胜利油田采出水处理技术及应用.ppt

胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司 SHENGLI ENGINEERING & CONSULTING CO.,LTD,胜利油田采出水处理技术 进展及应用,国内外油田采出水处理技术现状 胜利油田采出水处理技术进展 面临的技术问题 下一步攻关方向,目 录,国外油田采出水处理典型工艺 采出水回注处理：前段多采用API、CPI除油器、水力旋流除油技术，90年代以来，材料的发展迅速，聚结除油、带有斜管分离的溶气气浮得到广泛应用；后段配套核桃壳过滤。 采出水外排处理：多采用气浮生化处理技术，90年代以来，生化处理发展多采用人工湿地系统（CWS）技术。 采出水回用锅炉：多采用热石灰软化、反渗透、离子交换技术，最近加拿大、美国采用压汽蒸馏法处理采出水回用锅炉取得进展。,一、国内外油田采出水处理技术现状,国内外油田水处理技术现状主要体现在工艺技术、设备研发与制造方面。,1、工艺技术方面,国内外油田污水处理技术对比,结论：在工艺技术的进步上，国内各油田水处理技术水平达到国外先进水平,一、国内外油田采出水处理技术现状,2、处理设备,一级处理设备 国内一般采用重力沉降罐、压力斜板除油器、核桃壳过滤、双滤料过滤设备。国外多采用撇油器、CPI除油器、旋流除油器、IGF、DAF气浮、胡桃壳过滤等。 深度处理设备 国内应用多是金属膜过滤器、多介质过滤器，国外多采用多介质超细滤料过滤器、砂滤、曝气沉淀、离子交换、电渗析等。,气浮机,CPI除油器,过滤器,一、国内外油田采出水处理技术现状,国内外污水处理设备应用情况,一、国内外油田采出水处理技术现状,国内外油田采出水处理技术现状 胜利油田采出水处理技术进展 面临的技术问题 下一步攻关方向,目 录,经过近几年水处理技术攻关、工程设计及技术服务，目前在常规水处理、精细水处理、污水外排及回用方面有了新的进展。,二、胜利油田采出水处理技术进展,运行80104m3/d污水,7.9104m3/d 外排,9.2104m3/d 回灌,59.6104m3/d 回注,1、重力混凝沉降除油技术,在内部填料：增加耐老化聚结、分离填料 罐内排泥：设置分区、滑泥坡排泥、内置式刮泥机排泥、负压排泥。 罐结构：集水型式改进 防腐措施：玻璃钢罐体、非金属管道。,混凝沉降除油 技术改进,一）、常规水处理技术,2、压力密闭除油除悬浮物技术,（1）加强旋流反应效果 （2）玻璃钢斜管更改为乙丙共聚蜂窝斜管、不锈钢斜板 （3）加大设备底部排泥斗面积 （4）设置环型喷嘴冲淤系统。,装置出水,装置进水,压力除油装置斜板材料性能差，材料易腐蚀老化，排泥困难,技术特点及技术改进 优点：适应水质变化能力强，处理效率高. 缺点：内部材料易腐蚀坍塌.,一）、常规水处理技术,3、采出水预氧化处理技术 （在原水质改性技术上演变而来）,技术特点 能除去水中Fe2+、S2-,杀灭水中菌体， 对低浓度的Fe2+、S2-去除率低. 起到控制腐蚀、稳定水质,电化学预氧化工艺是通过电解富含NaCl的水，对水中的还原性成份进行氧化处理。目前在广利污、史南污两站运行。,适用范围 水驱常规油田开发产生的高矿化度、高腐蚀性（矿化度大于2104mg/l、腐蚀速率大于0.5mm/a）含油污水,一）、常规水处理技术,4、氮气气浮除油技术,在药剂的作用下，形成絮体，通过气浮加速分离实现净化，目前胜利宁海、 孤岛孤六、孤三站应用，处理水量4.2104m3/d。,技术指标 进口：含油小于2000mg/l 悬浮物小于200mg/l 聚合物120mg/L 出口：含油可达到15mg/l以下 悬浮物可达到15mg/l以下 聚合物小于5-10 mg/L 水处理成本：0.9-1.4元/m3,适用范围 聚合物驱油田开发产生的含聚污水（聚合物浓度大于50mg/l） 稠油污水,一）、常规水处理技术,4、氮气气浮除油技术,孤六污水站技术特点及技术改进 处理规模1.5104m3/d 加大除油罐停留时间，达到6小时以上。 采用氮气气浮 设反应罐，药剂强化混合反应；动态调整药剂加入量。 一级投有机药剂回收油、二级投无机药剂除悬浮固体和聚合物 产生油泥采用板框压滤机脱水,一）、常规水处理技术,5、聚结气浮（OPS）+磁分离（CoMag）技术,技术特点 可用于处理聚合物驱油田开发产生的含聚污水 OPS段不加药，利用物理法除油，回收好油 磁分离段加药除悬浮物、聚合物,一）、常规水处理技术,5、聚结气浮（OPS）+磁分离（ CoMag ）技术,油站来水,注水罐,去注水站,除油罐,缓冲罐,提升泵,OPS,CoMag,工 艺 流 程,坨一站5000m3/d工业性试验出水水质,一）、常规水处理技术,5、聚结气浮（OPS）+磁分离（ CoMag ）技术,坨一站5000m3/d工业试验情况 1、处理效率高，出水水质好。进水平均含油483.7mg/L，经OPS处理后含油降到30mg/L以下，去除率为95.1，再经CoMag处理后含油降至3mg/L、悬浮物降至3mg/L，聚合物小于1mg/L。 2、药剂成本：混凝剂 300mg/l ,絮凝剂5mg/l，磁粉成本：0.1元/m3，药剂成本:1.08元/m3 3、产生污泥难处理。产生污泥（含水99.1%）387.9m3。磁粉回收导致污泥物性变化，处理难度加大。目前采用离心机脱水技术，污泥含水可到90%，脱水有效果，但需进一步考察带式板框脱水情况、泥中含油情况。,一）、常规水处理技术,1、过滤加金属膜精滤技术,采用双滤料过滤加金属膜过滤技术，目前油田共建有污水精细处理站23座，安装各类精细过滤装置38套，精细水处理量2.97104m3/d。,技术指标 进口：含油小于20mg/l 悬浮物小于10mg/l， 悬浮物颗粒直径小于4m 出口：含油可达到5mg/l以下 悬浮物可达到1mg/l以下， 悬浮物颗粒直径达到小于1m 水处理成本：0.4元/m3,二）、污水精细处理技术进展,2、悬浮污泥加金属膜精滤技术,外输回注,该技术集加药混凝澄清分离与泥层过滤工艺结合为一体。 目前油田共建有悬浮污泥处理站4座，悬浮污泥罐8座，处理水量2.5104m3/d。.,适用范围 1、规模中等，处理水量小于1.0104m3/d 2、来水变化不大，水量、水质平稳 3、精细水处理的预处理 4、悬浮物含量高的含油污水。,二）、污水精细处理技术进展,技术特点 悬浮污泥床过滤技术先导试验及大北、樊家、102站等工程实例表明悬浮污泥床处理后污水中含油量可以达到B级标准，悬浮物及悬浮物粒径中值在C级与B级标准间，它可以作为一级过滤器使用，或作为精细过滤器前的把关设备。,建设胜利现河首站、桩西氧化塘、孤东采油废水达标排放处理工程，形成生物氧化塘、粉煤灰吸附及生物氧化塘处理采油废水技术，处理后污水COD稳定小于150mg/L，达到了国家排放标准。,1、过滤+氧化塘达标外排技术,桩西氧化塘处理工艺,“粉煤灰吸附氧化塘”,过滤除油,氧化塘,出水外排,污水站来水,技术指标 进口：含油小于20mg/l，悬浮物小于200mg/l，COD小于300mg/l， 出口：含油可达到10mg/l以下，COD小于150mg/l 水处理成本：0.3元/m3,三）、含油污水外排处理技术,2、气浮+氧化塘处理技术,为满足不断提高的污水排放标准要求，进行了“高温水解酸化+中温好氧生物氧化+氧化塘”的采油废水外排深度处理技术研究，处理后污水COD小于80mg/L。 实施了一级气浮后出水进生物氧化塘技术，处理后污水COD小于100mg/L。,三）、含油污水外排处理技术,目前胜利孤岛油田孤五、孤六、垦西站污水已在美国RCC试验室完成小试。 成功后将进行大规模的污水资源化应用。,1、机械压缩蒸发处理污水回用技术试验,四）含油污水回用处理工艺技术,表1 原水水质分析结果,四）含油污水回用处理工艺技术,表2 蒸馏液水质分析结果与锅炉用水质标准对比,四）含油污水回用处理工艺技术,表3 蒸馏液水质分析结果与城市供水质标准对比,四）含油污水回用处理工艺技术,研究结论,采用晶种盐浆蒸发器技术处理孤岛采出水，处理后水质可以满足锅炉用水和配聚水质标准。 挥发酚及COD指标达不到城市供水水质标准。 结垢问题不会影响蒸发器运行； 所有的蒸发试验均没有起泡现象； 水回收率：孤五95，垦西92，孤六97。 耗电量：2123kW.h/m3水 配套药剂：硫酸、硫酸钠、氯化钙、苛性碱。,四）含油污水回用处理工艺技术,目前在胜利油田进行小试。 工艺流程：生化出水+保安过滤+超滤+反渗透膜处理，出水达到配聚用水标准。 成功后将进行大规模的污水资源化应用。,2、“超滤加反渗透”双膜回用技术,四）含油污水回用处理工艺技术,国内外油田采出水处理技术现状 胜利油田采出水处理技术进展 面临的技术问题 下一步攻关方向,目 录,三、面临的技术问题,1、新的开发工艺和特殊油藏的开发，作业废液的进入，油水性质变化较大，造成现有处理工艺的不适应性日益突出,低渗透、小断块特殊油藏的开发、作业、钻井废液的进入，油田开发各环节中投加的各种化学剂，造成油水性质变化较大，悬浮固体颗粒粒径明显变细，颗粒相互聚并及分离困难，都加大了水系统的处理难度。,孤岛、孤东、胜采等11座站污水中含有聚合物，聚合物浓度达40120mg/l，增加了处理难度。目前11座站水量约28104m3/d，占总水量的36.5%，孤岛含聚水污水站外输污水含油量达到2000mg/l以上。,三、面临的技术问题,2、三采注聚油田的不断开发，高含聚污水仍是制约水质提高的主要因素。,国家对节能减排、环境保护的要求越来越高，污水资源化的要求越来越迫切。 “山东省半岛流域污水排放标准”2007年1O月1日已执行，外排污水COD含量由150mg/L降低到100mg/L，提高污水达标外排。 油田每天配聚用清水、注汽锅炉用清水量达到45万方，污水处理后回用替代清水，实现污水资源化，可节约大量清水资源，经济效益十分明显。,桩西氧化塘采出水处理外排,污水回用注汽锅炉,三、面临的技术问题,3、污水资源化的要求越来越迫切，急需攻关课题越来越多。,国内外油田采出水处理技术现状 胜利油田采出水处理技术进展 面临的技术问题 下一步攻关方向,目 录,四、下一步攻关方向,设备效率的提高。沉降罐内部结构优化，聚结、斜管分离材料的应用，气浮加强溶气、药剂反应，提高污水处理设备效率； 系统的配套。污水站建设配套污泥排出、脱水处理、污油回收、加药投加、成本保障等措施，确保出水水质； 污泥无害化、资源化。对含油污泥进行脱水、破乳脱油、生化处理、浓缩及固化等无害化处理，开展作为建筑材料、筑路材料或其他用途的研究，实现污泥的资源化。,1、完善和提高现有流程技术水平，提高系统效率,2、采用新工艺、新技术，解决三采采出水处理难题,加大新型药剂研究攻关，研制低成本三采采出水处理药剂。 加大新型聚结材料、斜管分离材料的应用，提高设备处理效率。 进行新型高效分离技术研究、攻关与应用。 OPS+CoMag技术、双旋流技术、悬浮污泥