集輸污水處理流程及工藝設(shè)備改進策略

明娟 孫麗 王興芳

摘 要：原油處理站主要對井區(qū)采出液進行原油脫水處理，污水經(jīng)過除油預(yù)處理后輸往污水處理站。油田進入開采后期，油井含水率、含砂量不斷升高，油田污水中雜質(zhì)、懸浮物、化學(xué)藥劑組分復(fù)雜，原油處理站污水含油濃度控制困難，造成了在污水處理站大量回收污油運回原油處理站進行循環(huán)處理，增加了生產(chǎn)成本，浪費人力、物力資源；同時污水處理站對于油田污水處理難度較大，藥劑成本高。為了節(jié)約生產(chǎn)能耗、降低生產(chǎn)成本，對集輸污水進行總體分析，根據(jù)集輸污水上下游生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行工藝、藥劑方面整體研究，進行一體化控制。

關(guān)鍵詞：集輸污水處理；流程優(yōu)化；含油濃度；生產(chǎn)環(huán)節(jié)；一體化控制

近幾年由于污水中含油率居高不下，導(dǎo)致后期污水站的處理難度增加，藥劑成本難以控制，同時在調(diào)儲罐中每年產(chǎn)生上千噸的污油需要讓原油處理站進行回收處理，污油由于自身的原油物性導(dǎo)致原油處理站脫水困難， 原油外輸含水率及外輸污水含油率均有所上升，形成一個惡性循環(huán)。針對這種現(xiàn)象，對集輸污水工藝系統(tǒng)的缺陷進行研究優(yōu)化，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)情況不斷調(diào)整藥劑，控制上游污水含油率的同時控制污油產(chǎn)生量，達到集輸污水生產(chǎn)良性循環(huán)的目的。研究區(qū)塊進入石油開采后期，含水率、含砂量不斷升高，油田化學(xué)增產(chǎn)措施增多，油田污水中雜質(zhì)、懸浮物、化學(xué)藥劑組分復(fù)雜，原油處理站污水含油濃度控制困難， 造成了在污水處理站大量回收污油運回原油處理站進行循環(huán)處理，增加了生產(chǎn)成本，浪費人力、物力資源；同時污水處理站對于油田污水處理難度較大，藥劑成本高。為了節(jié)約生產(chǎn)能耗、降低生產(chǎn)成本，對集輸、污水進行總體分析，根據(jù)集輸、污水上下游生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行工藝、藥劑方面整體研究，進行一體化控制。

1 集輸污水處理現(xiàn)狀與問題

1.1 原油處理站儲罐放水工藝缺陷

采油來液經(jīng)過一段沉降罐進行油水分離后，原油經(jīng)過加熱升溫后進入二段沉降罐，依據(jù)二段沉降罐原油自身重力將經(jīng)過二次沉降脫水的原油壓入凈化罐，待原油含水率達標(biāo)后進行外輸。在原油處理站工藝流程中，毛油罐與凈化罐底部形成的含油污水排放至回?fù)焦?，通過回?fù)奖么蛉肟倎硪?；而二段的底部含油污水被排放至污水除油罐，在污水除油罐?nèi)形成一定油層厚度時，通過收油流程打入總來液。原油處理站由于原油物性及站內(nèi)工藝等原因，采取的是二段加藥方式，總來液線進一段罐處、二段罐進口。生產(chǎn)中由于大量的正相破乳劑進入二段沉降罐， 未完全利用就從底部放水排放至污水罐， 易與污水罐中的反相破乳劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生混濁物， 特別是單罐運行期間易導(dǎo)致污水含油超標(biāo)；不僅增加下游污水除油工藝的負(fù)擔(dān)，也增加了員工的勞動強度。

1.2 原油處理站污水罐收油工藝不合理

污水除油罐的功能是脫出污水中油質(zhì)并進行回收處理，污水處理站污水待罐內(nèi)油層厚度達到一定程度時需要進行收油作業(yè)，進行收油作業(yè)時需要將罐內(nèi)液位提升至收油槽高度， 持續(xù)高液位等到收油槽內(nèi)蓄滿污油后啟動污水泵逐漸降低污水罐液位恢復(fù)至正常生產(chǎn)狀況。在進行收油作業(yè)的時候污水除油罐液位距離罐頂不到1m， 污水來液量出現(xiàn)高峰期或者光導(dǎo)液位計出現(xiàn)故障時可能出現(xiàn)溢罐事件，造成經(jīng)濟損失以及環(huán)境污染。污水離心泵高頻率大排量運行將會造成污水罐內(nèi)液體擾動強烈，每次收油結(jié)束后極易導(dǎo)致外輸污水含油值超標(biāo)。

1.3 原油處理站污水罐液位無法自動控制

原油處理站污水除油罐采用了一定的自動化技術(shù)， 但自動化程度較低，液位無法自動控制，污水除油罐液位與污水外輸泵的運行狀態(tài)都由現(xiàn)場將信號傳輸至值班室顯示，員工可以隨時查看污水除油罐的液位變化， 根據(jù)液位的時刻變化調(diào)節(jié)污水外輸泵的排量，以這種方式控制污水除油罐液位。原油處理站員工依靠污水罐液位的變化手動調(diào)節(jié)污水離心泵的頻率來控制泵排量，以這種方式控制污水除油罐液位比較滯后，如果員工調(diào)節(jié)不及時，液位就將會出現(xiàn)大的波動甚至污水泵將罐抽空或溢罐，影響污水外輸含油指標(biāo)，給生產(chǎn)、安全帶來重大影響。

2 流程及工藝設(shè)備改進

為了降低原油處理站的外輸污水含油，減少污水處理站的污油產(chǎn)生量，控制集輸、污水的生產(chǎn)成本，需要對集輸、污水站的站區(qū)工藝流程進行優(yōu)化，改進污水除油罐的內(nèi)部收油結(jié)構(gòu)，對原油脫水及污水除油的化學(xué)藥劑進行實時配比篩選，嚴(yán)格控制外輸污水含油率及污油產(chǎn)生量這 2 個重要指標(biāo)參數(shù)，實現(xiàn)集輸污水一體化運行的良性循環(huán)。

2.1 原油處理站二段沉降罐底部放水回?fù)焦に噧?yōu)化

原油處理站對原來的回?fù)较到y(tǒng)改造， 即將二段污水自壓到污水罐流程改造為將二段污水自壓到回?fù)焦拗校?利用回?fù)奖么蛉胍欢蝸硪壕€上， 避免二段污水進入污水罐影響污水含油值。

2.2 原油處理站污水罐結(jié)構(gòu)改造

為了降低收油作業(yè)時罐內(nèi)液位高度，提高收油作業(yè)的安全性，對處理站的收油槽進行改造，將收油槽高度降低0.5m，對污水除油罐進行改造降低收油槽，本質(zhì)就是降低收油作業(yè)時的罐內(nèi)液位，提高收油作業(yè)的安全性，減少作業(yè)時間和員工勞動強度，同時也就降低了污水外輸泵的運行時間節(jié)約生產(chǎn)成本。

2.3 污水罐液位自動控制

為了自動控制污水除油罐液位、 減少員工頻繁操作污水外輸泵、 降低污水除油罐運行風(fēng)險， 給污水除油罐安裝了一套液位自動控制系統(tǒng)。

首先根據(jù)生產(chǎn)實際在值班室 PID 調(diào)節(jié)器上給污水除油罐設(shè)定合理的液位值， 將污水現(xiàn)場液位信號傳輸至值班室 PID調(diào)節(jié)器， PID調(diào)節(jié)器根據(jù)實際液位與給定液位差對污水外輸泵變頻器給出一個輸出信號，依靠頻率的變化調(diào)節(jié)污水外輸泵的排量達到自動控制液位的目的。

2.4 采出液物性分析及采取措施

為了應(yīng)對采出液物性的不斷變化，防止出現(xiàn)原油含水波動，影響原油處理，保證凈化油正常外輸，定期對采出液和化學(xué)增產(chǎn)助劑取樣分析，及時了解和跟蹤采出液的變化，對原油脫水工藝進行調(diào)整，確保生產(chǎn)順利進行。試驗方法：瓶裝法。現(xiàn)場破乳劑中加入3號助劑后，原油采出液脫水速度與深度都大大提高，油水界面較齊整，中間層較少，脫水效果大幅度提高。因此在原油脫水系統(tǒng)中，在加入破乳劑的同時加入3號助劑，現(xiàn)場原油脫水效果穩(wěn)定，凈化原油含水穩(wěn)定，滿足現(xiàn)場交油含水的需要。例如；針對壓裂液采出液進行室內(nèi)破乳劑配方優(yōu)化試驗。試驗方法：瓶裝法。通過3次取樣試驗，含壓裂液采出液脫水十分困難，會嚴(yán)重影響原油脫水平穩(wěn)運行。通過實驗篩選最合適的藥劑保證生產(chǎn)。原油脫水生產(chǎn)中更換3#破乳劑后，雖然脫水效果較正常時偏高，但原油采出液脫水速度與深度都大大提高，脫水效果大幅度提高。經(jīng)過現(xiàn)場使用，凈化油增加沉降時間后，能夠達到外交含水指標(biāo)，保證了原油的增長處理。

3效益分析

通過對集輸污水生產(chǎn)工藝進行系統(tǒng)評價，結(jié)合上、下游生產(chǎn)環(huán)節(jié)的銜接點從藥劑、設(shè)備設(shè)施、工藝流程等環(huán)節(jié)進行分析研究，并找到相應(yīng)的對策。原油處理降低了外輸污水含油量，有利于下游污水處理站進行污水處理，降低了污水處理站藥劑生產(chǎn)成本，減少了老化油的產(chǎn)生量，節(jié)約了生產(chǎn)成本。