摘 要:针对采出油田污水超标和高含水的矛盾,采用油田采出污水处理和控水稳油新技术,取得了较好的应用 效果。
东辛采油厂是一个产油企业,同时也是一个大型 能耗及排污企业,环保任务和节能降耗任务非常繁重。
一、污水的处理现状 油田污水的处理目前主要有以下两条途径:一是 采出→处理→回注→再采出→再处理→再回注的传统 方法;二是污染→治理→再污染→再治理的恶性循环。 均不理想。
二、污水处理新技术探索及应用研究成果 油田含油污水处理以后主要用于回注储层,以保持 地层能量。处理的主要目标污染物为油类物质和悬浮物。
在油田含油污水的处理中,油水分离技术和过滤技术构 成常规处理流程的主体,同时辅以防垢、缓蚀、杀菌等 化学处理措施,来满足当污水中油含量在 1000mg/L 以 下、悬浮固体在300mg/L左右时,处理后水能达到中、 高渗透率油层所需的注水水质要求,见表 1。
1.预氧化处理技术 预氧化油田污水处理技术是通过化学或电化学的 方法对来水进行预氧化处理,以达到破乳的目的。根 据原理和处理流程主要分为两种:一种是化学预氧化 处理技术和电化学预氧化处理技术。
化学方法是在来水中连续加入化学预氧化 剂,见图1。
电化学方法则充分利用油田污水本身富含 大量 NaCl 等可溶性无机盐的特点,通过电化 学设备使水中发生电化学反应,产生所需的强 氧化性物质,以此彻底杀灭水中细菌;并在较 低pH值条件下将二价铁离子氧化成具有凝聚 作用的三价铁离子,成为对污水净化有益的组 分,将水中的 H2S、FeS等硫化物氧化成单质硫,在絮 凝剂的共同作用下,打破污水中存在的CO2—HCO3- —SO32- 弱酸弱碱缓冲体系和胶体平衡,将H2S等硫化 物和 HCO3- 等,在污水处理过程中通过混凝沉降而分 离去除,从而使水质得以净化,实现控制腐蚀、抑制 结垢和水质达标的目的。
预氧化油田污水处理技术的工艺流程与常规处 理技术的区别在于,在收油罐前增加一套电化学污 水处理设备,或增置一套预氧化剂加入系统,其流 程参见图 1。
针对东辛采油厂广利污水站的产出水不达标的情 况,采用电化学预氧化油田污水处理技术在站内进行了 现场污水处理试验研究,取得了较好的试验效果,见表2。
2.微孔陶瓷滤过滤技术 微孔陶瓷滤料是一种无机滤料,在油田污水过滤中 得到广泛应用(表 3)。其优点如下。
(1)陶瓷粒滤料具有耐腐蚀,抗氧化;化学性能 稳定、过滤阻力小、滤液清、效果好,使用寿命长等优点。 (2)用于二次循环水处理过滤,过滤水头损失小, 再生周期长,再生简易方便,不易阻塞,可达到最佳效益。 (3)用于化学法处理的废水过滤,重金属去除率达 90%以上,悬浮物去除率达100%,浊度去除率90%。 常用规格:0.5~1mm、1~2mm、2~4mm、4 ~ 8mm、8 ~ 16mm、16 ~ 32mm。
陶瓷滤料具有一定的孔道结构(图2a);由于扩 散作用,油田污水中的污染物及杂质会向滤料孔道内 部迁移(图2b);滤料截污后原有孔道明显被堵塞, 对于陶瓷滤料通过水力清洗都能够恢复到截污前的状 态(图2c);而对于核桃壳滤料,无法将孔道内的污 垢除掉,核桃壳滤料由于其多孔性能形成这部分截污 能力也就无法恢复,导致截污能力降低(图 2d)。
针对原来辛一污水站过滤器滤料过滤效果差的问 题进行。
解剖发现主要存在以下问题:其一是滤料污染不 能再生问题;其二是过滤器内部结构问题。
针对过滤器结构方面的问题采取的措施是改造过 滤器的内部结构。在进行现场试验成果的基础上对4 台过滤器中的1台首先进行了内部结构的改造,增加 了筛管的根数,由原来的4根增加到8根,取出了滤 料清洗的搅拌装置,对反冲洗、收油时间重新进行了 设定,延长了反洗和收油时间,缩短了反洗周期。
对过滤器结构进行改造后,优选了一种性能好的 微孔陶瓷滤料。微孔陶瓷滤料的综合性能主要表现在 过滤效果和再生性能两个方面。 辛一站中试试验流程见图 3。
运行两个多月后,胜利石油管理局技术检测中心 对过滤器运行效果进行了检测,检测结果见表 4。 应用陶瓷滤料后收到了较好的效果,污水含油和 悬浮物由原来的40~60mg/L分别降低到了10mg/L 以下,基本达到了水质指标要求(表 5)。
3.控水稳油技术
除了采用上述两种采油污水处理技术对油田采出 污水进行处理后回注储层,做到基本不外排或尽量减 少外排外,同时还采用了另一种控水稳油新工艺堵固 一体化工艺进行控水稳油,让油井多产油,少产水, 以一口井说明节能降耗效果。
DXY12-80 井是 2012 年 10 月 30 日套窜治理, 治理前该井日液183m3,含水100%,治理后该井已累 计生产 691 天 ( 截至发稿时 ),累计产液 89191.3m3, 平均日液 129.1m3;累计产油6343.3m3,平均日油 9.17m3,平均含水92.7%,含水下降7.3%,累计减水 30908.43m3,节能557578.62kW·h,折合节约标准煤 223.031t,减少二氧化碳排放555.905t,取得了较好的 节能降耗效果。
三、结语
油田污水的处理和控水稳油、节能降耗工作是一 项长期的艰苦的工作。预氧化油田污水处理技术是一 种较好的处理技术,对东辛采油厂的污水处理有较好 的适应性;陶瓷滤料有一定的再生性;堵固一体化工 艺对套损、套窜井有较好的治理效果。