油田采出水處理環(huán)保達標排放管理的實踐與認識

徐春亮（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

油田開發(fā)生產(chǎn)質(zhì)量關(guān)系到油田開發(fā)管理水平的高低，關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益[1]。而油田注水水質(zhì)是油田穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)，注水水質(zhì)不達標，不僅造成注水管網(wǎng)壓力上升，注水系統(tǒng)損耗增加，注水系統(tǒng)效率下降，而且減小油田采收率；同時，不達標的采出水排放會污染油田周圍的環(huán)境，造成水質(zhì)污染問題。某油田加大采出水水質(zhì)管控和環(huán)境保護創(chuàng)新管理力度，提出并實施了以構(gòu)建要點監(jiān)督、節(jié)點控制、嚴格考核的水質(zhì)治理質(zhì)量和環(huán)保監(jiān)督管理新模式。通過強化監(jiān)督檢查，完成了由結(jié)果監(jiān)督到過程監(jiān)督的轉(zhuǎn)變過程，滿足了油田注水水質(zhì)指標逐步提升和采出水環(huán)保達標排放的要求[2]，實現(xiàn)了油田采出水水質(zhì)達到五級水質(zhì)并逐步提升至四級水質(zhì)的管控工作目標。

1 現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 現(xiàn)狀

以某采油廠為例，目前該廠共有采出水處理站5 座和1 個采出水沉降處理氧化塘， 設(shè)計采出水處理能力達148 700 m3/d，實際處理采出水量為142 300 m3/d，采出水外輸管線長1.15 km，采出水外調(diào)線為33 km。在采出水處理工藝上，主要采用重力沉降和化學(xué)除油相結(jié)合的方法。投加的化學(xué)藥劑主要有除油劑、緩蝕劑、殺菌劑。現(xiàn)有常壓拱頂沉降除油罐14 個，壓力除油罐34 個，緩沖罐10個，事故罐4 個，外輸泵20 臺[3]。

1.2 存在問題

1）采出水處理水質(zhì)不達標問題較嚴重。除東三聯(lián)采出水處理站（以下簡稱“東三聯(lián)站”）經(jīng)技術(shù)改造后，采出水水質(zhì)已符合重注入水（懸浮物及含油量均小于或等于30 mg/L）指標，其余4 個水處理站的采出水水質(zhì)均未達到標準要求。主要原因是：東一聯(lián)站、東二聯(lián)站、東四聯(lián)站的采出水均為含聚采出水，聚合物造成油水乳化加劇，常規(guī)重力沉降工藝適應(yīng)性變差，造成其處理水質(zhì)不達標。而KD18 號采出水處理站（以下簡稱“KD18 站”）的采出水礦化度達到20 000 mg/L，目前4 000 m3/d 采出水就地回注，3 300 m3/d 采出水與原油混輸（含水率80%）至東四聯(lián)站。

2）采出水處理質(zhì)量環(huán)保管控體系不完善。采出水水質(zhì)環(huán)保監(jiān)控力量不足，存在關(guān)鍵指標缺乏相應(yīng)的質(zhì)量環(huán)?？刂剖侄危O(jiān)督結(jié)果具有一定的局限性；水質(zhì)環(huán)保監(jiān)督未明確質(zhì)量控制關(guān)鍵點和質(zhì)量控制節(jié)點，故影響水質(zhì)質(zhì)量達標和環(huán)保監(jiān)督的有效性和及時性。

2 相應(yīng)措施

2.1 水質(zhì)環(huán)保處理技術(shù)研究

油田采出水處理的目的是：去除水中的油、懸浮物、添加劑，以及其他有礙注水和注聚、易造成注水和注聚系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢的不利成分。不達標的采出水外排會污染周圍的生態(tài)環(huán)境。

1）針對含聚采出水的特點，按照短流程、低成本、抗沖擊的原則，調(diào)研聚結(jié)氣浮、物理粗?；?、渦旋絮凝、曝氣旋流、浮選聚結(jié)、溶氣氣浮6 種預(yù)處理技術(shù)，分別開展預(yù)處理+過濾技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用試驗和GEM 高效氣浮試驗。現(xiàn)場試驗結(jié)果表明，兩級過濾水質(zhì)可以達到環(huán)保標準要求，GEM 水處理裝置與專用藥劑聯(lián)合使用可以取得很好的采出水處理效果，處理后水質(zhì)可以達到重注入水的效果，最優(yōu)成本為4.5元/m3，污泥產(chǎn)生量為9.1 kg/m3。

2）采用兩級連續(xù)砂濾+兩級沉降+靜止濾床工藝，注入絮凝劑的質(zhì)量濃度為450 mg/L，采出水處理量為12 m3/d，藥劑成本為0.75 元/m3，電費為0.49 元/kWh。試驗研究結(jié)果表明，該工藝處理技術(shù)可以使稠油井采出水水質(zhì)指標達到三級水質(zhì)，其中含油量可以達到一級水質(zhì)，粒徑中值可以達到二級水質(zhì)。

3）開展注聚用水水質(zhì)環(huán)保處理技術(shù)研究。聯(lián)合中國石化節(jié)能環(huán)保公司開展東三聯(lián)站注聚用水二價鐵離子控制技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用試驗。通過13 口注聚井、7 個沿程節(jié)點的水質(zhì)和注聚黏度檢測評價分析，投加捕集劑50 mg/L，配注液黏度提升最明顯，黏度增加率為11.1%。利用新技術(shù)、新裝置對油田采出水進行深度無害化處理，可實現(xiàn)采出水變廢為寶、資源化回收再利用的目標。

4）研發(fā)注汽鍋爐高鹽廢水深度處理回收利用技術(shù)。油田注汽鍋爐在運行中會產(chǎn)生大量的高鹽廢水。在某采油廠，針對廢水處理安裝了“注汽鍋爐廢水回收處理裝置”，經(jīng)對廢水回收、過濾后，采用抗污染反滲透系統(tǒng)，將再生廢水處理成注汽鍋爐用水。處理后的廢水電導(dǎo)率在1 160 μs 左右，其礦化度在770 mg/L 左右，優(yōu)于生水（電導(dǎo)率1 230 μs，礦化度820 mg/L）指標，解決了因鍋爐廢水外排而導(dǎo)致環(huán)境污染的問題。

2.2 水質(zhì)治理促使水質(zhì)環(huán)保達標

按照整體規(guī)劃、分步實施、分質(zhì)分站處理的工作思路，推動油井采出水水質(zhì)提升[4]。采取的治理對策如下：

1）針對采出水處理資金短缺的實際問題，應(yīng)用BOO（是指社會資本根據(jù)政府賦予的特許權(quán)，建設(shè)、擁有并經(jīng)營某項產(chǎn)業(yè)項目，適用于基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)和環(huán)境保護方面的非經(jīng)營類新建設(shè)施項目）采出水處理新模式，主體工藝選用“氣浮+過濾”技術(shù)路線，兼顧地面采出水處理技術(shù)和投資規(guī)模，分步實施，逐步提升東一聯(lián)站采出水水質(zhì)。先運用氣浮技術(shù)處理采出水，使其達到五級水質(zhì)標準以滿足47.1%的注水需求；再利用過濾裝置處理采出水，使其達到四級水質(zhì)標準以滿足93.6%的注水需求。

2）實施東二聯(lián)站技術(shù)改造工程。該工程采用“氣浮+聚結(jié)+過濾”的技術(shù)方案，先實施有把握的“氣浮+聚結(jié)”技術(shù)工藝，待油井采出水質(zhì)得到明顯改善后，根據(jù)技術(shù)應(yīng)用進展再實施過濾工藝技術(shù)改造，最終達到油藏需求的四級水質(zhì)。

3）實施東四聯(lián)站和KD18 站高礦化度采出水的就地回注或達標外排。東四聯(lián)站采出水礦化度為16 000 mg/L，一部分采出水進入東六注（東六注水站） 回注，剩余采出水進入氧化塘處理后達標排放。東四聯(lián)站至東六注建有DN400 調(diào)水管線4.0 km，東四聯(lián)站至氧化塘建有DN500 調(diào)水管線10.3 km，能夠滿足東四聯(lián)站調(diào)水要求。調(diào)整后東四注（東四注水站） 用水由東一聯(lián)站調(diào)入，需新建DN300 調(diào)水管線1.7 km。東四聯(lián)站采出水去向?qū)Ρ纫姳?。

表1 東四聯(lián)站采出水去向?qū)Ρ?單位：m3/d

KD18 站將采出水就地回注量，由目前的4 000 m3/d 采出水提升到6 000 m3/d，以減少高礦化度采出水進入東四聯(lián)站，每天減少東四聯(lián)站采出水量2 000 m3/d 左右。

4） 實施東三聯(lián)站采出水處理工藝技術(shù)改造。重點做好注聚驅(qū)轉(zhuǎn)水驅(qū)后的水量調(diào)整工作，減少東三聯(lián)站高礦化度采出水注水，保持注聚用水礦化度相對穩(wěn)定。

5）引進專業(yè)環(huán)保技術(shù)公司，采用BOO 采出水處理新模式，承擔(dān)部分剩余采出水進入氧化塘處理，處理后的采出水達標排放，作為油田生態(tài)濕地區(qū)域的補充水源。

2.3 建立健全采出水水質(zhì)質(zhì)量和環(huán)保節(jié)點控制體系

1）建立注入水水質(zhì)質(zhì)量節(jié)點控制體系。其主要包括水質(zhì)指標、現(xiàn)場管理兩部分，共制定了8 個監(jiān)督要點，17 個控制節(jié)點以及對應(yīng)標準和考核辦法。

2）建立采出水處理質(zhì)量和環(huán)保監(jiān)控體系運行組織機構(gòu)。采油廠成立了以開發(fā)監(jiān)督、安全環(huán)保監(jiān)督、采油管理區(qū)、油氣集輸管理中心、地質(zhì)所等單位組成的運行小組，明確了各單位的工作職責(zé)。

3） 制定采出水處理QHSSE 監(jiān)督運行工作流程，保障日常工作運行的程序清晰流暢，工作量完成及時、到位，有效提高工作效率。

4）QHSSE 監(jiān)督人員按照監(jiān)督標準和QHSSE 監(jiān)督運行工作流程，依次對被檢單位生產(chǎn)流程各要點、節(jié)點進行監(jiān)督檢查[5]。同時，各被檢單位建立QHSSE 工作要點、節(jié)點控制考核細則、制度，進行自查自改，努力使整個生產(chǎn)過程中每一個QHSSE工作要點、節(jié)點得到有效控制。

5）采油廠每月出一期QHSSE 監(jiān)督公報，每季度組織一次系統(tǒng)大檢查和全廠QHSSE 監(jiān)督季度會議，通報監(jiān)督與考核情況，分析存在問題的原因，確保采出水處理中存在的問題及時得到整改。

3 實施效果

1）油田不同采出水水質(zhì)適用性處理技術(shù)研究取得新進展[6]。通過開展含聚合物采出水、稠油采出水、注聚用水等不同水質(zhì)適用性處理技術(shù)研究，以及固液廢棄物減量化、無害化、資源化處理技術(shù)研究，探索出不同采出水水質(zhì)不同的處理工藝技術(shù)，為采出水水質(zhì)有效治理提供技術(shù)保障[7-8]。

2）找出一條油田采出水水質(zhì)達標治理的新途徑。針對近幾年油田采出水達標治理資金短缺的問題，創(chuàng)新采出水達標治理管理模式，成功引入BOO采出水處理新模式，加快了采出水水質(zhì)的達標治理，節(jié)省了可觀的治理投資費用，避免了投資風(fēng)險[9]。

3）做到了從采出水處理站來水直至外輸采出水水質(zhì)達標及其回收利用，每個環(huán)節(jié)都有詳細的參數(shù)和操作標準。同時，通過加強監(jiān)督檢查，采取月度、季度評比的方法，對采出水管理水平提高的水處理站進行獎勵，對存在問題的水處理站進行考核，促進了采出水水質(zhì)各項指標的提升，實現(xiàn)了油田采出水水質(zhì)滿足四級水質(zhì)的需求。采油廠采出水水質(zhì)指標平均符合率對比見表2。

表2 采出水水質(zhì)指標平均符合率對比 單位：%

可以看出，采油廠2016 年采出水水質(zhì)指標平均符合率與2015 年相比都有所提高。

4 結(jié)束語

油田開發(fā)企業(yè)做好油田采出水處理環(huán)保達標排放管理工作，是提升油田開發(fā)質(zhì)量和經(jīng)濟效益的重要手段，也是油田開發(fā)管理的一項十分重要的工作[10]。實踐證明，開展不同油田采出水水質(zhì)處理技術(shù)研究，應(yīng)用BOO 采出水處理新模式強化水質(zhì)達標治理，以及建立以構(gòu)建要點監(jiān)督、節(jié)點控制、嚴格考核為主要內(nèi)容的采出水處理質(zhì)量環(huán)保監(jiān)控體系等措施，能有效解決采出水處理水質(zhì)不達標及其處理質(zhì)量環(huán)保管控體系不完善等問題，可有效提升油田采出水水質(zhì)管理水平，滿足油藏注水用水、注聚用水和達標排放的水質(zhì)要求，為油田企業(yè)降本增效和生態(tài)環(huán)境保護作出貢獻。