延長油田注水處理工藝及效果分析

1、延長油田注水處理工藝及效果分析楊彩玲1,王軍2,劉艷梅1(1.延長油田股份有限公司注水辦;2.延長油田股份有限公司化驗中心,陜西延安716000摘要:延長油田注水工作較滯后,污水處理是滿足油田注水開發(fā)“注好水、注足水”的重要保障措施之一。目前油田污水處理技術多種多樣,不同的水處理技術處理的水質效果有所不同;本文通過對8座移動式撬裝式水處理站及一座固定處理站注入水處理前后水樣化驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析,篩選適應延長油田生產(chǎn)與發(fā)展的水處理工藝,探索適應延長油田自身特點的污水處理系統(tǒng)模式。關鍵詞:水處理工藝;污水處理;水質中圖分類號:T E357.6文獻標識碼:A文章編號:10067981(2014070

2、033041延長油田注水處理工藝延長油田注水水源分油田采出水和清水。目前產(chǎn)出水處理工藝分大致分為6種(表1,產(chǎn)出水主要水處理工藝概況表;清水工藝以“一級沉降+二級過濾”為主,主要應用在東部采油廠和西部的定邊、吳起、西區(qū),處理后水質能夠滿足回注要求。表1延長油田產(chǎn)出水主要水處理工藝概況表序號工藝類型工藝流程描述1重力沉降工藝來水二/三級除油(除油罐、混凝沉降提升泵纖維球油水分離器燒結管來水二/三級除油(隔油池、除油罐提升泵一級粗濾(核桃殼或多介質二級過濾(纖維球2壓力流程工藝來水二/三級除油(除油罐、聚結除油提升泵一級粗濾(核桃殼或多介質二級過濾(纖維球3氣浮工藝來水二/三級除油(除油罐、氣浮提

3、升泵二/三級過濾(核桃殼過濾器或多介質過濾器一級精濾(陶瓷膜、燒結管過濾器4水質改性來水除油罐水質改性工藝提升泵一級雙濾料過濾器燒結管過濾器來水二級除油罐+微生物(除油提升泵膜過濾5生化工藝來水調節(jié)(罐池提升泵復合分離系統(tǒng)接觸氧化池泥水分離系統(tǒng)復合生物濾池二級粗濾+精濾(燒結管過濾器6懸浮污泥床工藝來水混凝沉降罐(池提升泵S S F懸浮污泥床過濾器2延長油田水處理系統(tǒng)存在問題注水污水處理站場具有“站點多而分散、處理規(guī)模小、建站模式多樣”等特點,處理規(guī)模在200m3/ d以下的大多為撬裝式。來水水質與水量不穩(wěn),大部分站場處理水源依靠罐車拉運,其中部分站場來水含有作業(yè)措施廢液、壓裂廢液等。處理工藝

4、和主要處理設備種類多樣,水質處理效果參差不齊。一方面水質監(jiān)測體系不健全、不完善,注水系統(tǒng)內從水源、注水站、注水井井口等各環(huán)節(jié)水質穩(wěn)定性無法保障,固體懸浮物含量和含油量超標,導致注水管網(wǎng)腐蝕結垢、地層堵塞等問題,注水泵站增壓困難,注水壓力上升快。另一方面水處理化學藥劑的加藥程序、藥劑類型選擇、藥劑濃度配比等還不夠規(guī)范,影響著水質處理效果,導致地層堵塞,加劇了管線腐蝕、結垢問題,注水加藥方案需要進一步規(guī)范與優(yōu)化1,2。目前部分站點注水系統(tǒng)與污水處理系統(tǒng)能力不配套,處理運行負荷較低,加之部分處理系統(tǒng)為間歇運行,影響了處理效果,增加了污水處理成本。3注水站工藝及水質處理情況針對延長油田水處理工藝及水處

5、理設施多樣的狀況,同時為進一步優(yōu)化撬裝注水站水處理工藝流程,對幾種污水撬裝注水站水質處理情況進行取樣332014年第7期內蒙古石油化工*收稿日期:2014-02-06與化驗,工藝流程見表2。取樣共涉及8座站(有清水站1座、污水站7座,其中撬裝站7座,固定站1座;取樣點為進水、氣浮出水和出水,采取同一站各取樣點同時取樣,平行取樣三次的方法進行取樣。本次化驗指標有懸浮物含量、含油量、平均腐蝕率、硫酸鹽還原菌、腐生菌、總鐵量、p H 值、溶解氧和離子分析等九項,其中懸浮物含量、平均腐蝕率、微生物含量及溶解氧測定參照S Y /T 5329-94標準3,離子分析參照S Y /T 5523-2006標準4

6、,含油量采用紅外油份儀測定,總鐵采用鄰二氮菲分光光度法測定,pH 值采用雷磁p H 復合電極測定。表2幾種水處理工藝撬裝注水站序號注水站建設規(guī)模水處理工藝流程水質評價(感官分析11號注水站200沉降池-旋流分離-電解氣浮-核桃殼過濾-雙濾料(無煙煤、石英砂過濾-懸掛擠壓改性纖維球-出水原水為污水,水質渾濁,處理后水質變化明顯,水質基本達標。22號注水站200沉降池-旋流分離-電解氣浮-核桃殼過濾-雙濾料(無煙煤、石英砂過濾-懸掛擠壓改性纖維球-出水原水為污水,水質渾濁,處理后水質變化不明顯。35號注水站200200m3沉降池-二級深渦旋流氣浮油水分離器-雙濾料(石英砂、核桃殼過濾器-改性纖維球

7、過濾器-出水原水為產(chǎn)出水,水質較好,處理后水質變化不明顯。46號注水站200200m3沉降池-旋流油水分離器-核桃殼過濾器-石英砂過濾器-改性纖維球過濾器-出水原水為產(chǎn)出水,水質較好,處理后水質變化不明顯。57號注水站200沉降池-二級多功能一體化污水裝置(通過電極防垢、緩蝕、殺菌、除氧-出水原水為產(chǎn)出水,原水水質渾濁,處理后水質變化不明顯。68號注水站300沉降池-一體化高效渦旋流降油反應器-多功能離子棒水處理器-精細過濾器(石英砂、核桃殼過濾器-出水原水為產(chǎn)出水,水質渾濁,處理后水質變化不明顯。79號注水站300沉降池-一體化高效渦旋流降油反應器-多功能離子棒水處理器-精細過濾器(石英砂、

8、核桃殼過濾器-出水原水為清水,水質較好,處理后水質比原水更差。810號注水站200沉降池-旋流油水分離器-多相流溶氣氣浮分離裝置-核桃殼過濾-石英砂過濾-壓緊式改性纖維球過濾器-出水原水為產(chǎn)出水,水質渾濁,處理后水質好。二級過濾后,除懸浮物外,其余指標達標。表3有氣浮裝置水處理前后水質分析項目懸浮物含量(m g /L 平均腐蝕率(m m /a 含油量(m g /L pH 值總鐵量(m g /L 硫酸鹽還原菌含量(個/m L 腐生菌含量(個/m L 溶解氧(m g /L 2號注水站進口720.0195.6697.251.51031050.22號注水站過濾前氣浮后121/5.3236.955.93

9、1031060.42號注水站出口470.0422.2277.250.461號注水站進口250.0118.3936.991.411051060.31號注水站過濾前氣浮后1030.15號注水站過濾前氣浮后31/27.887.591.355號注水站出口23.50.0228.4027.661.21041040.0243內蒙古石油化工2014年第7期4水處理工藝流程分析4.1有氣浮裝置水處理工藝流程有氣浮裝置工藝流程的站三個,1號、2號和5號注水站。處理前后水質情況見表3。三座注水站處理后懸浮物含量減少,除1號注水站,該站出口懸浮物含量為1.5m g/L,符合標準要求外,其他兩個站均較高,超過指標要求;

10、含油量在減少,除5號注水站,該站經(jīng)氣浮油水分離后含油量為27.88m g/L,是進水含油量1.841m g/L的15倍,其他兩站基本符合標準要求。4.2無氣浮裝置水處理工藝流程無氣浮裝置工藝流程的站五個,有8號注水站、7號注水站、6號注水站、10號注水站、9號注水站,處理前后水質情況見表4。其中8號注水站處理效果較差,處理前后各指標數(shù)據(jù)基本一樣;7號注水站懸浮物含量為21m g/L,超出標準要求;其余三個站各項指標均符合標準要求。表4無氣浮裝置水處理前后水質分析項目懸浮物含量(m g/L平均腐蝕率(m m/a含油量(m g/Lp H值總鐵量(m g/L硫酸鹽還原菌含量(個/m L腐生菌含量(個

11、/m L溶解氧(m g/L10號注水站進口15.50.0037.9066.520.361011040.2 10號注水站出口20.00506.720.521011020.03 9號注水站進口(清水100.0453.3428.470.099號注水站出口(清水10.02908.330.066號注水站8進口<1.000.0321.13970.151031040.4 6號注水站出口<1.000.03806.870.481031020.4 7號注水站進口400.0123.1256.427.081041030.01 7號注水站出口210.024.6216.440.981031020.01 8號注

12、水站進口330.00332.026.153.381031030.3 8號注水站出口330.00231.176.154.911021030.3表5微生物+膜處理工藝水質分析項目懸浮物含量(m g/L平均腐蝕率(m m/a含油量(m g/Lp H值總鐵量(m g/L硫酸鹽還原菌含量(個/m L腐生菌含量(個/m L溶解氧(m g/L3號注水站出口<1.000.040.06896.940.041031040.1 3號注水站進口460.0030.85216.744.011041040.45固定站微生物+膜處理工藝分析固定站3號污水處理站為微生物+膜處理工藝。根據(jù)近幾年的運行情況和本次取樣結果看,

13、該站水處理效果較好,基本達到油田水質標準要求。處理前后水質分析情況見表5。6按水質指標分析6.1懸浮物含量各站懸浮物含量范圍為147m g/L,平均為21m g/L。其中10號注水站、6號注水站和1號注水站處理后懸浮物含量在2m g/L以下,符合延長油田水質標準,其他各站都在20m g/L以上,遠遠超過水質標準的最高值。因各站入水水質不同,為了更好的分析不同工藝流程的處理效果(只分析處理效果好的站,此處提出了懸浮物去除率概念。其中6號注水站入水懸浮物含量小于1,滿足標準要求,不做進一步分析;10號注水站和1號注水站懸浮物去除率分別為87. 1%、94.0%,出水懸浮物含量分別2m g/L、1.

14、5m g/ L。由此可見,1號注水站對懸浮物處理效果最好。6.2平均腐蝕率各站平均腐蝕率范圍為0.0020.051m m/a,平均為0.018m m/a,均小于水質標準0.076m m/a,因掛片時間短,該數(shù)據(jù)僅供參考。其中,進口平均腐蝕率最低的站是10號注水站,最高的是6號注水站;出口平均腐蝕率最低的站是8號注水站,最高的是1號注水站。6.3含油量各站含油量范圍為031.17m g/L,平均為6. 9m g/L,其中5號注水站經(jīng)氣浮油水分離后含油量為27.88m g/L,為進口水含油量1.841m g/L的15倍。532014年第7期楊彩玲等延長油田注水處理工藝及效果分析10號注水站和6號注

15、水站出水含油量都為0.8號注水站處理前后數(shù)據(jù)分別為32.02m g/L 和31.17m g/L ,基本沒有變化。其他各站出口水含油量均在5m g/L 以下,達到標準要求5。6.4pH 值按照油田公司水質標準,pH 值范圍為6.57.5,除7號注水站(p H 值為6.44和8號注水站(p H 值為6.15比標準值低,其余各站都符合標準要求。6.5總鐵量各站總鐵量范圍為0.464.91m g/L ,平均為1.29m g /L ,部分站處理后水總鐵含量比處理前水總鐵含量高,分析原因可能是腐蝕或細菌生成引起的。有4座站出水水質達標,1號、2號、6號和9號,其中9號注水站、6號注水站進水總鐵含量比較低,

16、分別為0.09m g /L 和0.15m g /L ,2號注水站、1號注水站進水總鐵含量較高,分別為1.5m g/L 和1.41m g /L 。10號注水站總鐵量為0.52m g /L ,超出標準值0.02m g/L 。6.6礦化度及水型污水站水型為C a C l 2型,各站礦化度范圍為2912977202m g /L ,平均為46113m g /L 。其中,進口礦化度最低的站是6號注水站,最高的是10號注水站;出口礦化度最低的站是2號注水站,最高的是10號注水站。6.7細菌含量除2號注水站外,對各站進、出口硫酸鹽還原菌和腐含量進行了化驗。其中,出水水質兩項都達標的站有10號注水站和1號注水站

17、;腐生菌含量達標的站有6號注水站和7號注水站;其余站兩項指標均不達標7。6.8溶解氧各站溶解氧含量范圍為0.010.4m g/L ,平均為0.177m g /L (2號注水站出水溶解氧含量未化驗。處理后溶解氧含量達標的有3座注水站,分別為10號注水站、5號注水站和7號注水站,其余各站超標較嚴重,范圍為0.30.4m g/L 之間7,8。7結論3號污水處理站固定站采用微生物+膜處理工藝,出水水質好,能夠達到油田公司要求的水質標準,是值得撬裝站借鑒的污水處理工藝。水處理效果好的污水撬裝站有10號注水站和1號注水站,其中1號注水站采用電解氣浮工藝,出水各項化驗指標均達到標準要求。其余6座撬裝注水站水

18、處理工藝處理前后各項水質指標水處理效果差?？傊?對撬裝式注水站水處理工藝及水質指標化驗結果對比,油田污水處理系統(tǒng)處理效果與注水水質指標要求還存在一定的差距,主要是懸浮固體含量超標,因此,有必要進行處理設施運行狀況進一步改善。參考文獻1趙東風.采油廢水用于低滲透油田注水處理工藝研究J .石油大學學報(自然科學版,1999,23(2,109110.2周建民,張國嶺,端木合順,等.油田回注水處理工程實例J .石油工程建設,2010,36(2,5155.3石油天然氣行業(yè)標準SY /T 5523-2006,油氣田水分析方法S .4石油天然氣行業(yè)標準SY /T 5329-94,碎屑巖油藏注水水質推薦指標及

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20、i l f i e l d Y A N G C a i -l i n g 1,WA N G J u n 2,L I U Y a n -m e i 1(1.W a t e r i n j e c t i o n T e c h n o l o g y D e p a r t m e n t ;2.C h e m i c a l L a b o r a t o r y C e n t e r ,Y a n c h a n g O i l f i e l d C o .L t d .A b s t r a c t :T h e w a t e r f l o o d i n g o f Y a n

21、c h a n g o i l f i e l d i s l a g g i n g b e h i n d .S e w a g e t r e a t m e n t i s o n e o f t h e i m p o r t a n t s a f e g u a r d m e a s u r e s t o s a t i s f y t h e w a t e r f l o o d i n g o f “f i l l i n g w e l l w a t e r ,p o u r i n g e n o u g h w a t e r ”.A t p r e s e n t ,t h e r e a r e v a r i o u s a n d d i v e r s e t e c h n i q u e s o f o i l f i e l d s e w a g e t r e a t m e n t .T h e t r e a t m e n t o f w a t e r q u a l i t y b