板一聯(lián)合站采出水處理工藝優(yōu)化研究

朱 艷

板一聯(lián)合站采出水處理工藝優(yōu)化研究

朱 艷

（中國石油大港油田公司對外合作項目部 天津 300280）

板一聯(lián)合站現(xiàn)有采出水處理工藝存在設(shè)備數(shù)量多、工藝?yán)匣⒐收项l出、處理效果差、維修和運行成本攀升的問題。本文著重對該站采出水處理工藝進行研究，優(yōu)選一體化集成裝置，保證板一聯(lián)地區(qū)正常注水開發(fā)生產(chǎn)，滿足節(jié)能降耗需求，對其他聯(lián)合站具有借鑒意義。

聯(lián)合站；采出水處理； 優(yōu)化舉措； 注水

板一聯(lián)合站于1979年正式投產(chǎn)，主要擔(dān)負著板橋地區(qū)的采出液處理、原油穩(wěn)定、污水處理、天然氣處理及原油、污水、天然氣的外輸任務(wù)。其采出水處理系統(tǒng)采用“重力沉降+核桃殼過濾器+纖維球過濾器”處理工藝，設(shè)計處理能力12 000 m3/d，目前實際處理量5 500~7 000 m3/d，因現(xiàn)有采出水處理設(shè)備及工藝日趨弱化，難以與當(dāng)前油田主體處理技術(shù)有效匹配，處理水質(zhì)效果不佳，為該站配套完善的采出水處理工藝顯得十分必要。

1 現(xiàn)有工藝存在問題

1.1 設(shè)備及工藝適應(yīng)性較差

一級、二級過濾器多達12具，過濾器內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu)落后，葉輪與濾料間距過大，影響反洗、攪拌效果，導(dǎo)致水質(zhì)不達標(biāo)；纖維球過濾工藝存在纖維球抗沖擊能力弱、懸浮物處理效果不佳的問題。

一級過濾器設(shè)計進口指標(biāo)含油200 mg/L、懸浮物50 mg/L。目前2#沉降罐出水平均含油91 mg/L、懸浮物97 mg/L，現(xiàn)有過濾器不能適應(yīng)來水水質(zhì)。

1.2 過濾效果較差

因一級過濾效果較差導(dǎo)致問題連鎖發(fā)生。該設(shè)備含油去除率較低，較差水質(zhì)進入二級過濾器后，油被纖維球吸附，濾料易污染板結(jié)，反洗再生困難，進而導(dǎo)致二級過濾器懸浮物去除率偏低，出口水質(zhì)懸浮物含量較高，無法滿足油田公司水質(zhì)指標(biāo)要求。二級纖維球懸浮物去除率46.6%，出口水質(zhì)懸浮物含量40.4 mg/L，運行值與設(shè)計值相距甚遠。

1.3 運行成本較高

鑒于反沖洗運行溫度較低（35~45 ℃）、反沖洗濾料效果較差的實際，為保證水質(zhì)達標(biāo)，加密反沖洗頻率，周期間隔僅為12 h，耗電量增大；并將月清洗劑量由7.5 kg/具提高至12.5 kg/具，運行成本攀升；加之設(shè)備故障頻發(fā)，維修成本急劇攀升。

2 采出水處理工藝優(yōu)化研究

2.1 板一聯(lián)水質(zhì)指標(biāo)要求

板一聯(lián)合站采出水處理站處理后的水質(zhì)執(zhí)行《注水水質(zhì)指標(biāo)》Q/SYDG 2022-2017的要求，即：含油≤20 mg/L，懸浮物≤10 mg/L，粒徑中值≤4 μm，處理后的采出水輸送至板橋油田各注水站回注。

2.2 水處理工藝優(yōu)選

2.2.1 工藝技術(shù)調(diào)研[1]

綜合考慮板一聯(lián)合站地區(qū)來水水質(zhì)、注水指標(biāo)要求及在用采出水處理技術(shù)適應(yīng)性，優(yōu)選“氣浮石英砂水處理集成工藝”與“氣浮核桃殼水處理集成工藝”進行對比論證分析。

表1 采出水處理工藝調(diào)研

2.2.2 應(yīng)用效果對比

羊一聯(lián)采出水處理站于2012年對回注水處理系統(tǒng)進行改造，改造后采用氣浮石英砂水處理集成工藝，設(shè)計處理能力9 600 m3/d，目前實際處理量為 10 000 m3/d。 圖1為羊一聯(lián)氣浮石英砂集成處理裝置現(xiàn)場圖，氣浮石英砂水處理集成工藝在羊一聯(lián)采出水處理站應(yīng)用效果良好，能夠滿足回注水水質(zhì)指標(biāo)要求。現(xiàn)場運行參數(shù)如表2所示。

表2 羊一聯(lián)采出水處理站石英砂過濾器處理后水質(zhì)情況

圖2 羊一聯(lián)氣浮石英砂集成處理裝置現(xiàn)場圖

自一聯(lián)于2013年采用氣浮核桃殼水處理集成工藝對采出水處理系統(tǒng)進行升級改造，改造后主體工藝為“重力沉降＋氣浮核桃殼水處理集成過濾器”，設(shè)計處理能力1 500 m3/d，目前實際處理量為1 100 m3/d。處理后水質(zhì)情況如表3所示，氣浮核桃殼水處理集成過濾器在自一聯(lián)應(yīng)用效果良好，能夠滿足注水水質(zhì)指標(biāo)要求。

表3 自一聯(lián)氣浮核桃殼水處理集成過濾器處理后水質(zhì)

2.2.3 技術(shù)優(yōu)選

上述工藝在技術(shù)上均有大港油田實際應(yīng)用的實例。氣浮石英砂水處理工藝、氣浮核桃殼水處理集成工藝均未在北部油田應(yīng)用過。其中，氣浮核桃殼水處理集成工藝在南部油田的小一聯(lián)、女一聯(lián)、自一聯(lián)等場站應(yīng)用，處理效果較好，但運行費用高于氣浮石英砂水處理工藝；氣浮石英砂水處理集成過濾器，目前應(yīng)用于第六采油廠羊一、孔一、扣三采出水處理站，處理效果穩(wěn)定、良好，運行費用均優(yōu)于氣浮核桃殼水處理集成工藝。

綜合油田采出水處理工藝現(xiàn)狀、技術(shù)特點，同時基于板一聯(lián)合站在用采出水處理工藝的應(yīng)用情況，優(yōu)選氣浮石英砂水處理集成工藝。

3 氣浮石英砂水處理工藝

3.1 工藝技術(shù)原理

石英砂工藝主體采用石英砂、核桃殼濾料，有效去除污油和懸浮物，反洗時采用氣水混合形成氣墊層，對污染的濾層實現(xiàn)高效反沖洗，具有高效除油、過濾功能。采用氣水混合氣墊床反洗技術(shù)，利用特殊結(jié)構(gòu)實現(xiàn)連續(xù)排污[2]。

3.2 設(shè)計規(guī)模

板一聯(lián)目前實際處理水量5 500~7 000 m3/d，結(jié)合后續(xù)開發(fā)生產(chǎn)需求，設(shè)計采出水處理能力9 600 m3/d，新上氣浮核桃殼水處理集成過濾器4具（單具2 400 m3/d）。

3.3 設(shè)計工藝流程

（1）主體流程：4#沉降罐來水→2#沉降罐→提升泵→氣浮石英砂水處理集成過濾器（4具）→500 m3濾后水罐→外輸水泵。

（2）氣浮石英砂水處理集成工藝反沖洗流程：濾后水罐→反沖洗泵→氣浮石英砂水處理集成裝置→2#沉降罐。

（3）收油、排污流程：氣浮石英砂水處理集成過濾器、濾后水罐、沉降罐→沉淀水池→污油泵→4#沉降罐。

4 結(jié) 論

采用氣浮石英砂水處理集成工藝，減少了設(shè)備占地，縮短了工藝管網(wǎng)，優(yōu)化了站內(nèi)布局[3]。設(shè)計過程中積極采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，達到提高設(shè)計質(zhì)量、縮短工程建設(shè)周期和降低工程投資的目的。在板一聯(lián)合站成功運用后，不僅能完成“注好水”的目標(biāo)，還可降低管理和運行費用，達到了油田高效、低成本開發(fā)的設(shè)計建產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求，建議在其他聯(lián)合站推廣使用。

［1］高蕊，陳忻，李紅艷，等. 板一聯(lián)采出水處理系統(tǒng)改造工程可行性研究報告[R].天津大港油田采油工藝研究院，2019.

［2］戴豪波，徐承亮.氣浮水處理工藝影響因素研究[J].熱力發(fā)電，2005，34（8）：56-57+59.

［3］季寞，周挺，郭新林. 溶氣氣浮、氣液反沖洗一體化新工藝技術(shù)研究[J].石油規(guī)劃設(shè)計，2008，19（5）：24-26.

Optimization of Produced Water Treatment Process in Banyi Joint Station

（Dagang Foreign Cooperation Project Department of PetroChina, Tianjin 300280，China）

Existingproduced water treatment process has many problems in Banyi joint station, such as large number of devices, aging process, frequent failures, poor treatment effect and so on. In this paper, produced water treatment process of Banyi joint station was studied. Through optimizing integration device, the process makes sure normal development and production of water injection. It can meet the demand of saving energy and reducing consumption, which is useful for other joint stations.

joint station; produced water treatment; optimizing measures; water injection

沈陽工業(yè)大學(xué)科研成果介紹

微波-Fenton 耦合一體化化工廢水預(yù)處理設(shè)備

適用范圍：染料、印染、焦化、煤化工、石化、農(nóng)藥等行業(yè)。

參照標(biāo)準(zhǔn)：滿足后續(xù)工藝進水要求。

技術(shù)優(yōu)勢：

微波強化 Fenton 試劑氧化，提高反應(yīng)速率，污染物去除率高，結(jié)構(gòu)緊湊，抗腐蝕性能強，藥劑用量小，運行成本低，操作管理簡便。

專利情況：一種微波-Fenton 聯(lián)合有機化工廢水處理機（ZL201310121034.1）

獲獎情況：遼寧省科技進步獎三等獎“微波-Fenton 一體化水處理技術(shù)及設(shè)備”

聯(lián)系人：梁吉艷

電話：024-25497158，E-mail：liangjiyan2005@126.com

TE685.31

A

1004-0935（2020）04-0417-03

2019-12-17

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。