勝利油田污水過濾系統(tǒng)存在的主要問題

摘要：污水處理工藝是油田地面集輸系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而過濾系統(tǒng)是油田污水處理過程中提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵。由于油藏開發(fā)方式的多樣性，致使污水過濾系統(tǒng)、過濾工藝出現(xiàn)了一定程度的不適應(yīng)性，導(dǎo)致維護(hù)成本費(fèi)用高、污水回注水水質(zhì)變差、地層注不進(jìn)、環(huán)境污染等多種問題。為此，深入分析油田污水過濾系統(tǒng)現(xiàn)狀對(duì)下步提高污水過濾效率有著重要意義。

關(guān)鍵詞：油田污水處理；過濾系統(tǒng)；現(xiàn)狀分析

1、污水過濾系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

勝利油田常規(guī)處理工藝為自然沉降+混凝沉降+過濾的“三段式”處理工藝，目前共有污水處理站76座，過濾器548臺(tái)，污水處理量約為94.2萬方/天（包括站內(nèi)循環(huán)處理水量），其中56座具有常規(guī)污水過濾工藝，18座污水站和99座注水站具有精細(xì)過濾處理工藝。在548臺(tái)過濾器中，有常規(guī)過濾器395臺(tái)，按濾料分類共7種，包括多介質(zhì)過濾器、纖維球過濾器等，通常用于一級(jí)、二級(jí)過濾，滿足中高滲透油藏注水水質(zhì)需求；精細(xì)過濾器153臺(tái)，按膜分類共5種，包括PE過濾器、鈦金屬膜過濾器、PGR過濾器等，通常在常規(guī)過濾后增設(shè)精細(xì)過濾工藝，以適應(yīng)低滲透、特低滲透油藏注水水質(zhì)過濾需求。

2、污水過濾系統(tǒng)存在的主要問題

由于勝利油田油藏類型及開發(fā)方式的多樣性，特別是隨著稠油熱采、化學(xué)驅(qū)等技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用，造成采出水性質(zhì)日益復(fù)雜，使得現(xiàn)有污水過濾工藝技術(shù)適應(yīng)性逐漸變差。當(dāng)前，勝利油田污水處理過濾系統(tǒng)存在以下幾個(gè)問題：

（1）乳化油、懸浮顆粒等超標(biāo)導(dǎo)致濾料堵塞污染

聚驅(qū)采油和稠油的大規(guī)模開發(fā)，使采出污水乳化程度日益嚴(yán)重，過濾前除油工藝不能有效去除乳化油，過濾進(jìn)水含油量超標(biāo)，導(dǎo)致濾料污染嚴(yán)重，再生困難。同時(shí)，隨著開發(fā)層位和采油方式的變化，采出水中懸浮固體顆粒發(fā)生了明顯的變化，顆粒變細(xì)，數(shù)量增加，造成懸浮固體聚并及分離困難，懸浮固體嚴(yán)重超標(biāo)。過濾器濾料污染導(dǎo)致濾料更換頻繁，平均使用壽命僅有1-2年，維護(hù)成本持續(xù)升高，如勝利采油廠每年更換過濾設(shè)備或?yàn)V料的費(fèi)用持續(xù)增長(zhǎng)，已達(dá)500萬元/年以上。

（2）污水對(duì)濾料、設(shè)備的腐蝕導(dǎo)致設(shè)備陳舊老化

由于采出液中含油、懸浮物含量較高，同時(shí)前端污水處理原油脫水加入大量化學(xué)藥劑導(dǎo)致污水過濾系統(tǒng)的入水水質(zhì)性質(zhì)多樣復(fù)雜，致使污水在過濾處理中，因含有大量Fe2+、S2-等離子和其他雜質(zhì)，導(dǎo)致濾料、容器設(shè)備的腐蝕老化，油田每年因管線腐蝕穿孔、濾料設(shè)備腐蝕的更新費(fèi)用高達(dá)2億元。污水腐蝕結(jié)垢對(duì)過濾系統(tǒng)產(chǎn)生危害，一方面腐蝕過濾設(shè)備，造成攪拌系統(tǒng)、配水系統(tǒng)等過濾器結(jié)構(gòu)損壞，導(dǎo)致濾料污染或漏失；另一方面腐蝕結(jié)垢產(chǎn)物使配水系統(tǒng)堵塞，導(dǎo)致濾罐憋壓。目前勝利油田部分采油廠雖然采用“水質(zhì)改性”和“電化學(xué)預(yù)氧化”處理工藝以減緩腐蝕率，但因其成本費(fèi)用較高、電極板壽命短等原因，并沒有得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

（3）常規(guī)過濾技術(shù)對(duì)含聚污水過濾效果差

目前勝利油田年產(chǎn)采出水量高達(dá)3億噸，全部用于回注，其中含聚污水占30%，但由于油田開發(fā)前期大部分采用水驅(qū)開發(fā)方式，常規(guī)污水過濾技術(shù)對(duì)含聚污水處理工藝適應(yīng)性逐漸變差，聚合物粘附水中污染物，污染濾料，堵塞污水流程，導(dǎo)致過濾器入口壓力上升速度較快，嚴(yán)重干擾傳統(tǒng)過濾工藝。同時(shí)，采出水中含有聚合物，增加了污水粘度，導(dǎo)致固體顆粒物遷移變緩，降低濾料過濾效果，污水流動(dòng)性變差，加大過濾阻力，使得過濾壓差變大，增加反洗頻率，縮短了過濾周期。常用濾料處理含聚污水反洗再生效果差，導(dǎo)致濾料板結(jié)，目前勝利油田11座含聚污水站中有9座過濾裝置停用，總處理水量占含聚水量85%。

（4）低滲透油田精細(xì)過濾回注水達(dá)標(biāo)率低

勝利油田具有豐富的低滲透油藏資源，提高低滲、特低滲油藏的產(chǎn)量將是未來勝利油田穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的重要手段。為保證所注的水能自由地流經(jīng)地層，而不引起油層孔隙孔喉的堵塞，對(duì)低滲透、特地滲油藏注入水水質(zhì)要求較高。目前勝利油田精細(xì)水處理量約為3×104m3/d，主要采用預(yù)處理配套過濾和精細(xì)過濾方式，精細(xì)過濾主要采用金屬膜和有機(jī)PE膜過濾器，經(jīng)調(diào)研目前勝利油田I級(jí)水質(zhì)處理達(dá)標(biāo)率均較低（20%～30%），II級(jí)水質(zhì)處理雖然能達(dá)標(biāo)，但隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，膜長(zhǎng)期受污染后，膜孔堵塞嚴(yán)重，處理效果變差，頻繁反沖洗導(dǎo)致日常操作維護(hù)工作量變大，且反洗再生效果差，膜濾料壽命短（一般<1年），材料設(shè)備投資高，維護(hù)成本增大。

（5）污水過濾系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行無法滿足正常生產(chǎn)需求

隨著油田逐步進(jìn)入特高含水期開發(fā)階段，為實(shí)現(xiàn)效益開發(fā)、節(jié)能降耗、安全環(huán)保、油田提質(zhì)增效升級(jí)，提液是目前最經(jīng)濟(jì)有效的提高單井產(chǎn)能和效益的低成本開發(fā)技術(shù)。液量進(jìn)一步增加造成站庫超負(fù)荷，現(xiàn)有集輸處理系統(tǒng)能力無法滿足提液需求，分別表現(xiàn)在兩方面：一是陸地整體富余、局部不足，22座污水站超負(fù)荷運(yùn)行，占比全部污水站30.1%，處理液量2.23億方，占全部污水處理液量71.9%；二是海上整體超負(fù)荷運(yùn)行，目前除中心三號(hào)富余外，其他海上污水站均超負(fù)荷運(yùn)行，且海管能力不足。因此，急需攻關(guān)突破陸上油田前端及海上平臺(tái)短流程高效油水分離回注技術(shù)，減少后端油水處理系統(tǒng)負(fù)荷，避免站庫流程管線擴(kuò)建。

結(jié)束語

勝利油田已進(jìn)入特高含水期開發(fā)階段，平均年產(chǎn)液量為3.2億噸，污水處理液量103.4萬方/天，綜合含水高達(dá)94%，并隨著開發(fā)階段逐步升高。因此，采出水處理量的逐步增加造成污水處理站庫的超負(fù)荷運(yùn)行，現(xiàn)有集輸處理系統(tǒng)能力無法滿足正常生產(chǎn)需求，同時(shí)，隨著油藏開發(fā)方式的多樣性，稠油熱采水驅(qū)、含聚水驅(qū)等產(chǎn)出的采出水乳化程度偏高，聚合物粘度偏大，使得過濾系統(tǒng)的濾料污染，板結(jié)老化，導(dǎo)致采出水處理效果變差，污水回注水質(zhì)達(dá)標(biāo)率降低，縮短濾料使用壽命，更換頻繁，增加成本費(fèi)用。針對(duì)以上矛盾問題，油田亟待創(chuàng)新開發(fā)污水過濾系統(tǒng)新技術(shù)新理念，為實(shí)現(xiàn)油田采出水快速、安全、高效、低成本處理，提高油田開發(fā)質(zhì)量和效益具有重要意義。

作者簡(jiǎn)介：劉正（1991年8月），女，漢族，山東省陽信縣人，大學(xué)本科學(xué)歷，中石化勝利油田石油工程技術(shù)研究院（257000），研究油田地面工程系統(tǒng)污水處理方面。

（作者單位：中石化勝利油田石油工程技術(shù)研究院）