采出水處理一體化裝置在板深37區(qū)塊應(yīng)用的可行性研究

朱 艷

采出水處理一體化裝置在板深37區(qū)塊應(yīng)用的可行性研究

朱 艷

（中國石油大港油田公司，天津 300280）

板深37區(qū)塊注水水質(zhì)要求較高，來自板一聯(lián)合站的注入水水源不能滿足條件，需對采出水進行精細處理，達標回注。而采出水處理一體化裝置具有除油、過濾、殺菌、阻垢等功能，現(xiàn)場管理方便，功能集成度高，大大簡化了采出水處理流程。本文著重對該區(qū)塊應(yīng)用采出水處理一體化裝置進行了可行性分析及工藝流程設(shè)計，提高了實施可行性，能有效保證注水水質(zhì)達標，可降低運行和管理費用。

采出水處理一體化裝置；注水水質(zhì)；工藝流程；設(shè)計

板深37區(qū)塊地面位于天津市濱海新區(qū)港東新城附近，隸屬于大港油田采油四廠的板橋油田板北地區(qū)。該區(qū)塊受埋深、成巖作用等多重因素影響，儲層物性相對較差，主體為中低孔-低滲儲層，采出水礦化度大（5 196~12 103 mg/L），來自板一聯(lián)合站的注水水源不能滿足回注地層要求[1]，為達到儲層保護的目的，提高采出水處理水質(zhì)，降低處理成本，為該區(qū)塊配套完善的采出水處理工藝顯得十分必要。

1 板深37區(qū)塊注水來源及水質(zhì)情況

1.1 注入水來源

板深37區(qū)塊所在地區(qū)注入水水源來自板一聯(lián)經(jīng)核桃殼、纖維球過濾器處理后的采出水，從板一聯(lián)輸送至板三注，隨后通過25 MPa高壓注水管線，輸送至4座井場（板深68、板834、板835 和板836井場），回注至板深37區(qū)塊地層。

1.2 水質(zhì)情況

板深37 區(qū)塊空氣滲透率分布范圍較廣，為（4.4~788）×10-3μm2，注水水質(zhì)應(yīng)滿足平均空氣滲透率104×10-3μm2的指標要求，即采出水含油≤15.0 mg/L，懸浮固體含量≤5.0 mg/L，粒徑中值≤3 μm，SRB 25個/mL[2]。

板一聯(lián)出水水質(zhì)執(zhí)行《大港油田注水水質(zhì)指標》（Q/SYDG2022-2013），要求：含油≤20 mg/L，懸浮物≤10 mg/L，粒徑中值≤4 μm，滿足板橋油田大部分區(qū)塊水質(zhì)要求。而板深37區(qū)塊注水水質(zhì)要求高于板一聯(lián)，所以板一聯(lián)處理后水質(zhì)不滿足板深37區(qū)塊的要求。水質(zhì)對比情況如表1所示。

表1 板一聯(lián)出水水質(zhì)與板深37區(qū)塊注水水質(zhì)標準對比表

綜上所述，板一聯(lián)出水的控制指標中，含油量能夠滿足板深37區(qū)塊的注水要求，主要是懸浮物和粒徑中值不能滿足要求。去除板一聯(lián)來水中的懸浮物，減少到目標值是主要任務(wù)。

2 采出水處理一體化裝置的原理

基于板深37區(qū)塊精細注水的需求，依托板一聯(lián)現(xiàn)有采出水處理裝置，需配套新建精細水處理裝置，對板一聯(lián)（部分）采出水進行再處理，從而滿足板深37區(qū)塊注水需求。結(jié)合板一聯(lián)處理后水質(zhì)效果、殺菌功能等，同時基于對板一聯(lián)在用采出水處理工藝應(yīng)用情況分析，規(guī)劃在板三注新建占地少、工期短、投資少、功能集成度高的精細采出水處理系統(tǒng)，對板一聯(lián)來水進行集中處理，降低來水中的懸浮物，處理達標后，供給板北地區(qū)注水井回注。

出水處理一體化裝置的技術(shù)原理是利用溶氣向心氣浮除油、溶氣增氧脫硫、溶氣增氧滅厭氧菌等原理設(shè)計。通過在一體化水處理罐的進水管上進行溶氣增氧，增加的氧用于S2-的氧化去除和厭氧菌的殺除，其他氣體用于罐內(nèi)氣浮，從而提高多功能一體化油田水處理器的除油、脫硫、殺菌效果。另外通過多介質(zhì)濾層過濾提高出水精度，出水的精度提高，減少了活性氧對有機物的氧化消耗；活性氧在水中存在，有利于提高多功能一體化油田水處理器的殺菌效果[1]。

圖1 采出水處理一體化裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖[1]

3 采出水處理一體化裝置在板深37區(qū)塊的應(yīng)用可行性分析

3.1 應(yīng)用可行性分析

針對大港南部油田產(chǎn)出水礦化度高、細菌含量高、采出水處理量大的特點，應(yīng)用了具有除油、過濾、殺菌、阻垢等功能的一體化集成裝置。該裝置在采油三廠官一污、小一污、女一污、棗一污等采出水站應(yīng)用后，各站水質(zhì)達標率一直穩(wěn)定在較高的水平，2019年小一污、自一污、棗二污綜合水質(zhì)達標率分別為100%、94.43%、97.43%，其中小一污等站水質(zhì)處理效果良好、穩(wěn)定。

此外，采出水處理一體化裝置對油和懸浮物的處理效率較高，自一污、棗二污、小一污平均含油量去除率為77.13%，懸浮物去除率為67.03%，反洗效果較好，濾料再生能力比普通核桃殼和纖維球過濾器要強，處理效果長時間保持穩(wěn)定。

鑒于采出水處理一體化裝置的應(yīng)用情況可見，板深37區(qū)塊采出水同樣具有礦化度高的特點，且來水水源懸浮物含量超標，應(yīng)用采出水一體化處理裝置可行有效。

3.2 工藝流程設(shè)計

3.2.1 設(shè)計規(guī)模

因板三注目前有最大回灌水量約850 m3/d，預(yù)測最大回灌水量為1 500 m3/d，均大于板深37 區(qū)塊所需的最大補水量386.6 m3/d，所以富余水量足以彌補板深37區(qū)塊產(chǎn)注不平衡所造成的缺口。根據(jù)板橋油田板北地區(qū)注水量2017-2024年預(yù)測，板北地區(qū)最大日注水量為2020年2 911 m3/d，確定設(shè)計規(guī)模為1=3 000 m3/d。

3.2.2 設(shè)計水量

s=1+2+3+4

式中：s ─采出水處理站設(shè)計計算水量，m3/h；

─時變化系數(shù)，k=1.00～1.15；

1─原油脫水系統(tǒng)排出的水量，m3/h；

2─送往采出水處理站的洗井廢水等水量，m3/h；

3─回收的過濾器反沖洗排水量，m3/h；

4─站內(nèi)其他排水量，m3/h。

4主要指采出水處理站排泥水處理后回收的水量及其他零星排水量，當(dāng)無法計算時可取1的2%～5%。

其中：=1.00；1=125 m3/h(3 000 m3/d)

2=0 m3/h；3=0 m3/h(125 m3/h)；

4=2.5 m3/h(取Q1的2%)；

S=125+0+0+2.5=127.5 (m3/h)

因此，設(shè)計采出水計算水量取130 m3/h。

3.2.3 設(shè)備參數(shù)

一體化多功能采出水處理裝置主要由2臺多功能一體化處理罐（Φ3000）、1臺反洗泵、2臺濾料循環(huán)泵、2臺加料池、1臺儲氣罐、2臺反沖洗回收水外輸泵組成，合為一體，置于一個整體撬上。配套自動反沖洗參數(shù)采集儀表及自動化控制系統(tǒng)，將采集的數(shù)據(jù)遠傳至站內(nèi)值班室，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。另外還有2臺空壓機和1臺控制柜，分別放置于注水泵房和值班室內(nèi)，具體設(shè)備參數(shù)如表2所示。

3.2.4 處理工藝流程

一體化多功能采出水處理裝置的處理工藝流程主要有4部分，具體如下。

（1）主體流程：板一聯(lián)來水→多功能一體化水處理器（新建）→濾后水罐（300 m3，新建）→注水泵。

（2）反沖洗流程：濾后水罐（300 m3）→反沖洗泵→多功能一體化水處理器（新建）→反沖洗回收水罐（200 m3，新建）→反沖洗回收水外輸泵→板三注站外板8站至板一聯(lián)低壓集輸管道。

表2 采出水一體化裝置的設(shè)備參數(shù)

（3）污油回收流程：多功能一體化水處理器（新建）、300 m3濾后水罐、200 m3反沖洗回收水罐（新建）的污油回收至排污池（新建）→排污池提升泵→板三注站外板八站至板一聯(lián)低壓集輸管道。

（4）排污流程：多功能一體化水處理器（新建）、300 m3濾后水罐、200 m3反沖洗回收水罐（新建）的采出水回收至排污池（已建）→排污池提升泵→板三注站外板八站~板一聯(lián)低壓集輸管道。

4 結(jié)束語

采出水處理一體化裝置具有占地少、工期短、投資少、功能集成度高等特點，可縮短采出水處理工藝流程，提高采出水處理水質(zhì)，在板深37區(qū)塊成功運用后，不僅能完成“注夠水、注好水、精細注水和有效注水”的目標，還可降低管理和運行費用[3]，達到了油田高效、低成本開發(fā)的設(shè)計建產(chǎn)標準要求。

［1］周松.多功能一體化水處理裝置在大港油田的應(yīng)用研究[C].中國油氣田地面工程技術(shù)交流大會論文集，2013.

［2］沈洪玲，李智慧，蔡維國，等.板深37區(qū)塊新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)地面配套工程總說明[R].天津大港油田工程咨詢有限公司，2016.

［3］杜杰，郭志強，張帆，等. 一體化采出水處理裝置研究及應(yīng)用[J].油氣田環(huán)境保護，2014（8）：21.

Study on the Feasibility of Application of Integrated Water-treatment Plant in Banshen 37 Block

（PetroChina Dagang Oilfield Company, Tianjin 300280, China）

Water quality requirements for water injection in Banshen 37 block are high, the water from Banyi combined station cannot meet the conditions required by Banshen 37 block, so fine treatment is needed before the reinjection. The integrated water-treatment plant has the functions of oil removal, filtration, sterilization and scale removal. The equipment is not only functional integration, but also convenient for site management. In this paper, the feasibility of application of integrated water-treatment plant was studied, and the process flow was designed to improve the feasibility of the application and ensure the water quality to reach the standard effectively, and reduce the operation and management cost.

integrated water-treatment plant; quality of injection water; process flow; design

2019-12-13

朱艷（1986-），女，工程師，碩士研究生，天津市人，2012年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）油氣田開發(fā)工程專業(yè)，從事油氣田地面工藝技術(shù)管理工作。

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1004-0935（2020）03-0279-03