陜北石油開采廢水回注污染防控技術(shù)規(guī)范編制說明-陜西環(huán)保廳

1、陜北石油開采廢水回注污染防控技術(shù)規(guī)范編制說明（征求意見稿）陜北石油開采廢水回注污染防控技術(shù)規(guī)范編制組二。一七年十月 TOC o 1-5 h z 1項目背景1規(guī)范編制的目的意義和編制原則 2編制工作過程34規(guī)范中相關(guān)問題說明41項目背景任務(wù)來源根據(jù)陜西省環(huán)保廳和陜西省技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局下達的標(biāo)準(zhǔn)編制任務(wù)。陜西省環(huán)境工程評估中心組織相關(guān)單位， 開展陜北石油開采廢水 回注污染防控技術(shù)規(guī)范編制工作。編制依據(jù)主要法律依據(jù)中華人民共和國環(huán)境保護法中華人民共和國環(huán)境影響評價法中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法中華人民共和國森林法中華人民共和國草原法中華人民共和國土地管理法建設(shè)項目環(huán)境保護管理條例基本農(nóng)田保護條例自然保

2、護區(qū)條例中華人民共和國水污染防控法水污染防控行動計劃土壤污染防控行動計劃主要技術(shù)依據(jù)GB 50253-2014輸油管道工程設(shè)計規(guī)范GB/T 31033-2014石油天然氣鉆井井控技術(shù)規(guī)范HJ/T 91-2002地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ 2041-2014采油廢水治理工程技術(shù)規(guī)范DB 61/308-2003石油開采廢水排放標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329-2012碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法SY/J 4039-2003石油工程建設(shè)基本術(shù)語SY/T 0082-2006石油天然氣地面工程初步設(shè)計內(nèi)容規(guī)范SH 3093-1999石油化工企業(yè)衛(wèi)生防護距離SY/T 6426-2005鉆井井控技術(shù)規(guī)程SY

3、 5270-2000高壓注水管路配件設(shè)計技術(shù)規(guī)定GB/T 8923.1-2011涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級SY/T 0600-2009油田水結(jié)垢趨勢預(yù)測SY/T 5523-2016油田水分析方法NACE RP 0775-2005油、氣田生產(chǎn)中腐蝕掛片的準(zhǔn)備、安裝、分析及實驗數(shù)據(jù)的解釋SY 6186-2007石油天然氣管道安全規(guī)程2規(guī)范編制的目的意義和編制原則目的意義對陜北石油開采廢水進行處理并回注是油田實現(xiàn)可持續(xù)開發(fā)和提高油田經(jīng)濟效益節(jié)約成本的一個重要途徑。規(guī)范石油開采廢水回注污染防控是實現(xiàn)石油行業(yè)環(huán)境友好發(fā)展的重要抓手，也是避免石油廢 水環(huán)境污染的基本要求。編制原則本規(guī)范編制主要遵循以

4、下原則：.使我省陜北石油開采廢水回注污染防控工作與國民經(jīng)濟發(fā)展、 采油行業(yè)發(fā)展及生態(tài)建設(shè)的總體目標(biāo)相適應(yīng)。.使我省陜北石油開采廢水回注污染防控工作與我省環(huán)保工作 的發(fā)展趨勢相適應(yīng)。.結(jié)合我省環(huán)境保護工作重點，是規(guī)范在具有實用性的基礎(chǔ)上更 加具有前瞻性和可操作性。.使該規(guī)范針對我省的地域、自然條件和不同采油工程的特點， 對我省的石油開采廢水污染防控工作具有指導(dǎo)意義。3編制工作過程第一階段：2017年6月底完成，搜集、整理、調(diào)研國內(nèi)有關(guān)石 油開采廢水回注污染防控工作的相關(guān)資料。資料收集包含，國內(nèi)外、省內(nèi)外、市、企業(yè)全部的相關(guān)法律法規(guī)、 技術(shù)規(guī)范、政策要求、標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則和相關(guān)論文文獻和工程技術(shù)、環(huán)境

5、現(xiàn)狀等方面的資料。調(diào)研包含省市縣環(huán)境保護管理部門的要求、需求，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)掌握的相關(guān)環(huán)境污染問題具體情況，采油廢水回注涉及的環(huán)境敏感點情況 等；還包括主要企業(yè)采油廢水回注污染防控具體工作現(xiàn)狀、未來計劃打算和研究前沿等。第二階段：2017年8月底完成，完成規(guī)范 初稿”編制。第三階段：2017年9月底完成，組織內(nèi)部討論審核。分別于 9 月1日、9月13日、9月28日，先后三次召開內(nèi)部討論審核會議，反復(fù)修改規(guī)范初稿”。第四階段：2017年10月底完成，公開征求意見，進一步修改規(guī) 范。第五階段：完成規(guī)范編制并發(fā)布。4規(guī)范中相關(guān)問題說明適用范圍本規(guī)范規(guī)定了陜北碎屑巖油田石油開采過程中產(chǎn)生的各類廢水的收集、處

6、理和回注過程中的污染防控原則和一般要求。本規(guī)范適用于陜北石油開采廢水污染防控的全過程，可作為石油 開采項目環(huán)境影響評價、環(huán)境保護設(shè)施設(shè)計與施工、建設(shè)項目竣工環(huán) 境保護驗收及建成后運行與管理的技術(shù)依據(jù)。規(guī)范性引用文件引用了與本規(guī)范密切相關(guān)的法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。主要分為三類： 一是油田開采廢水回注需要符合的水質(zhì)要求；二是工程設(shè)計和工程建 設(shè)中需要符合的一些技術(shù)要求；三是工程驗收和運行管理中需要符合 的一些重要的技術(shù)要求。現(xiàn)行的廢水治理及工業(yè)企業(yè)環(huán)保類標(biāo)準(zhǔn)，是制定本標(biāo)準(zhǔn)的法律依 據(jù)，其中有關(guān)條文是本規(guī)范的技術(shù)基礎(chǔ)，引用此類文件，使規(guī)范具有 合法性和權(quán)威性。工程中關(guān)于工藝、設(shè)備、材料等方面的規(guī)定引用了

7、現(xiàn)行的國家及部級標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。術(shù)語和定義本規(guī)范在重點參考引用油田采出水處理設(shè)計規(guī)范（GB50428） 和采油廢水治理工程技術(shù)規(guī)范（HJ2041）中相關(guān)術(shù)語的基礎(chǔ)上， 規(guī)定了石油開采廢水回注污染防控技術(shù)規(guī)范所涉及到的有關(guān)術(shù)語及 定義。根據(jù)本規(guī)范的技術(shù)內(nèi)容，給出了石油開采廢水、石油開采廢水 處理、敏感區(qū)（特殊敏感區(qū)、一般敏感區(qū)）、石油開采用材料等共 4 個術(shù)語，并進行了定義或解釋。一般要求選址選線本規(guī)范從石油開采廢水處理工程選址、 回注管線選線、回注井選 址和一般敏感區(qū)內(nèi)總體要求四個方面， 結(jié)合相關(guān)法律、法規(guī)和技術(shù)政 策，規(guī)定了石油開采廢水回注過程選址選線的原則性要求。（1）石油開采廢水處理工程

8、選址應(yīng)符合采油廢水治理工程技術(shù) 規(guī)范（HJ2041）和石油天然氣工程總圖設(shè)計規(guī)范（SY/T0048）的有 關(guān)規(guī)定。（2）回注井選址禁止在特殊敏感區(qū)內(nèi)布設(shè)，優(yōu)先利用已有井場 布置。距居民飲用水供水井不小于100m。不得建于河流最高水位以下，并滿足防洪要求。回注井選擇應(yīng)考慮回注層位與供水意義含水層 的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系和水力聯(lián)系，防止回注層廢水越流進入供水意義含水 層。（3）回注管線選線應(yīng)避開特殊敏感區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害（泥石流、滑 坡、流沙、溶洞等）易發(fā)區(qū)和潛在淹沒區(qū)。同時管線距居民飲用水供 水井不小于100m （參照分散式飲用水水源地環(huán)境保護指南，分散 式水源井保護區(qū)范圍為30-50m,并在水井周邊100m

9、范圍設(shè)立隔離防 護設(shè)施)，距大中型水庫不小于250m (參照飲用水水源保護區(qū)劃分 技術(shù)規(guī)范，河流型水源地一級保護區(qū)陸域距離河岸水平距離不得小 于50m,二級保護區(qū)陸域距離一級保護區(qū)邊界不得小于 200m)。穿越 季節(jié)性積水地段，應(yīng)先排水后挖溝，并按設(shè)計挖足深度并采取嚴格的 防腐措施；穿越常年積水地段(無法排水者)應(yīng)優(yōu)先考慮低架鋪設(shè)。(4)注水井應(yīng)符合下列規(guī)定：轉(zhuǎn)注井應(yīng)測井質(zhì)量合格，要求其 固井水泥返高不低于區(qū)域內(nèi)有供水意義含水層；新打井一開和二開固井水泥均返至地面；井筒推薦使用新型防腐阻垢材料；(5)工程設(shè)計及施工要求必須優(yōu)化一般敏感區(qū)內(nèi)的石油開采廢 水處理系統(tǒng)、回注管線和回注井的整體布局，控

10、制占地范圍和建設(shè)規(guī) 模，降低地下水環(huán)境影響風(fēng)險、減少自然生態(tài)系統(tǒng)擾動。工程設(shè)計施工要求本規(guī)范從石油開采廢水收集、 處理工程、回注管線工程和回注全 過程五個方面，結(jié)合相關(guān)法律、法規(guī)、技術(shù)政策和油田生產(chǎn)實際，規(guī) 定了石油開采廢水回注工程設(shè)計施工的原則性要求。運行管理要求(1)加強廢水收集系統(tǒng)、水處理設(shè)施、集輸管網(wǎng)的巡視、監(jiān)測與維護，對污水集輸管路、注水管路進出口壓力、流量進行實時監(jiān)測 防止油田生產(chǎn)廢水泄漏。(2)污水運輸車輛禁行飲用水源保護區(qū)內(nèi)道路，防止污水運輸車輛行駛過程中污水泄露污染水源保護區(qū)。(3)做好注水井筒的防護與監(jiān)測工作，防止井筒因磨損、腐蝕和斷裂等原因發(fā)生刺漏或管外竄梢污染地下水。(

11、4)做好注水管線內(nèi)流量和壓力的日常監(jiān)測工作，及時反映注 水管線是否泄漏。(5)設(shè)立地下水水位、水質(zhì)檢查井，加強對注水開發(fā)區(qū)域地表 水和地下水水質(zhì)的監(jiān)控，建議每月至少取樣監(jiān)測一次，防止回注過程 對地表水和地下水造成污染；一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測結(jié)果異常，立即停注。(6)建立突發(fā)事故廢水收集系統(tǒng)，事故廢水應(yīng)全部收集后采用 石油開采廢水處理系統(tǒng)進行集中處理。4.4.4回注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)本規(guī)定回注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)主要參考碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo) 及分析方法(SY/T 5329)第四章規(guī)定執(zhí)行，同時參考了長慶油田 采出水回注技術(shù)指標(biāo)(試行)和延長油田股份有限公司油田注水 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合陜北地區(qū)油田主要開發(fā)層位(延安組和延

12、長組) 及其儲層特征，確定了石油開采廢水回注水水質(zhì)的基本原則性要求， 規(guī)定了與地下水保護相關(guān)性最高的懸浮固體含量、含油量和平均腐蝕 率三個控制指標(biāo)限值和推薦指標(biāo)限值，便于統(tǒng)一應(yīng)用和管理。4.5工藝技術(shù)要求處理工程采出水處理可行工藝目前，采出水回注處理的主要工藝主要有以下 5種：(1)重力沉降處理工藝。重力沉降處理工藝主要有以下兩種， 圖1為勝利油田傳統(tǒng)的重力式除油流程。油站來水一一次除油罐一粗?；?緩沖罐-外輸泵一斜板除油罐一過濾一回注油站來水一次除油罐一斜板除油罐緩沖罐外輸泵一過 濾一回汪天然氣含油污水馥凝劑 紫凝劑除油罐 混凝沉降端緩沖輔壓力濾罐圖1重力式混凝沉降除油流程(2)壓力沉降處

13、理工藝。壓力沉降處理工藝主要有以下兩種：油站來水一次除油罐一二次除油罐一緩沖罐外輸泵一壓力濾罐一回注油站來水一自然除油罐一混凝除油罐一緩沖罐-壓力濾罐一回注圖2為自然除油一混凝除油一壓力過濾流程，目前在國內(nèi)各油田普遍采用。圖3為傳統(tǒng)的壓力式除油流程反沖跳水反沖詵衰圖2自然除油一混凝除油一壓力過濾流程圖3壓力式粗?；惫艹土鞒?3)沉降除油和氣浮工藝。沉降除油和氣浮工藝一般為：油站 來水一一次除油罐(接收罐)一氣浮選機-緩沖罐一過濾一回注。(4)水力旋流工藝。水力旋流工藝一般為：油站來水 一水力旋 流器一回注。采用該工藝的聯(lián)合站來水經(jīng)水力旋流處理后， 水中含油 可由500mg/L降至30mg/

14、L以下，裝置運轉(zhuǎn)狀況良好，有少量污水事故 性外排。(5)深度處理工藝。深度處理工藝一般常用的工藝為油站來水 一一、二級沉降除油一氣浮-混凝沉降-過濾一離子交換柱一回用。 該工藝在我國北方某些油田應(yīng)用較多。地處陜北的長慶、延長油田位于鄂爾多斯盆地，油層包括三疊系 和侏羅系兩大含油層系。目前主要開發(fā)油層：延安組為延 6、延8、延 9與延10油層組；延長組主要為長2、長4+5、長6、長8油層組。從地 層水來看，延安組地層水型為NaHCO3和Na?SO4水型，其總礦化度為 9200 mg/L27200mg/L;延長組地層水型為CaC。其總礦化度為4000 mg/L94000mg/L。延長油田注入水質(zhì)標(biāo)

15、準(zhǔn)見表1。表1延長油田注水水質(zhì)指標(biāo)（2012年3月份起試行）水質(zhì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)分級及注入層平均空氣滲透率10-3科m2I 級 W1.0n級1.010出級1050N級50100V 級 100控 制 指 標(biāo)懸浮固體含量（mg/L）235810懸浮物顆粒直徑中值（m m）22335含油量（mg/L）3581020平均腐蝕率（mm/a）0.076硫酸鹽還原菌（個/mL）0 10腐生菌（個/mL）10鐵細菌（個/mL）10輔助指標(biāo)總鐵量（mg/L）0.5PH6.57.5溶解氧（mg/L）w0.05（油層水）、w0.5（清水）硫化物（mg/L）清水0、油層水2.0配伍性良好（巖心傷害率 W3職）侵蝕性CO2(m

16、g/L)-1.01.0延長油田污水處理站場分為固定站和橇裝站兩類， 根據(jù)對采油廠 提供的資料和調(diào)研統(tǒng)計分析，目前延長油田固定站污水處理工藝大致 分為重力沉降、氣浮處理、微生物處理、水質(zhì)改性處理等 6類、橇裝 污水處理工藝大致分為氣浮、過濾等5類。從污水處理工藝歸納來看，其主要處理工藝可以分除油、粗過濾、 精（超）濾三個控制單元。對延長典型水處理工藝運行的穩(wěn)定性與處理后水質(zhì)指標(biāo)進行了分析，所選點位見表2。10表2水質(zhì)穩(wěn)定性評價站點采油廠設(shè)計規(guī)模 (m3/d)實際處理量(m3/d)處理處理水源青化巨1200600微生物+膜過濾長2甘谷驛1000600除油罐+水質(zhì)改性+核桃殼+纖 維球主要長6,部分

17、長2、 長4+5、措施廢水18001600隔油池+均質(zhì)罐十氣浮池+核桃殼+石英砂+纖維球+ PE長2靖邊1800600除油罐+噴射氣浮+核桃殼+纖 維球長2定邊1200800除油罐+沉降罐+油水分離器+纖維球+ PEU延長組吳起16501400除油罐+沉降罐+緩沖罐十二級 氣浮(氮氣)+核桃殼+雙濾料 (現(xiàn)改為石英砂)延7、延8永寧550430除油罐+氣浮+核桃殼+纖維球+ PG-25長6子北32001680除油罐+旋流除油器+臥式沉降罐+多層濾料+改性纖維球+PE長2、長6采用碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法 (SY/T5329-2012)和油氣田水分析方法(SY/T5523-2016)

18、對各 項水質(zhì)指標(biāo)進行分析，主要包括懸浮性固體(SS)、油含量、CODcr、 粘度、硫化物、礦化度及主要離子組成(Ca2+、Mg2+、OH-、HCO3-、 CO32, SO42-、Cl-)、總鐵含量和腐蝕速率等。分析采樣點分別為：進 水，主要處理裝置出水，過濾器出水，注水泵進水，井口等。從油田污水處理工程經(jīng)驗來看，對于油水密度差大于0.05g/cm3的污水處理，重力沉降工藝處理效果具有耐沖擊性強、運行管理方便、 出水水質(zhì)穩(wěn)定等特點。延長油田原油密度大多在0.83g/cm3 0.87g/cm3,屬于輕質(zhì)原油，油水密度差較大，目前主力油田尚未開展 三次采油。從重力沉降工藝處理效果來看，一次除油罐除油

19、效果達到 90%以上，說明重力沉降工藝對處理延長油田污水處理效果好、適應(yīng)11 性強，同時也能較好的適應(yīng)目前油田生產(chǎn)運行工況實際。從氣浮處理效果來看，處理后含油量平均為18.09mg/L、懸浮固體含量平均為81.78mg/L,除油率為49.43%,懸浮物去除率為27.71%, 延長油田污水為高礦化度、偏酸性水質(zhì)，僅有 1個站場采用氮氣作為 氣浮氣源，其他均采用空氣氣源，從水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)分析采用氣浮工藝 的污水站平均腐蝕率較高。與其他油田類似工程相比，氣浮技術(shù)應(yīng)用 效果并不十分理想。從水質(zhì)改性技術(shù)處理效果、工藝流程、現(xiàn)場調(diào)研來看，其出水含 油量除含油量平均為3.78mg/L (1.0 mg/L8.4

20、0mg/L),懸浮固體含量 平均為24.54mg/L (1.00mg/L57.00mg/L),出水水質(zhì)也沒有達到設(shè) 計“3 2、2”注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。整個工藝運行過程水質(zhì)波動較大，水質(zhì) 沿程惡化明顯，污水處理產(chǎn)生的污泥量也增加，但水質(zhì)改性在加強運 行管理、優(yōu)化藥劑體系后，有其優(yōu)點。綜合上述研究結(jié)果并結(jié)合國內(nèi)污水處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，將已有工藝的優(yōu)點凸顯出來，盡量控制其缺陷，在優(yōu)化藥劑、加強管理的基 礎(chǔ)上，推薦以下幾種處理工藝：將水質(zhì)改性技術(shù)的優(yōu)點與絮凝沉降技術(shù)的優(yōu)點結(jié)合起來，當(dāng)污水日處理量超過300方、且處理水質(zhì)差異不十分大時，宜選擇建設(shè)固定 站，污水處理流程適宜選擇沉降、絮凝處理、過濾流程，具處理

21、工藝 為：來水一污水pH調(diào)節(jié)劑(pH=7.5)一除硫除鐵劑一無機絮凝劑一 有機絮凝劑-反應(yīng)罐(混合罐)一沉降罐一一級過濾一二級過濾-外 輸回注。12上述流程的基本特點在于：污水處理流程對污水量、無水水質(zhì)的 變化特別是突然變化具有良好的容耐性； 污水處理過程相對穩(wěn)定，對 操作人員的要求相對較低；污水的進水水質(zhì)相對穩(wěn)定，可實現(xiàn)自動化 操作。缺點是：占地面積較大，污水處理過程會產(chǎn)生一定量的污泥， 且污泥排泥有一定的難度。當(dāng)污水日處理量低于300方、污水池與注水井距離較近（200米以 內(nèi)）、地處在偏遠地區(qū)不適宜建站的情況時， 宜選擇撬裝站進行處理， 推薦選用污水的沉降、旋流、過濾處理流程，具體為：來水

22、 一復(fù)合處 理藥劑-旋流反應(yīng)罐一級過濾一二級過濾一外輸回注。該類型屬于撬裝站，適合于在偏于地區(qū)不適宜建站的情況。該流程的優(yōu)點在于：占地面積小、處理過程相對穩(wěn)定；缺點是不 能夠有效控制污水的腐蝕、結(jié)垢等?；谏鲜鲅芯抗ぷ?，特提出采出水處理推薦工藝。油田作業(yè)廢液可行處理工藝由于壓裂返排液成分復(fù)雜，處理工藝復(fù)雜、成本高，設(shè)備投資大。國內(nèi)早期將壓裂返排液作為油氣田廢液處理，返排液處理目的不同， 處理工藝也不相同。國內(nèi)的壓裂返排液處置的方式分外排、回注、回 灌和回用4種。其中外排是將返排液處理到各項指標(biāo)達到國家或地方 要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，目前的外排水質(zhì)指標(biāo)共有69項，達標(biāo)后的水可直接 排放到環(huán)境中，這個難度

23、最大，成本最高；回注和回罐在技術(shù)層面沒 有任何區(qū)別，回注是將返排液處理到油氣田注水標(biāo)準(zhǔn)，回注標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)只有7項，達標(biāo)后的水直接注到儲層，用于采油或采氣；而回灌將處13 理后的水直接注到非油氣儲層，與采油采氣無關(guān)，僅僅是找個吸水性 較好的地層，專門處置污水，這種方法曾在北美廣泛應(yīng)用；回用是將 處理后的水用于下一次壓裂液配制，可充分利用返排液中的有用成 分，這是最理想的處置方式，但目前沒有配制壓裂液的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，只 有（SY/T 6376-2008）壓裂液通用技術(shù)條件可參考。各大油氣田 壓裂返排液的處理普遍是達標(biāo)后回注。國外對壓裂返排液回用技術(shù)研究起步早，技術(shù)較為成熟，如 Barnett, Marce

24、llus頁巖氣田的壓裂返排液主要處置方式是回收重復(fù)利 用，中國石化華北分公司、中國石油集團西南油氣田公司及延長石油 集團等單位對壓裂返排液重復(fù)利用開展了相應(yīng)研究，并取得了 一定效果。國內(nèi)外對油田壓裂返排液處理的要求主要是達標(biāo)排放和回注利 用。目前國內(nèi)處理壓裂廢液的技術(shù)方法主要有：1）物理處理法。2）固化法。3）吸附法。4）氣浮法。5）化學(xué)處理法。6）中和法。7） 化學(xué)混凝法。8）化學(xué)氧化法。9）高級氧化法。10）光催化氧化法。 11）生物法。12）多種處理技術(shù)聯(lián)合使用。鑒于壓裂廢液粘度高、絮體聚集難度大、沉降慢的特征，酸化廢 液pH低、含鐵（硫）高的屬性，建議采用作業(yè)廢液化學(xué)氧化 +絮凝處 理

25、工藝，即首先對作業(yè)廢液進行 pH調(diào)節(jié)，使其在酸性條件下用化學(xué) 氧化方式降低其粘度（酸化廢液除鐵、除硫），繼而在絮凝藥劑的作 用下實現(xiàn)懸浮物、油的有效去除，同時降低其結(jié)垢量與腐蝕速率。具體流程為：來水 一污水pH調(diào)節(jié)（弱酸性）一氧化劑-無機絮 凝劑-有機絮凝劑-反應(yīng)罐（混合罐）一沉降罐一一級過濾一二級過14 濾一外輸回注。處理后水回注時，要達到油田回注水水質(zhì)指標(biāo)。管線工程(1)鄂爾多斯盆地油田集輸管道背景鄂爾多斯盆地內(nèi)石油、天然氣等資源豐富。盆地內(nèi)的除了中石化 大牛地氣田和殼牌公司外，兩大主要油氣生產(chǎn)實體-長慶油田和延長 石油油氣產(chǎn)量在2014年已超過5000萬噸。注水是目前鄂爾多斯盆地 各油田

26、開發(fā)所采用的最為廣泛的開發(fā)措施， 大量注水必然會產(chǎn)出大量 的產(chǎn)出水。因此油區(qū)內(nèi)就涉及大量的注水、采出液集輸管網(wǎng)等，然而 鄂爾多斯地面溝壑縱橫，采出水礦化度度高，注水技術(shù)的廣泛應(yīng)用實 現(xiàn)石油資源合理利用的同時卻導(dǎo)致地面工程設(shè)備頻頻出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕現(xiàn)象，這不僅大大縮短了注水管線的使用壽命， 而且還給油井的正常 生產(chǎn)造成了嚴重影響。(2)地面工藝流程及管線特征陜北地區(qū)現(xiàn)已形成 單、短、簡、小、串”地面工藝流程，它是一 整套最簡化最適用的地面工藝流程。單”即單井單管(叢式井閥組雙管)不加熱密閉集輸工藝單干管、小支線、井口閥組串管注水、活動 洗井工藝等。短”即短流程，叢式井口一一接轉(zhuǎn)站一一集中處理站” 二

27、級布站。簡”即簡化工藝、簡化設(shè)備、簡化操作。 小”即 小裝置、 小工藝、小設(shè)備、小設(shè)施、小儀表串”即多口油水井、多座站共 用一條管線完成集供輸目的，即油井串油井、注水井串注水井、閥組 串閥組、接轉(zhuǎn)站串接轉(zhuǎn)站等。15鄂爾多斯盆地在役油田集輸管道服役運行小于5年管道占46.39%; 510 年管道占 32.02%, 1015 年管道占 15.32%,超過 15 年管道占6.27%。分析發(fā)現(xiàn)，大部分管道都是在 10年內(nèi)投用，這段 時間正好是盆地油田大開發(fā)時期，管道使用壽命基本處于可控階段。通過對近5年盆地內(nèi)集輸管道泄漏情況進行統(tǒng)計，腐蝕穿孔泄漏 占97.30%、第三方破壞泄漏占1.09%、盜油打眼泄

28、漏占0.82%、地質(zhì) 災(zāi)害拉斷泄漏占0.78%,腐蝕穿孔是導(dǎo)致集輸管道破漏的主要因素。鄂爾多斯盆地油田集輸管道在投用前做了外防腐處理以及盆地 土壤干燥，外腐蝕較輕，管道腐蝕以內(nèi)腐蝕穿孔為主。統(tǒng)計管道腐蝕 穿孔部位，主要發(fā)生在管體內(nèi)中下部，部分管道發(fā)生在焊縫或焊縫附 近，由內(nèi)向外逐步腐蝕。通過統(tǒng)計出油管道、集油管道、輸油管道、 伴生氣管道、采出水管道和清水管道腐蝕穿孔情況發(fā)現(xiàn)，含水較高的 出油管道、采出水管道和清水管道腐蝕穿孔頻次較高?？偟膩碚f，水管道的腐蝕穿孔頻次高于油管道 （鄂爾多斯盆地油 田集輸（油）管道年平均腐蝕穿孔頻次為0.015次/km,出油管道為0.018次/km、集油管道為0.0

29、14次/km、輸油管道腐蝕較輕，基本發(fā) 生在服役時間超過10年的管道）；采出水管道服役壽命比較短，更 換周期應(yīng)縮短；服役時間越長集輸管道腐蝕穿孔頻次越高；采出水管道腐蝕頻次遠遠高于清水管。（3）管材防護措施1）耐蝕材料16根據(jù)管線腐蝕的影響因素，選用抗腐蝕性強的管材可有效降低腐 蝕，但特殊管線的成本較高，所以要兼顧防腐效果和開采成本選擇合 適的管線材料。如低合金鋼的價格是普通碳鋼的 1.5倍左右，但其腐 蝕效果優(yōu)于普通碳鋼3倍以上，這些特殊材料在低滲透油井注水開采 中具有廣闊的應(yīng)用前景。2）化學(xué)藥劑目前，利用緩蝕劑來抑制油田注水過程中的金屬腐蝕是較為簡單 經(jīng)濟、實可行的方法之一，然而，由于注水

30、管線腐蝕的復(fù)雜性與多樣 性，單純加注緩蝕劑是遠遠不夠的，常常需要將其與阻垢劑、殺菌劑 配伍使用，才能取得令人滿意的腐蝕效果。防腐阻垢劑價格一般比較低廉，所以可以廣泛地應(yīng)用到石油的開 發(fā)和利用過程之中。但防腐阻垢劑的使用必須要結(jié)合油田注水管道的 材料特質(zhì)來使用，根據(jù)不同的管道涂料以及管道的厚度來配備適量的 防腐阻垢劑，只有這樣防腐阻垢劑才能夠真正發(fā)揮其作用，所以在使 用時要根據(jù)實際情況來對癥下藥，不可以不加選擇盲目地使用。3）涂鍍層涂鍍層也是一直非常有效的油田管道防腐技術(shù)， 國內(nèi)常用的涂鍍 包括環(huán)氧粉末涂料、H87環(huán)氧耐溫涂料、新型環(huán)氧改性聚氨酯防腐涂 料、8701環(huán)氧樹脂涂料等。4）采用環(huán)氧耐

31、溫涂料環(huán)氧耐溫涂料是一種新型的涂料，在油田注水管道中配合使用環(huán) 氧耐溫涂料是防止油田注水管道受到腐蝕的一種有效方法。17環(huán)氧耐溫涂料具備隔熱和耐熱的特性，還具備耐水和耐油的特 性，所以在油田注水管道中使用一些環(huán)氧耐溫涂料可以有效地減少水 分對油田注水管道的腐蝕，防止石油中的一些化學(xué)元素與油田注水管 道發(fā)生反應(yīng)。5）內(nèi)襯復(fù)合管在油田采油的中后期采用注水技術(shù)開采的過程中， 通常采用普通 碳鋼/不銹鋼復(fù)合管（如20#碳鋼/304不銹鋼）作為注水管線，并采用 污水凈化回注和摻淡水混注等技術(shù)減少環(huán)境污染， 但這種防腐技術(shù)只 能延緩腐蝕的速度，并不能從根本上改變腐蝕的狀況。實際上經(jīng)過處 理后的污水仍有含油

32、和硫酸鹽還原菌不達標(biāo)等現(xiàn)象，導(dǎo)致注水管線和 設(shè)備出現(xiàn)腐蝕和結(jié)垢。所以，油田注水管線的防腐蝕措施重點是選擇具有優(yōu)良耐蝕性能 的內(nèi)襯材料。管道的內(nèi)襯技術(shù)主要有：內(nèi)襯塑料管、內(nèi)襯不銹鋼、內(nèi) 襯玻璃鋼等。為了保證注水管線的耐蝕性和經(jīng)濟性要求，復(fù)合管內(nèi)襯材料的選擇必須考慮其在工況污水水質(zhì)中的耐腐蝕性能。6）高壓柔性復(fù)合管使用柔性復(fù)合管的有兩大有效，一是經(jīng)濟方面：與焊接鋼管相比， 安裝時間可縮短30-60%,安裝成本降低35-65%;質(zhì)量輕，節(jié)約人力 和安裝設(shè)備的成本；無需焊接、場地彎管、防腐涂層及探傷測試等費 用；無需后期運行維護成本；管線使用周期內(nèi)成本降到最低。二是技 術(shù)方面：改善施工安全并減少對環(huán)境的破壞；100%無腐蝕；超低摩擦系數(shù)，減少長距離壓頭損失；不結(jié)垢和結(jié)蠟，流通