龍王廟氣田水處理工藝優(yōu)化研究

趙劍波，唐華，謝嘉

（中石油西南油氣田公司，四川遂寧，629000）

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龍王廟氣田水處理工藝優(yōu)化研究

趙劍波，唐華，謝嘉

（中石油西南油氣田公司，四川遂寧，629000）

摘要：氣田水是天然氣開(kāi)采過(guò)程中攜帶的附加產(chǎn)品，其處理方法一般為自然沉淀、過(guò)濾、回注，含硫氣田水的處理更需要密閉裝卸。根據(jù)西南油氣田公司的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，我們提出了一系列關(guān)于水處理的優(yōu)化思路，并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，取得了滿(mǎn)意的效果。

關(guān)鍵詞：氣田水；水處理；優(yōu)化研究

引言

四川盆地磨溪龍王廟組氣藏橫跨四川、重慶兩省市，位于四川省遂寧市、資陽(yáng)市安岳縣和重慶市潼南縣境內(nèi)，構(gòu)造位置處于樂(lè)山邊，龍女寺古隆起東部。自2012年9月在磨西8井取得四川盆地寒武系勘探的歷史性發(fā)現(xiàn)，到2013 年10月30日龍王廟組氣藏300×104m3/d試采凈化裝置的順利投產(chǎn)，一年多時(shí)間實(shí)現(xiàn)從氣藏發(fā)現(xiàn)到探明并建成10×108m3試采工程，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)油氣勘探開(kāi)發(fā)建設(shè)“高質(zhì)量、高效率、高效益”的新紀(jì)錄。2013年10月30日，龍王廟組氣藏300×104m3/d試采凈化裝置的順利投產(chǎn)，磨溪8等9口探井相繼投入試采，到2014年5月底，累計(jì)產(chǎn)氣超過(guò)10×108m3。試采證實(shí)磨溪龍王廟組氣藏具有“三大、三高、三好”的特征，即儲(chǔ)量規(guī)模大、含氣面積大、單井控制儲(chǔ)量大，氣井產(chǎn)量高、氣藏壓力高、氣藏溫度高，天然氣氣質(zhì)好、勘探效益好、試采效果好。

然而隨著天然氣的不斷開(kāi)采，地層中的其它物質(zhì)也被帶出地面，如地層水。含硫氣田的地層水，從井站匯集到排放再到回注地層。期間，每一個(gè)環(huán)節(jié)都存在人員傷害和環(huán)境污染[1]。2014年12月，西南油氣田公司在制定天然氣采輸班組工作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，再次對(duì)氣田水的規(guī)范卸放提出了明確要求：含硫氣田水裝卸應(yīng)密閉進(jìn)行。2015年3月，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查后發(fā)現(xiàn)，遂寧作業(yè)區(qū)的部分含硫轉(zhuǎn)水井和注水井在卸放過(guò)程中存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

1　工程概況

以磨溪?dú)馓镛D(zhuǎn)水井磨157井為例。

磨157井是磨溪?dú)馓锛味獠匾豢诩蓺夂兔摿蛴谝惑w的井站。建設(shè)初期，基于對(duì)該氣藏含硫量較低的考慮，開(kāi)放式卸水時(shí)硫化氫溢出量較小，作業(yè)環(huán)境硫化氫濃度低于閾限值（15mg/m3或10ppm)，對(duì)環(huán)境及井站員工健康幾乎無(wú)影響，所以磨157井卸放水系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)為開(kāi)放式卸放模式。目前，日產(chǎn)氣量2.9×104m3左右，日產(chǎn)水量16m3。同時(shí)，該井還負(fù)責(zé)嘉二氣藏及安岳氣田龍王廟組部分井站的氣田水轉(zhuǎn)輸工作，日卸放氣田水180m3，轉(zhuǎn)水200m3左右。與建設(shè)初期時(shí)的低含硫情況相比，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)水工作后，卸水時(shí)硫化氫的溢出量較大，在50米范圍下風(fēng)處，其環(huán)境中硫化氫濃度已接近安全臨界濃度，對(duì)周邊環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。圖1為改造前的現(xiàn)場(chǎng)。

圖1　改造前卸放氣田水現(xiàn)場(chǎng)

2　優(yōu)化設(shè)計(jì)思路

2015年2月，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查看和理論分析，我們提出了以下兩種優(yōu)化設(shè)計(jì)思路：

第一種：密閉式卸水

（1）拆除原開(kāi)放式卸放管路，新建一套密閉式卸放管路；

（2）對(duì)現(xiàn)有氣田水轉(zhuǎn)、儲(chǔ)水池改造，實(shí)現(xiàn)氣田水轉(zhuǎn)、儲(chǔ)水池全密閉運(yùn)行；

（3）增加強(qiáng)堿溶液池，對(duì)轉(zhuǎn)、儲(chǔ)水池呼吸管溢出的硫化氫尾氣與堿液綜合反應(yīng)處理，徹底杜絕氣田水硫化氫溢出造成對(duì)環(huán)境的影響。

利用2NaOH+H2S==Na2S+2H2O反應(yīng)方程式的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行綜合處理。

第二種：半開(kāi)放式卸水

（1）對(duì)現(xiàn)有氣田水轉(zhuǎn)、儲(chǔ)水池改造，實(shí)現(xiàn)氣田水轉(zhuǎn)、儲(chǔ)水池半封閉式卸水；

（2）在轉(zhuǎn)儲(chǔ)水池中增加強(qiáng)堿溶液濃度，增大轉(zhuǎn)、儲(chǔ)水池呼吸管溢出的硫化氫尾氣與堿液綜合反應(yīng)面積。

由于轉(zhuǎn)水過(guò)程中H2S濃度過(guò)高（＞150mg/m3），若與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)不夠徹底，溢出的H2S對(duì)周?chē)娜藛T安全、生活環(huán)境都存在較大的隱患。因此，我們選擇第一種優(yōu)化思路。

3　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果

3.1應(yīng)用情況

目前，我們將原有的管線改造，不經(jīng)過(guò)卸水池，直接將管線接頭與水車(chē)相連。達(dá)到密閉式卸水的目的。同時(shí)，增加污水池中的Na OH濃度。在污水排放時(shí)，將排放接頭浸沒(méi)在水池中，使排放的H2S與污水池中的Na OH充分反應(yīng)，減少H2S的溢出量。

3.2應(yīng)用效果

（1）保障了人員安全，降低了現(xiàn)場(chǎng)硫化氫溢出量，見(jiàn)表1。

表1　H2S含量測(cè)試值

（2）保護(hù)了環(huán)境，避免了硫化氫氣體對(duì)周邊環(huán)境的不利影響。

（3）提高了經(jīng)濟(jì)效益，優(yōu)化設(shè)計(jì)后減少了原有的卸水環(huán)節(jié)，大大節(jié)約了作業(yè)費(fèi)用。

在改造后的實(shí)際卸水工作中，操作過(guò)程見(jiàn)圖2、3、4，一是卸水時(shí)有快速密閉卸水接口；二是卸水管線出口端直接插入水池底部。有效降低了現(xiàn)場(chǎng)硫化氫溢出量。

圖2　改造后卸放氣田水現(xiàn)場(chǎng)

圖4　污水池排放口

4　結(jié)論及建議

目前，龍王廟氣田在生產(chǎn)過(guò)程中有部分氣井開(kāi)始產(chǎn)水。磨157井水處理流程的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)氣田的水處理工藝具有重要意義。根據(jù)氣井的生產(chǎn)情況，產(chǎn)水井會(huì)隨著開(kāi)發(fā)年限的增加而逐漸增加。通過(guò)該優(yōu)化后的水處理工藝施工簡(jiǎn)易、成效顯著、安全環(huán)保，極大的降低了污水處理的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，保證了作業(yè)人員的安全。

建議：該方案結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，擇優(yōu)選擇，力求最大程度降低污水處理工藝的難度。磨157井水處理流程的優(yōu)化設(shè)計(jì)充分證明，密閉式水處理是含硫氣田水處理工藝中一種有效的方法。但對(duì)于不同地區(qū)的含硫氣田水處理應(yīng)根據(jù)水中含硫量和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等多方面綜合考慮，擇優(yōu)選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]胥尚湘等.國(guó)內(nèi)外氣田水處理技術(shù)現(xiàn)狀[J].天然氣工業(yè)，1995,7(15):63-66.

趙劍波(1969-)，男，成人本科，黨支部書(shū)記/技師，工作單 位：中石油西南油氣田公司川中油氣礦遂寧采油氣作業(yè)區(qū)。研究方向：采油氣地面工藝設(shè)備維護(hù)維修與工 藝適應(yīng)性改造。

E-mail:zjbthzcy@qq.com

唐華(1972)，女，成人大專(zhuān)，采氣高級(jí)技師，工作單位：中石 油西南油氣田公司川中油氣礦遂寧采油氣作業(yè)區(qū)。研究方向：采油氣一線員工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作規(guī)范化培訓(xùn)。

E-mail:tangh02@petrochina

謝嘉(1993-)，男，本科，新分實(shí)習(xí)大學(xué)生，在中石油西南油氣田公司龍崗作業(yè)區(qū)工作。

E-mail:303219932@qq.com

Longwangmiao Treatment Process Optimization Research of Gas-field Water

Jianbo Zhao,Hua Tang,Jia Xie
(Southwest Oil and Gas Field Company,Suining,Sichuan,629000,China)

Abstract:Gas-field water whose processing methods ingeneral are natual sedimentation,filtration and reinjection,is the additional product in the process of gas exploitation,and the airtight loading and unloading is more needed for the treatment of sulfer-bearing gas-field water.According to the relevant reglations of Southwest Oil and Gas Field Company,with the combination of field experience,we have proposed a series of optimization ideas which have received satisfactory effects.

Key words:Gas-field water;Treatment of water;Optimization research

作者簡(jiǎn)介：

DOI:工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL:http//www.china-iti.com10.14103/j.issn.2095-8412.2016.01.017

中圖分類(lèi)號(hào)：X741

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-8412(2016)01-644-03