注水系統(tǒng)中污水曝氧技術(shù)應用效果

張璨璨

[關(guān)鍵詞]聚驅(qū)注水站是油田生產(chǎn)的耗能大戶，以往的聚驅(qū)注水系統(tǒng)完全是靠低礦化度清水稀釋聚合物母液，浪費了大量的清水資源。為減少聚驅(qū)清水用量，降低聚驅(qū)開發(fā)成本，達到節(jié)能降耗的目的，在聚驅(qū)注水站采用射流曝氣技術(shù)，實現(xiàn)直接利用深度含油污水水質(zhì)配注聚合物，稀釋前通過曝氧方式去除污水中的細菌等物質(zhì)，不但保證了聚合物溶液的粘度，達到良好的驅(qū)油效果，而且節(jié)約了大量清水資源。

[關(guān)鍵詞]注水站 射流曝氣 含氧量 節(jié)能降耗

中圖分類號：TU74.4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）04-0257-01

1、前言

聚合物驅(qū)油由于大量采用清水配置和稀釋聚合物溶液，致使油田采出水無法完全回注到地下，造成了污水大量外排及環(huán)境污染等現(xiàn)象，為了應用油田采出污水配置和稀釋聚合物溶液，減少油田污水外排，需要對污水進行曝氧處理，以提高注入的聚合物溶液的地面粘度，同時使該溶液具有較好的抗降解性能，在污水稀釋聚合物溶液時，一般要求處理后的污水含氧量達到0.8-1.0 mg/L，經(jīng)過在北三二站曝氧站現(xiàn)場試驗，在初始粘度和清水配置聚合物溶液保持一致的條件下可以達到相同的驅(qū)油效果。

為減少清水用量，降低聚驅(qū)開發(fā)成本，采油三廠一礦北三東區(qū)塊于采用了清水配置、污水曝氧后稀釋抗鹽聚合物的技術(shù)，污水曝氧后，污水中還原性物質(zhì)被氧化，可以消除其對聚合物的不良影響。

2、曝氧站概況

根據(jù)北三二注水站所轄區(qū)塊注水井不同階段、不同水質(zhì)的注水量和注水水質(zhì)要求，對注水站進行改造，對站內(nèi)注水泵和兩座儲水罐進行雙水質(zhì)工藝改造，對泵出站部分做雙出流程改造，將原來的清水注水流程改造為清、污流程。

由于水射氣曝氧流程投資低，氧氣與污水混和效果較理想，污水含氧量基本達標。注水站南側(cè)新建一座曝氧站，主要設(shè)備有：供水泵、水射流器 ，一座儲水罐。經(jīng)曝氧站處理后的污水出水進入注水站的儲水罐，在儲水罐中進行曝氧反應，釋放氣體，并利用注水泵回注污水。

系統(tǒng)采用新型水射器，利用壓力水從水嘴高速噴出時形成可紊動射流能攜帶空氣，空氣和水在混和管內(nèi)充分混和，溶解、動能傳遞。擴散管的功能主要把氣水乳化液的動能轉(zhuǎn)化為壓能，這樣噴嘴射流束連續(xù)不斷地從吸入室內(nèi)攜帶走空氣，使空氣氧化溶于水中，從而完成曝氣充氧過程。采用了最新型的可調(diào)式噴射器，滿足了不同需氧量的工況需求。

3 污水曝氧運行情況

3.1 系統(tǒng)運行情況

曝氧站新建污水緩沖罐容積為300立方米，曝氧站曝氧泵額定排量為346立方米/小時，曝氧系統(tǒng)設(shè)計共8條射流器，注水泵額定排量300立方米/小時，運行中必須根據(jù)來水量控制好曝氧站曝氧泵排量，保證注水站1500立方米儲水罐液位平穩(wěn)。射流器進口壓力應達到射流要求的0.5MPa以上，同時使進出口壓差≤0.3MPa，吸氣量才能達到工藝參數(shù)要求。

正常工作狀態(tài)下曝氧系統(tǒng)運行1臺外輸泵（排量346m3/h）、4條射流器（單條射流器排量為80 m3/h，）即可滿足生產(chǎn)需要（目前注水站注水泵額定排量為300 m3/h），一臺外輸泵最多可為4條射流器同時工作提供深度污水。投產(chǎn)初期有4條射流器存在閘門或電磁流量計墊子不嚴導致運行過程中漏水現(xiàn)象出現(xiàn)，現(xiàn)經(jīng)與施工方協(xié)調(diào)已全部更換完畢，達到完好狀態(tài)。為注水泵提供足量深度污水，可保證注水站下游所帶六座注入站所需的水量供給。由于來水量隨時變化，應根據(jù)上游來水量調(diào)整射流器開啟數(shù)量及流量以確保注水泵收支平衡，這是整個曝氧系統(tǒng)的工作管理重點。

3.2 污水來水量基本滿足注水方案水量要求

根據(jù)規(guī)劃預測及目前調(diào)水流程，曝氧站所需污水基本能夠滿足注入要求.但在實際生產(chǎn)中，由于污水來水單位存在反沖洗時段及處理量低的情況，當上游兩站來水量不能滿足注水站注水量，導致注水站大罐液位下降到低報后，注水站需向礦、廠主管部門提出申請，使用清水保證注水站正常運行。

目前注水量為8600 m3/d ，注水泵排量360 m3/h ，來水為深度污水站和北三二深度污水站，供給量分別為150-160m3/h和160-170m3/h，工頻運行1臺曝氧泵、電流達到150A，8臺射流器運4備4，泵壓為0.6MPa，曝氧壓差為0.3Mpa。

3.3 污水含氧量達到指標

在污水稀釋聚合物溶液時，一般要求處理后的污水含氧量達到0.8-1.0 mg/L，曝氧站根據(jù)水量需求8臺射流器運4備4，泵壓為0.55MPa，曝氧壓差為0.3Mpa。曝氧后含氧量1.0 mg/L，注水泵進口含氧量0.8mg/L，含油0.1 mg/L，含懸浮物3.3mg/L。

4、效果分析

4.1 效果評價

曝氧站投產(chǎn)后，污水含氧量達到指標0.8-1.0mg/L，在污水來水量平穩(wěn)的情況下，供液壓力穩(wěn)定，當井口注入濃度為1100mg/L以上時，井口粘度在40 mPa·s以上，粘度合格率為100%。經(jīng)過在曝氧站現(xiàn)場試驗，在初始粘度和清水配置聚合物溶液保持一致的條件下可以達到相同粘度。

4.2 曝氧系統(tǒng)來水流量計無旁通流程

注水站曝氧系統(tǒng)由于設(shè)計原因，兩條來水管線上（北二二來水、北十七來水）的兩臺LWBT-200型來水流量計未設(shè)計旁通管線，運行中流量計發(fā)生故障或正常儀表到期校驗送檢時，必須停產(chǎn)維修或拆卸流量計送檢，因此在此期間需走旁通管線才能保證連續(xù)生產(chǎn)，沒有旁通管線就不能保證連續(xù)生產(chǎn)。目前兩臺來水流量計計量都不準確，由于不能停產(chǎn)，沒有旁通管線流量計拆不下來，因此無法維修。為保證注水站曝氧系統(tǒng)正常連續(xù)運行，需要盡快在兩臺來水流量計處加裝旁通管線.

4.2.2外輸泵與緩沖罐設(shè)計不匹配

外輸泵理論排量為346m3/h和300m3的緩沖罐設(shè)計不匹配，運行中極易抽空，工人工作強度大。曝氧泵房與注水站值班室有一段距離，由于設(shè)計上不匹配，為保證曝氧系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行，值班員工必須加密檢查和控制次數(shù)，導致注水站員工在控制流量及液位時工作強度增大，建議增加注水站崗位人員編制。

4.2.3北三二流量計計量不準

由于來水流量計設(shè)計均為渦輪流量計，這種流量計的弊端是易卡造成讀不出數(shù)或讀數(shù)不準現(xiàn)象時有發(fā)生，因此注水站在實際控制過程中需要向上游單位要來水流量，根據(jù)來水流量控制射流器數(shù)量及排量，不能及時控制來水量，流量波動時處理時間長，建議更換為讀數(shù)準、故障率低的電磁流量計。

4.3 曝氧站變頻器問題

曝氧站設(shè)計沒有變頻，346m3/h的曝氧泵與300m3的緩沖罐之間的調(diào)節(jié)存在著很大的困難，增大了工人勞動強度，同時也增加了平穩(wěn)運行、安全運行的隱患。在投產(chǎn)后安裝了北十七曝氧站的變頻器，發(fā)現(xiàn)1#、2#曝氧泵加裝變頻裝置后運行一段時間電機溫度高（運行過程中超過70攝氏度），與施工單位及廠家聯(lián)系后目前尚未解決，目前工頻運行。

5、結(jié)論

深度含油污水曝氧后配注聚合物工藝的應用，在保證污水含氧量和聚合物粘度合格的情況下，節(jié)約了大量請水資源，減少了污水外排，降低了聚驅(qū)開發(fā)成本。但在地面工藝設(shè)計和設(shè)備選型上還需要進一步優(yōu)化，并提高系統(tǒng)自動化程度，降低工人勞動輕度，確保整個系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

參考文獻

[1] 油氣田地面工程 《污水曝氧站工藝設(shè)計》.