FM油田污水系統(tǒng)生化改造與效果評價(jià)

莊建全，郭 鵬，羅江濤，林 剛，紀(jì)艷娟，郭朦朦

(1.中國石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.中國石化江蘇油田分公司采油二廠，江蘇 金湖 211600)

FM油田污水系統(tǒng)生化改造與效果評價(jià)

莊建全1，郭 鵬1，羅江濤1，林 剛1，紀(jì)艷娟1，郭朦朦2

(1.中國石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.中國石化江蘇油田分公司采油二廠，江蘇 金湖 211600)

分析了FM油田水處理系統(tǒng)存在問題，并根據(jù)水性分析，確定了該系統(tǒng)采用活性污泥法+膜處理水處理工藝。應(yīng)用生化技術(shù)后，F(xiàn)M水處理站水質(zhì)得到明顯改善。通過一年的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)水處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到了A2級指標(biāo)要求；同時(shí)整個(gè)FM區(qū)塊注水壓力平均下降2 MPa，年節(jié)省清水、藥劑、電費(fèi)等費(fèi)用達(dá)86.8萬元。

生化技術(shù) 油田污水 效果評價(jià)

隨著油田進(jìn)入中后期開采階段，油井產(chǎn)液和含水不斷上升，從節(jié)能降耗和環(huán)?？紤]，對產(chǎn)出污水進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的處理是油田可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

生化水處理技術(shù)利用微生物的代謝作用，將污水中的乳化油和溶解油轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)，達(dá)到水處理的目的[1]。通過對微生物的馴化培養(yǎng)，可使其適合油田污水鹽度高、水質(zhì)復(fù)雜、有機(jī)物含量高的特點(diǎn)。并且生化技術(shù)的高除油率可滿足后續(xù)深度水處理工藝對含油量的苛刻要求。

1 FM油田水處理系統(tǒng)改造

1.1 改造前存在問題

FM油田污水處理站改造前污水處理量為500 m3/d，污水僅經(jīng)過一級沉降后就進(jìn)行回注；同時(shí)還有部分回注水采用清水，注水量250 m3/d。改造前流程如圖1所示。

隨著FM油田的逐步開發(fā)，產(chǎn)液及產(chǎn)水量上升，更多問題逐漸凸顯，主要表現(xiàn)在：

(1)污水處理系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重，存在安全隱患；

(2)污水來源復(fù)雜，水性復(fù)雜多變，結(jié)垢趨勢嚴(yán)重；

(3)污水處理系統(tǒng)運(yùn)行困難，處理后水質(zhì)達(dá)不到有效注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；

(4)污水處理系統(tǒng)流程不完善，水質(zhì)二次污染；

(5)注清水后地層配伍狀況得不到保障，注水壓力進(jìn)一步上升，影響油田開發(fā)效果，同時(shí)浪費(fèi)環(huán)境資源。

圖1 FM油田污水處理站改造前污水處理流程

通過對FM水處理站三相分離器出水進(jìn)行可生化性監(jiān)測發(fā)現(xiàn)(見表2)，該站污水化學(xué)需氧量(CODCr)平均值為525.62 mg/L，生物需氧量(BOD5)平均值為235.75 mg/L，可生化指數(shù)(BOD5/CODCr)平均值為0.45，說明該水體具有較好的可生化性，適合采用生化工藝，同時(shí)對水體的水性分析(表3)發(fā)現(xiàn)，該水體礦化度為31 512.33 mg/L，需要對微生物菌種在該水體下進(jìn)行馴化，使其能夠適應(yīng)該水體礦化度要求[4]。

表3 FM處理站污水水性分析結(jié)果 mg/L

表4 幾種好氧法處理工藝優(yōu)缺點(diǎn)對比

生化除油工藝目前較多采用好氧法處理，根據(jù)其作用原理和運(yùn)行情況，各方法的優(yōu)缺點(diǎn)見表4。

1.2.2 改造方案確定及設(shè)計(jì)指標(biāo)

針對目前該處理站存在問題以及水體性質(zhì)，對系統(tǒng)進(jìn)行改造，主體工藝采用活性污泥法+膜過濾工藝，主要設(shè)備包括：生物污水處理裝置一套，膜過濾器一套，污水提升泵4臺(tái)，設(shè)計(jì)污水處理規(guī)模為1 200 m3/d。改造后流程如圖2所示。

圖2 FM油田污水處理站改造后污水處理流程

依據(jù)油藏對注入水水質(zhì)要求，污水處理系統(tǒng)水質(zhì)指標(biāo)擬達(dá)到“A2”級[5]。具體指標(biāo)見表5。

表5 FM油田污水站設(shè)計(jì)進(jìn)出水指標(biāo)

2 生化技術(shù)應(yīng)用效果分析

2.1 水質(zhì)情況分析

工程改造后，隨機(jī)對系統(tǒng)的處理水質(zhì)進(jìn)行了抽樣檢測，檢測采樣點(diǎn)為生化進(jìn)口和膜出口。監(jiān)測水質(zhì)指標(biāo)見表6，7。

表6 改造前水質(zhì)檢測結(jié)果

表7 改造后水質(zhì)檢測結(jié)果

綜合以上抽樣檢測分析結(jié)果，項(xiàng)目改造后的污水處理系統(tǒng)運(yùn)行情況較改造前有明顯改善，系統(tǒng)處理后水質(zhì)基本滿足A2級注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，總體上能夠適應(yīng)有效回注的要求。

同時(shí)為檢驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，對投產(chǎn)后一年內(nèi)的水質(zhì)情況每月進(jìn)行抽樣檢測，檢測情況見圖3。

圖3 投產(chǎn)一年內(nèi)連續(xù)檢測水質(zhì)情況

根據(jù)一年內(nèi)的水質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，12個(gè)月中除第3個(gè)月懸浮物指標(biāo)平均值略高于2 mg/L外，其他各月懸浮物、含油量及粒徑中值三項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

總結(jié)以上數(shù)據(jù)及分析得出，項(xiàng)目基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的改造目標(biāo)，處理水質(zhì)基本滿足A2級注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2 注水效果分析

污水處理系統(tǒng)投產(chǎn)后污水的水質(zhì)得到較大改善，從注水泵壓力來看，注水泵出口壓力由26.5 MPa降至24.5 MPa，注水壓力下降2 MPa。這主要是因?yàn)樵搮^(qū)塊注水壓力有了明顯降低，以FM-10注水井為例，見圖4，5。從圖中可以看出，系統(tǒng)改造前注水壓力為24.2 MPa，注水量20 m3/d；改造后注水量不變，注水壓力平均為22 MPa，改造后注水壓力平均降低2.2 MPa。

注水井壓力降低主要是因?yàn)椋?1)污水得到有效處理，污水中的含油、懸浮物顆粒有效去除，降低了對地層孔隙的堵塞污染；(2)以污水代替清水，地層配伍情況好轉(zhuǎn)，有助于降低注水壓力。

圖4 FM-10井改造前后注水壓力變化

圖5 FM-10井改造前后注水量變化

2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

(1)以污代清效益

FM油田有效注水實(shí)現(xiàn)了以污代清，直接經(jīng)濟(jì)效益主要是節(jié)水費(fèi)用，節(jié)約清水成本=清水使用單價(jià)×注水量。改造前使用清水量為250 m3/d，改造后該部分清水為污水所代替。按清水使用費(fèi)2.5 元/m3計(jì)算，注水采用處理后污水代替清水每天可節(jié)約成本625元，每年按照360 d計(jì)算可節(jié)約清水成本22.5萬元。

(2)節(jié)約藥劑費(fèi)用

采用生化處理技術(shù)后，該站減少了助凝劑、絮凝劑、除硫劑等藥劑的投加，可節(jié)約藥劑成本1.5元/m3，每年可節(jié)約藥劑成本46.98萬元。

(3)節(jié)約注水電費(fèi)

系統(tǒng)改造后，水質(zhì)得到很大的改善，對應(yīng)注水壓力均有所下降，注水時(shí)電量也隨之降低，節(jié)約電費(fèi)=注水量×注水壓降×運(yùn)行天數(shù)×電價(jià)。按目前水處理870 m3/d，平均注水壓力下降2 MPa，電費(fèi)按1元/度計(jì)算，每年可節(jié)約電費(fèi)17.3萬元。

通過以上分析可以看出，F(xiàn)M油田水處理站采用生化技術(shù)后，可減少各類成本86.8萬元。

3 結(jié)論

(1)FM油田采用生化水處理技術(shù)后，水質(zhì)得到明顯改善，含油量、懸浮物固體含量有效去除，達(dá)到了A2級水質(zhì)指標(biāo)。

(2)實(shí)現(xiàn)了以污代清的回注目標(biāo)，地層配伍情況好轉(zhuǎn)，注水壓力平均降低2 MPa，提高了油田開發(fā)效果。

(3)生化技術(shù)的應(yīng)用，減少了藥劑、電費(fèi)等各類成本達(dá)86.8萬元。

[1] 張學(xué)洪，解慶林，王敦球，等.高鹽度采油廢水生物處理技術(shù)研究與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2009：4-6.

[2] 郭鵬，林剛，吳玉華，等.微生物除油技術(shù)在高濁度油田黑水沖擊下的應(yīng)用實(shí)踐[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2014，30(294):57-58.

[3] 莊建全，紀(jì)艷娟，林剛，等.油田采出水COD快速檢測方法研究[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2015，31(309):40-43.

[4] 莊建全，羅江濤，林剛，等.油田含油污水生化處理系統(tǒng)快速啟動(dòng)技術(shù)[J].復(fù)雜油氣藏，2013，6(4):77-80.

[5] SY/T5329-1994.碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法[S].

(編輯 謝 葵)

Biochemical modification and effect evaluation of FM Oilfield sewage system

Zhuang Jianquan1，Guo Peng1，Luo Jiangtao1，Lin Gang1，Ji Yanjuan1，Guo Mengmeng2

(1.PetroleumEngineeringTechnologyResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China; 2.No.2OilProductionPlantofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Jinhu,China)

The problems of water treatment system in FM Oilfield were analyzed.According to the analysis of water，the system was determined to adopt activated sludge process & membrane water treatment technology.With the use of biochemical technology，the water quality of FM water treatment station has been significantly improved.In a year of monitoring，the water treatment system ran stably，reaching the A2 level indicators.At the same time，the average water injection pressure of the entire FM block decreased by 2 MPa.The cost of saving water，electricity and other chemicals achieved 868 thousand RMB yuan.

biochemical technology；oilfield wastewater；impact assessment

2015-11-16；改回日期：2015-12-10。

莊建全(1982—)，工程師，現(xiàn)從事油田污水、污泥處理工藝技術(shù)研究。電話：15861330209，E-mail：zhuangjq.jsyt@sinopec.com。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.02.015

TE357.6

A