某海上采油平臺(tái)清水劑使用量的降低措施和效果

董寶柱，丁乾申

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司 天津300459)

0 引 言

某海上采油平臺(tái)為油田中心處理平臺(tái)，來(lái)自A平臺(tái)、B 平臺(tái)、C 平臺(tái)的原油均輸送至本平臺(tái)進(jìn)行處理。某采油平臺(tái)原油系統(tǒng)分離出來(lái)的生產(chǎn)污水與C平臺(tái)經(jīng)旋流除砂器處理后的水源井水一起進(jìn)入生產(chǎn)水處理系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)斜板除油器、加氣浮選器、核桃殼過(guò)濾器、雙介質(zhì)濾器處理后進(jìn)入注水系統(tǒng)[1]。主要設(shè)備包括斜板除油器、氣浮選機(jī)、核桃殼過(guò)濾器、雙介質(zhì)過(guò)濾器，主要添加的化學(xué)藥劑包括清水劑、浮選劑、反沖洗助劑、殺菌劑、HEDP。其中清水劑發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為水處理系統(tǒng)添加的第一種化學(xué)藥劑，其加入量影響著整個(gè)系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)水的處理效果。然而清水劑在某平臺(tái)的使用中存在用量大、費(fèi)用高的問(wèn)題，故本文主要目標(biāo)為對(duì)某海上采油平臺(tái)清水劑使用量降低方法和措施進(jìn)行研究。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 清水劑加注簡(jiǎn)介

某平臺(tái)擁有完整的生產(chǎn)水處理系統(tǒng)(圖1)。該采油平臺(tái)水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水處理量為6 240 m3/d，目前水處理量為4 000 m3/d，雖然各出口水質(zhì)的含油及懸浮物含量在標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)，但是斜板除油器出口水質(zhì)已接近標(biāo)準(zhǔn)限定值，故造成整體的水處理系統(tǒng)運(yùn)行受到限制，遇到來(lái)液量大的情況就會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)不合格。因此，油田經(jīng)常調(diào)整清水劑加藥濃度用于控制污水系統(tǒng)處理水的效果，導(dǎo)致清水劑使用量居高不下。同時(shí)，清水劑采購(gòu)價(jià)格較高，綜合分析來(lái)看，對(duì)清水劑優(yōu)化并降低使用量不僅具有優(yōu)化流程的意義，還具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)這一問(wèn)題，決定采取一定措施對(duì)某平臺(tái)清水劑的使用進(jìn)行優(yōu)化[2]。

圖1 某平臺(tái)原油、污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)圖Fig.1 Sketch map of crude oil and sewage treatment system of a platform

1.2 加注數(shù)據(jù)調(diào)研

為了摸清清水劑使用具體情況，我們收集了2020 年4 月份某海上采油平臺(tái)清水劑的日使用量數(shù)據(jù)，清水劑的日使用量在62.51 L 波動(dòng)(圖2)。

圖2 2020年4月份清水劑使用量Fig.2 Usage of water clarifier in April 2020

2 解決方案

在理論分析的基礎(chǔ)上，本平臺(tái)也具備現(xiàn)場(chǎng)硬件條件，可對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。為了解決此問(wèn)題，筆者從人員操作、設(shè)備本身、藥劑選型等多方面進(jìn)行深入探索研究，采取了一系列措施，最終降低了某海上采油平臺(tái)清水劑的使用量。

2.1 通過(guò)培訓(xùn)提高員工操作技能

經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)部分員工對(duì)清水劑加注方法和操作不夠熟練，造成了一定量的藥劑損耗。因此，對(duì)所有生產(chǎn)操作工(共計(jì)16 名)進(jìn)行培訓(xùn)，通過(guò)每日一題、每周內(nèi)訓(xùn)、崗位練兵、每班一試等多種形式提高了員工理論水平，強(qiáng)化了操作技能，并定期開(kāi)展操作人員日常培訓(xùn)考核(表1)，解決了人員技能不足導(dǎo)致藥劑使用量上升的問(wèn)題。

表1 內(nèi)部培訓(xùn)考試成績(jī)統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Internal training test score statistics table

2.2 加注設(shè)備維保檢查

清水劑加注流程，清水劑存放在清水劑藥劑罐中，通過(guò)管線經(jīng)過(guò)標(biāo)定量筒、Y 型濾、穩(wěn)流器連接至清水劑加注泵，加壓后將清水劑最后加注至斜板除油器，發(fā)揮其除油功效(圖3)。在此過(guò)程中，藥劑標(biāo)定量筒是否泄漏、Y 型濾器是否通暢、藥劑加注泵盤根是否泄漏及加注泵的沖程調(diào)節(jié)是否正常，這些都是造成藥劑浪費(fèi)的因素，確定后采取了相應(yīng)的舉措。

圖3 清水劑加注流程Fig.3 Filling process of water clarifier

2.2.1 清洗濾網(wǎng)，疏通管線

濾網(wǎng)及管線的局部堵塞，一方面不利于藥劑的正常傳輸，另一方面還會(huì)對(duì)藥劑造成一定污染，從而導(dǎo)致清水劑的效果變差，從而需要更多的藥劑才可以發(fā)揮出相同的效果，增加了藥劑的使用量。因此，在清洗濾網(wǎng)及疏通管線前后標(biāo)定40 mL/min 的速度下藥24 h，在斜板除油器水相出口取樣，并利用離心機(jī)和電阻法顆粒計(jì)數(shù)儀器進(jìn)行含油及懸浮顆粒檢測(cè)，將濾網(wǎng)疏通前后數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比(表2)。

由表2 可見(jiàn)，同樣的加藥量，在濾網(wǎng)疏通后水相中的含油及懸浮物大幅度減小，可在一定程度上減少下藥速度，進(jìn)而減少清水劑使用量。

表2 濾網(wǎng)疏通前后水質(zhì)對(duì)比Tab.2 Comparison of water quality before and after filter dredging

2.2.2 精確標(biāo)定盤根處漏液，及時(shí)更換盤根

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查得知，目前盤根的清水劑漏液量為 20 mL/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了柱塞泵標(biāo)準(zhǔn)泄露值5 mL/h，故對(duì)清水劑泵進(jìn)行拆卸并安裝新的盤根，做好密封工作。在換取盤根之后對(duì)盤根處多次收液計(jì)量數(shù)據(jù)(表3)。

表3 更換盤根后接液量

Tab.3 Liquid intake after replacement of packing

由數(shù)據(jù)表3 可知，在更換新的盤根之后，漏液量急劇減小，目前平均泄漏量為2.4 mL/h，較之前減少了17.6 mL/h，這意味著每天可減少浪費(fèi)422 mL 清水劑，說(shuō)明該項(xiàng)措施具有較好的效果。

2.3 優(yōu)選清水劑類型

可供平臺(tái)選擇的清水劑共5 種，分別是BHQ-04、BHQ-14、BHQ-325、BHQ-433、BHQ-438。正在使用的清水劑型號(hào)是BHQ-325。在現(xiàn)場(chǎng)斜板除油器入口進(jìn)行取樣，分別以相同濃度30 mg/L 加入5 種稀釋后的清水劑，之后在65 ℃的恒溫水浴中加熱并振蕩，觀察其含油和懸浮物顆粒的變化情況。結(jié)果表明(表4)，5 種清水劑處理效果明顯不同，影響效果也不相同，同時(shí)發(fā)現(xiàn)目前使用的BHQ-325 沒(méi)有達(dá)到最佳的處理效果，而B(niǎo)HQ-433 除油效果最好，故優(yōu)選出BHQ-433 作為加注藥劑使用[3](圖4)。

表4 30 mg/L加注不同清水劑除油效果記錄表Tab.4 Record table of oil removal effect of filling 30 mg/L different water clarifiers

圖4 5種清水劑除油效果圖Fig.4 Oil removal effect diagram of 5 kinds of water clarifiers

優(yōu)選后，油田采用BHQ-433 型號(hào)清水劑加注流程，除油效果明顯提升，同時(shí)也降低了清水劑加注量，達(dá)到了預(yù)期目的。

3 效 果

通過(guò)本項(xiàng)目的順利實(shí)施，某海上采油平臺(tái)清水劑使用量減少率為8%，平均日使用量由62.5 L 降至57.5 L。項(xiàng)目時(shí)間以365 d 計(jì)算，目前清水劑一般采用2 m3的容器為單位進(jìn)行運(yùn)送及購(gòu)買，一個(gè)單位容器(2 m3)目前的售價(jià)為8.5 萬(wàn)元，于是項(xiàng)目前后每天減少清水劑使用量為：62.5 L-57.5 L＝5 L

項(xiàng)目完成前每年購(gòu)買清水劑需要資金：

62.5 L/d×365 d÷2 000 L×8.5萬(wàn)=96.95萬(wàn)

項(xiàng)目完成后每年購(gòu)買清水劑需要資金：

57.5 L/d×365 d÷2 000 L×8.5萬(wàn)=89.19萬(wàn)

全年(365 d)可節(jié)約資金為7.76萬(wàn)。因此，此項(xiàng)目的實(shí)施降低了清水劑使用量每日5 L，全年節(jié)省費(fèi)用7.76 萬(wàn)元人民幣。

本項(xiàng)目取得了較好的現(xiàn)場(chǎng)效果，所采用的分析方法，即降低清水劑的使用量?jī)?yōu)化舉措，可以舉一反三推廣到其他藥劑和其他采油平臺(tái)，將為海上生產(chǎn)水處理起到良好的促進(jìn)效果和降本增效的作用。