮狀物全部上浮至水面，老氣浮水樣變化不大，少部分沉淀。10分鐘后新氣浮水樣有少量沉淀，老氣浮水樣大部分絮狀物沉淀至杯底。新氣浮水樣在搖晃后，全部懸浮物沉降至杯底15分后，新氣浮水樣經(jīng)搖晃后，與老氣浮水樣對比。3號為新氣浮水樣，2號為老氣浮水樣，如圖3-3。分析：由于新氣浮有溶氣泵注入氮氣形成微小的氣泡所以新氣浮水樣的懸浮物呈上浮狀態(tài)，而老氣浮加氣裝置失效所以懸浮物不上浮，而且反應(yīng)速度慢。

圖3-3

4、取電脫水處理器的出口水樣1號加入1毫升的清水劑，2號加入2毫升，3號加入0.5毫升，經(jīng)攪拌后1分鐘1號水樣的絮狀物迅速上升至水面，2號水樣沒有明顯變化，3號出現(xiàn)絮狀聚結(jié)呈懸浮狀態(tài)，聚結(jié)效果較好，實驗效果如圖4-1。

5分鐘后1號沒有變化保持原狀，2號出現(xiàn)肉眼仔細看能看見極微小的懸浮顆粒，3號水樣絮狀物聚結(jié)較好形成一個較大的絮狀聚結(jié)體。

圖4-1

10分鐘后各水樣經(jīng)搖晃攪拌靜止2分鐘后的圖樣，如圖4-2。分析：入艙水質(zhì)的好壞決定藥劑濃度也應(yīng)對應(yīng)調(diào)節(jié)至合適的注入量才能起到更好的效果。2號水樣由于藥劑注入過多效果較差。

圖4-2

5、再取水力旋流器出口水樣化驗，由于近期流程入艙水較為干凈，旋流器的水樣也比較干凈，初始水樣照片如圖5-1

圖5-1

一號燒杯水樣加入0.1毫升的清水劑，二號水樣加入0.5毫升的清水劑，三號水樣加入1毫升的清水劑迅速攪拌后30秒的效果照片如圖5-2

圖5-2

1分后可以看出1號水樣仍為渾濁狀態(tài)，2號和3號都比較迅速的出現(xiàn)絮狀物并聚集在一起的照片如圖5-3

圖5-3

5分鐘后1號水樣仍無太大變化，2號水樣已經(jīng)聚集成一個小球狀絮狀體，3號絮狀物比較分散，如圖5-4

圖5-4

20分鐘后3號水樣的絮狀物完全沉入水底，25分2號水樣的絮狀體也開始從睡眠沉降，30分鐘后也完全沉降至杯底，1號水樣也有部分沉降，沉降絮狀物不是很多，由于水樣較為渾濁不太好辨認如圖5-5

圖5-5

從上圖可以明顯的看出2號和3號水樣的清澈程度3號＞2號＞1號。分析：清水劑的注入濃度過低同樣也起不到有效的效果。

4.0 結(jié)論

綜合以上實驗結(jié)果總體可以明顯看出，生產(chǎn)水處理劑清水劑Q10濃度的大小，以及是否適當?shù)呐浔葘τ诿髦樘柹a(chǎn)水的處理能力，及處理完的水質(zhì)質(zhì)量有非常大的影響。清水劑Q10濃度大小及是否合適也直接決定著水中雜質(zhì)的析出速度和程度，同時也決定著下游水處理的水質(zhì)。由于是現(xiàn)場實驗以及實驗工具的精準程度等條件的限制，加入藥劑濃度的準確度以及實驗結(jié)果會有些偏差，但是實驗結(jié)果非常真實準確的證明了藥劑濃度對水質(zhì)處理效果的影響。

表6-1

圖6-1

圖6-1中左側(cè)水樣，清水劑Q10的注入量為10L/h；右側(cè)水樣，清水劑Q10注入量上調(diào)至28L/h.

從圖6-1中可以看出水力旋流器的出口水樣有明顯好轉(zhuǎn)。

經(jīng)反復(fù)調(diào)試目前已經(jīng)初見成效，如表6-1（采自明珠號生產(chǎn)水水質(zhì)監(jiān)測表）可以看出水力旋流器的入口含油明顯降低，下游水處理系統(tǒng)壓力減輕處理效果也明顯好于調(diào)試之前。

結(jié)論，水處理劑清水劑Q10的注入濃度是否合適對于生產(chǎn)水處理的能力及生產(chǎn)水的水質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。使用合適濃度的水處理劑使生產(chǎn)水在除油水艙中通過物理沉降分層，通過除油水艙的收油和倒艙等作業(yè)讓水質(zhì)大幅度改善。從而減少生產(chǎn)水處理系統(tǒng)下游處理器的負擔，減少水力旋流器、氣浮選處理器、核桃殼過濾器等下游設(shè)備的反復(fù)收油和反洗的工作量。同時減少大量的反洗水進入SLOP艙，船系再轉(zhuǎn)水到生產(chǎn)水處理流程等反復(fù)性惡性循環(huán)工作，也可以節(jié)省人力及設(shè)備的損耗。最終提高生產(chǎn)水系統(tǒng)的處理能力，提高注水水質(zhì)，減少水中顆粒對地層堵塞和污染，減少處理不完善的水質(zhì)對地層的污染，提高原油采收率。