企业培训_采油工艺专业技术人员培训教材

油田脱水及采出水处理工艺技术讲课人 李成龙 长庆油田分公司2010年8月 采油工艺专业技术人员培训教材 长庆油田经过近40多年的发展 成功开发了马岭 安塞 靖安及西峰等油田 伴随油田的不断发展和配套建设 长庆油田的脱水及采出水处理工艺历经多次变化和完善 通过不断攻关 研究 形成了具有低渗油田特征的原油脱水及采出水处理工艺技术 确保了油田持续有效快速发展 全油田现有脱水站点85座 原油脱水能力达到8 72 104t d 全油田现有采出水处理站点137座 处理能力达到6 2 104m3 d 截至2010年3月底 油田公司采油井开井23433口 日产油水平45788t 日产水5 1 104m3 d 目录 第一部分长庆油田脱水工艺的现状第二部分长庆油田采出水处理工艺流程发展历程第三部分长庆油田采出水处理及回注现状第四部分面临的困难及存在的问题第五部分下一步的发展方向及要求 一 长庆油田脱水工艺的现状及特点 原油脱水及污水处理过程中 原油的脱水脱气是非常重要的环节 常规工艺先采用气液分离器进行气液两相分离 分离后的原油再利用沉降罐进行热化学重力分离 或采用电热化学脱水 长庆油田目前主要采用大罐沉降脱水和三相分离器脱水两种工艺 大罐沉降脱水工艺可概括为 小站 井口 加药 管道破乳 大罐溢流沉降脱水 工艺流程 已推广到全油田 原油的脱水能力达到8 72 104m3 d 多年的实践证明 这项技术适合长庆油田的原油脱水 2003年以来 为解决大罐沉降脱水存在的流程未密闭 占地面积较大 投资过高的问题 引进了油气水三相分离技术 并成功在油田得到推广应用 一 大罐沉降脱水工艺技术 1 工艺流程及特点 工艺流程 站外加药 站内脱水 站外加药 站内脱水 站外加药早期采用井口加药 后期改到增压点 接转站加药 站内脱水 进油口 出油口 出水口 集水管 喷油管 集油槽 平衡管 溢流沉降罐结构示意图 脱水温度较低 30 45 流程简单 操作方便 效果显著 净化油含水小于0 5 污水含油小于200mg l 能充分破乳降粘 降低管线回压 尤其冬季效果显著 实现乳化液提前破乳 缩短了沉降罐内油水分离时间 管道破乳后水滴在管壁形成水膜 起到降粘减阻作用 1 站外加药特点 2 流程优点 2 影响原油脱水效果的主要因素 1 破乳剂的筛选 原油的破乳原理 尽管有多种解释 但通常认为油水乳化液珠的表面含有胶质 沥青质等天然乳化剂 破乳剂分子渗入并吸附到乳化液滴的界面膜上抵消天然乳化剂 这样乳化液滴表面膜破裂并使水滴释放出来 小水滴相互聚结成大水滴 最终油 水两相发生分离 破乳原理 近年来一个新方向 复配型的破乳剂 即利用破乳剂之间的协同效应 将两种破乳剂进行复配以获得既油净水清 又脱水速度理想的结果 Bansbach认为 理想的破乳剂必须具备 较强的表面活性 良好的润湿性能 足够的絮凝能力 较好的聚结效果 近年来国外文献报道 聚酯胺破乳剂及其复配物 聚合物系列破乳剂因使用浓度小 10 20mg l 净化油含水为痕迹而受到普遍的欢迎 破乳剂筛选方法 室内瓶试法 实验过程中取新鲜的油样 综合考察脱水率 脱水速度 油水界面 污水含油等各项指标 长庆油田使用的破乳剂 主要有YT 100 CQ C3 CDJ 5等型 均属聚醚类型 是环氧乙烷环氧丙烷共聚物 使用浓度在80 100mg l之间 下步应着手研制新型的低温 高效 快速的破乳剂 2 破乳剂投加点的确定 九十年代后 大部分加药点移到接转站内 早期采用井口加药 含水大于50 60 的区块可在联合站或集中处理站加药 投加要求 对于以小站加药的区块 要根据集输流程的布局及含水的高低 合理确定加药站数量 保证系统总的加药量处于合适的比例范围 接转站加药应从输油泵的进口加入 联合站应从总机关汇管中加入 严禁在沉降罐罐口倒加破乳剂的做法 造成局部浓度过高 形成反向乳化 反而脱不下水 加药过程应与输油同步进行 不得中断也不得过量加入 加药浓度应根据室内评价确定 一般保持在商品浓度80 150ppm范围之内 对于用量超过200ppm的药剂应淘汰 输油上要求联合站外上游系统站点输油要尽量保证连续平稳输油 禁止输油过程中排量频繁变化 冬季运行中 输油温度控制在40 45 左右 以保证原油的破乳脱水效果 3 沉降时间 根据Stokes沉降公式 Vt d2 水 油 g 18 油式中 Vt 水滴在油中沉降速度 m s d 水滴直径 m 水 油 水和油的密度 kg m3 油 原油粘度 Pa s g 重力加速度 9 8m s2 以上公式看出 水滴的沉降速度与油水密度差成正比 与原油的粘度成反比 油水密度差越大 原油粘度越低 则水滴沉降速度加快 油水越容易分离 根据长庆原油的性质及脱水工艺的特点 实际沉降时间确定在12 20小时范围内即可满足要求 在保证脱水效果的前提下 应尽量缩短污水在沉降罐内的停留时间 既减少硫酸盐还原菌在罐内的繁殖 又可减小沉降罐的容积 长庆油田情况 4 合理确定脱水温度 根据Stokes沉降公式 水滴沉降速度与原油粘度成反比 因此 提高温度可加快水滴沉降速度 提高脱水效果 但并不是温度越高越好 且过高的温度势必消耗过多的燃料 以华池油田情况进行说明 华池原油粘温曲线 由图可见 原油温度达到25 后 粘度急剧下降 粘温性能变好 粘温曲线在25 28 附近出现拐点 此点所对应的温度即为理想的脱水温度 低于此温度区间 粘度大幅度增加 同时该曲线在30 后随着温度的增加 粘度的降低并不显著 根据Stokes沉降公式 对原油脱水速度的影响甚微 因此 华池原油的脱水温度应为30 35 左右 可以认为达到低温脱水的概念 就热化学脱水流程而言 要根据各地原油的粘温曲线确定脱水温度 保证在一个经济合理的温度范围之内进行原油脱水 5 合理确定沉降罐的运行参数 沉降罐的运行参数主要受油水层高度 来液量的多少等因素控制 保证油相和水相停留时间处于合理的范围 油水界面的高低 实际是一个油相沉距和水相沉距的问题 油水界面的控制高度不同 对脱水效果有一定影响 油水层高度要根据实际脱水效果 调节水箱的高度确定 油水界面4 5 5 5m 沉降温度30 45 视区块不同 沉降时间12 20小时以上 净化油层厚度 保持在2 0米以上 乳化层厚度 控制在2 0米以下 沉降罐油水指标 溢流口的净化油含水0 5 以下 沉降罐污水出口含油指标200mg l以下 运行参数控制指标 6 沉降罐乳化层处理 沉降罐运行中 根据乳化层的厚度 定期利用抽中间层管线将含油乳化层抽取到沉降罐外专门处理 降低乳化层对脱水效果的影响 为防止污油 落地油等老化油对沉降脱水系统产生不利影响 对站内回收的污油不允许返回沉降罐 应单独进行处理 其次 沉降罐要根据罐底污泥厚度 及时进行清罐 一般2 3年清罐一次 逐步推广大罐排泥装置排泥 清罐中要对罐内壁涂层 加热盘管 集水槽 十字喷淋管等进行检查维修 确保原油脱水系统正常运行 7 关于 末端加药 大罐沉降 脱水工艺技术 所谓末端加药脱水工艺就是将站外加药移到站内加药 管理上比较方便 建议 一是原油含水超过60 后 油水乳化液由油包水变为水包油状态 此时脱水相对容易 可以通过试验将站外加药移到站内集中加药 同时 要考虑沉降罐的容量 温度能不能保证脱水效果 二是对原油含水不超过30 40 应继续坚持小站加药的原则 充分利用管道破乳 提高沉降罐的脱水效果 二 油气水三相分离工艺技术 油气水三相分离可以将含水油一次处理合格 也作为预脱气脱水设备进行预处理 同大罐脱水工艺相比 具有脱水速度较快 流程密闭 占地面积较小 投资低 并可回收一定量的伴生气的特点 1 油气水三相分离结构及工作原理 工作原理 油气水三相分离器是通过旋流分离 水洗破乳 填料聚集脱水 热化学沉降脱水多种方式 在不同的阶段采用合理的结构进行综合高效脱水的一种设备 主要优点脱水效率高 沉降时间短 油气水混合物由入口进入旋流预分离装置 首先将大部分的气体分离出来通过顶部气相空间经过脱水填料 消泡装置后 再进入迷宫式捕雾器 经过处理的气体由排气口排出 预分离后的液体则通过落液管流入流型分布与调整装置 在流型整理的过程中 作为分散相的油滴在此进行破乳 聚结 实现水洗破乳 而后随油水混合物进入分离流场 在分离流场中设置有稳流和聚结装置 为油水液滴提供稳定的流场条件 实现油水的高效聚结分离 随后进入二次填料分离装置 主要是脱除水中原油 分离后的原油通过隔板流入油腔 而分离后的污水 通过导管进入水腔 从而完成油水分离过程 工艺过程如下 1 采用来液旋流预分离技术 实现对油 气初步分离 增加设备内流场的液体有效处理容积 提高了设备处理效率 2 采用静态搅拌器活性水水洗破乳技术 强化了药液混合和乳状液破乳 改善分离的水力条件 加快油水分离速度 提高了设备的分离质量 水洗破乳的机理 预脱气后的油水混合液通过导液管导入设备水相中 经过液体流型调整装置调整后上浮 在含有破乳剂的水相中翻滚 搅拌 摩擦 上升 使乳状液滴的界面膜强度降低 产生油水分离且使油滴迅速进入油水界面层中 达到油水分离的目的 2 设备特点 3 采用强化聚结材料 增加油 水两相液滴碰撞聚结机率 可稳定流动状态 提高分离效率 4 采用污水抑制装置 即将分离后的含油污水进行二次处理 聚结 提高了分离后的污水质量 5 采用变油水界面控制为油 水液面控制技术 实现了油水界面的平衡控制 6 采用迷宫式捕雾装置 有效地控制了气中带液率 3 主要技术指标与运行参数 工作温度 依据处理介质特性确定 一般30 60 工作压力 根据现场运行工艺定 一般0 18 0 3MPa 出口原油含水率 0 5 平均值 出口原油含气率 0 005g m3 出口污水含油率 500mg l 浮球液面调节阀 磁翻柱液位计 自力式压力调节阀 1 基地式控制 采用浮球液面调节阀 自力式压力调节阀 磁翻柱液位计等 控制油水界面 系统运行压力 显示油水室液位 电动调节阀 导波雷达液位计 2 远程显示和自动控制 采用电动调节阀 导波雷达液位计 导波雷达油水界面仪等 以及辅助显示和控制设备 实现自动控制和远程人工控制 4 日常操作说明 三相分离器的正常运行必须控制好以下生产参数 压力 油水室液位 进液温度 油水界面 破乳剂加入浓度 进液量 三相分离器压力操作范围 0 18 0 3MPa 压力由来液中溶解气的多少和气系统压力决定 压力大小通过出气自力式压力调节阀和补气自力式压力调节阀控制 气压过高易导致油水中溶解气增多 或超过容器的设计压力 气压过低易导致油水不能压到沉降罐和污水缓冲罐中 很容易使油进入气线 如果气系统压力超过0 3MPa可以通过火炬放空 如果气系统压力低于0 18MPa 可通过调节上游的用气量和供气量 提高气系统压力 同时也可提高三相分离器进液温度 提高容器内压力 1 三相分离器压力 油水室液位 采用导波雷达 0 7m 1 7m 采用磁翻柱液位计 0 2m 0 7m 油水室液位有两套控制方法 一种是机械式浮子液位调节阀控制 液位由浮子式液位计显示 另一种是由导波雷达液位计控制电动调节阀的开度来控制 正常运行时由导波雷达液位计控制电动调节阀的开度来控制油水室液位 电动控制系统维修期间 可采用机械式浮子液位调节阀控制 由于机械式浮子液位调节阀存在下死点容易卡死的现象 因此调节时尽量在下死点留有一定的间隙 冬季运行还需要注意液位计中的液体凝固现象 出现假液位的情况 需要经常从液位计的底部排放一定的液体 从以上两种控制方式的分析 建议使用电动控制装置 2 油水室液位的控制 三相分离器进液温度 45 60 根据室内脱水实验结果 原油的脱水温度应控制在45 60 以内 在进液量稳定的情况下 通过调节脱水换热器热媒的流量控制进液温度 3 进液温度 三相分离器导水管的固定高度为2 42米 可调节高度为0 28米 在三相分离器投运过程中已经将界面调节好 如果进液的含水不发生大的变化 一般不用调节 4 三相分离器油水界面的控制 破乳剂加药浓度 100 150mg l 根据实验结果 加药浓度先控制在100mg l 待运行一段时间后 再根据现场情况 调整加药量 如果上游来液稳定可以采用管道加药 提高破乳效果 5 破乳剂浓度 三相分离器的进液量应控制在一定的范围内 进液量的变化不宜过大 否则会导致油水界面紊乱 易造成水室进油 同时量的变化会使加药浓度和进液温度不稳定 影响脱水效果 因此应尽量使上游来液量稳定 平稳进液 平稳脱水和出液 6 三相分离器进液量 5 特殊情况的处理 水室进油有两种可能 一是沉降室油水混层 二是油水界面调节不合理 出现这种情况可关闭水室出口阀门 根据进液量和含水 计算关闭时间 目前大概需要8小时 检查加药量 脱水温度 进液量是否在正常范围 并适度调整油水界面高度 油水界面的调整是一个缓慢的过程 需要慢慢的调 1 水室进油 主要是破乳效果不好造成 一般由加药量 脱水温度 进液量不在正常范围内造成 只要恢复正常参数 油水混层现象可以解决 另外注意破乳剂浓度及质量的变化情况 油中含水和水中含油超标后 在保证破乳剂浓度 脱水温度 进液量在正常范围后 如果油中含水超标 可适当降低油水界面高度 水中含油超标 可适当提高油水界面高度 2 油水混层 1 个别区块的原油脱水剂选型单一 长庆原油特点 原油整体物性相似 但部分区块存在一定差异 主要是部分区块的地面原油密度 原油粘度 沥青质含量均相对偏高 脱水相对困难 代表区块 主要表现在近年开发的三叠系油藏 如白于山 杏河等 问题 原油破乳剂选型单一 加上部分区块原油物性的特殊 造成这类区块原油脱水较为困难 二 长庆油田脱水工艺存在的问题 2 部分站点脱水温度的确定不合理 少数站大罐沉降脱水温度高达50 以上 基本接近原油的初溜点 造成沉降罐内油气损耗较高 个别站脱水温度又过低 达不到脱水的基本条件 3 部分站破乳剂的投加浓度过高 甚至高达300mg l以上 药剂成本过高 原因 受破乳剂的质量影响 少数操作工存在认识误区 误认为加药量越多越有利于脱水 造成问题 溢流沉降罐原油出现乳化现象 油水分离效果变差 4 破乳剂的投加地点选择不当 部分站点既在站外加药又在站内二次加药 脱水效果不好时在大罐上再次投加药剂 存在着多次重复加药的情况 现有的破乳剂投加点的布局有待于进一步的优化 5 部分站点的溢流沉降罐来液不稳定 有些区块因输油条件所限 进站液量不能平稳 溢流沉降罐来液不稳定 对沉降罐内处于相对静止状态的净化油层产生破坏作用 而部分站来液量较多 沉降罐体积较小 沉降时间缩短 致使油水分离效果变差 6 溢流沉降罐的油水层界面高度控制不合理 正常情况下 应将油水层界面控制在4 5m左右 很多站没有控制到这个范围 少数站甚至达到了6 0m以上 污水罐内停留时间过长 7 部分作业方式影响原油脱水效果 近年新投产的区块拉油卸油较多 倒罐泵的大排量输油 站内污油回收的落地油直接返回溢流沉降罐等做法 对溢流沉降罐内处于相对稳定的油水层产生破坏 一定程度影响沉降脱水效果 1 做好破乳剂的选型工作 要定期开展破乳剂使用效果评价 根据效果进一步优选药剂类型 优化加药方案 2 做好破乳剂的投加地点及方式的选择 破乳剂的投加点应首选接转站 对于原油含水大于50 60 的区块可选择在联合站或集中处理站加药 严禁在沉降罐罐口倒加破乳剂的做法 防止出现原油与药剂产生乳化 不利于原油的破乳脱水 其次是加药过程应与输油同步进行 不得中断也不得过量加入 对于投加浓度超过200ppm的药剂应淘汰更换 三 原油脱水系统的运行管理 3 做好沉降罐或三相分离器的运行管理 要根据各区块原油性质 制定沉降罐的运行参数 如脱水温度 沉降时间 乳化层厚度 确保沉降罐运行正常 油水指标达标 目前推广的三相分离器脱水正常的关键是上游来液量的平稳运行 要尽量采用低排量连续输油方式 切忌时断时续输油 要采用缓冲罐带变频的输油方式 目前推广的三相分离器脱水正常的关键是上游来液量的平稳运行 要尽量采用低排量连续输油方式 切忌时断时续输油 要采用缓冲罐带变频的输油方式 目录 第一部分长庆油田脱水工艺的现状第二部分长庆油田采出水处理工艺流程发展历程第三部分长庆油田采出水处理及回注现状第四部分面临的困难及存在的问题第五部分下一步的发展方向及要求 长庆油田属典型的低渗透油藏 储层的孔喉半径较小 平均喉道半径0 2 0 5um 地层水矿化度较高 对注水水质有较高要求 特别是采出水系统分散且规模较小 对工艺的选择及流程布局带来了一定难度 三十多年来 油田水处理工艺历经多次变化和发展 推广和应用多项处理工艺 第一阶段沉降除油 石英砂过滤第二阶段斜板除油 核桃壳过滤第三阶段斜板除油 核桃壳 改性纤维球过滤 针对油田采出水的最终出路不同 处理工艺具有明显的时代特点 按年代分为三个阶段 一 水处理工艺流程发展历程 第一阶段 沉降除油 石英砂过滤油田开发初期 1978 1985年 原油脱水采用两段电化学处理流程 污水处理工艺采用自然浮升 混凝沉降 压力过滤等流程 采出水主要以排放为主 先后建成马岭北区 中区 红井子三个采出水处理站 污水回收池 沉降罐除油 混凝沉降罐 压力过滤罐 采出水 加混凝剂 排放 采出水处理工艺流程示意图 第二阶段 斜板除油 核桃壳过滤二十世纪八十年代 以实现油田采出水回注为目标 原油脱水工艺采用井口加药 管道破乳 大罐溢流沉降脱水 采出水处理采用絮凝沉降 粗粒化除油 石英砂过滤等水处理技术 采出水经处理合格后进行回注 后改为回灌 回注 沉降罐来水 调节水罐 除油罐 净化水罐 核桃壳过滤器 回灌 先后在马岭中区 红井子 油房庄 马坊及悦联建成投产并推广 第三阶段 斜板除油 核桃壳 改性纤维球过滤上世纪九十年代后期 针对新区水源紧缺 老区采出水产量逐年增加的状况 重新确定了以油田采出水回注为主 杜绝采出水外排的目标 结合采出水工艺现状 逐步配套和完善了两种工艺 1 主体流程 采用斜板除油 两级核桃壳 两级改性纤维球过滤为主的处理技术 先后在王窑 靖一联新建或改造32座站 回注 沉降罐来水 调节水罐 除油罐 净化水罐 核桃壳过滤器 回灌 纤维球过滤器 一 除油罐除油技术 除油罐是20世纪60年代以来油田采出水处理中应用最广 数量最多的除油设备 该设备依据油水比重差进行自然沉降分离或混凝沉降分离 能除去水中颗粒较大的分散油粒和悬浮固体颗粒 投加混凝剂后可将水中的乳化油或胶体物质絮凝成较大的絮凝体上浮或下沉 其缺点是处理水停留时间长 容积大 耗费钢材较多 长庆油田先后使用过多种除油装置 目前主要使用斜管除油罐 其特点是在内部增加了粗粒化装置 聚丙烯填料 有利于微小油滴的聚集 提高了除油效率 沉降罐外观图 此外 还采用过压力除油罐技术 主要通过斜管 板 分离技术 聚结技术及化学混凝除油技术 提高了除油效率 总停留时间由重力流程的6h减少到1 5h 但容器壁厚较大 而且对药剂 来液温度都有较高的要求 使用条件较苛刻 二 含油污水核桃壳过滤技术 核桃壳过滤技术是20世纪80年代中后期在国内发展起来 滤料采用野生山核桃壳经脱脂 研磨等工艺处理后 具有较强的机械强度及吸附能力 与石英砂过滤器相比 具有滤速高 截污能力强 反洗辅助以机械动力 如机械搅拌 体外搓洗 易于反洗 不用气体参与反洗 减轻了腐蚀 工作原理 来水经过加压泵后通过特殊的布水筛管布水 水经过深层过滤后 由集水筛管集水排出过滤器外 油上浮经污油管外排 反冲洗时流程与工作处理流程相反 滤料由于反向布水 滤层膨胀 滤料经滤料搅拌设施搅拌后 反洗污水外排 滤料再生方式有两种 即体内自然膨胀和体外循环 优点 过水断面稳定 水在滤层中路径单一 流速平稳 进出水压差小 0 1Mp 缺点 如反洗不及时 滤料易出现板结 搅拌机搅拌运行困难 且过滤精度相对不高 对悬浮固体的去除率有限 不能作为低渗透地层精滤设备 三 改性纤维球 束 精细过滤技术 改性纤维球所用的材料为聚酯纤维 聚丙烯等材料 它通过特殊的化学处理将其表面改性成为亲水疏油性能 制造方法采用人工结扎 机械焊接制造等技术 改性纤维球性能指标 纤维球过滤器的技术性能表 主要工艺特点 1 深层过滤 水头损失小 孔隙率高 2 对来水适应范围更广 除油 除悬浮物效果最优 3 对于纤维球高效过滤器出水颗粒粒径中值 2 4 m 过滤精度达到微滤膜水平 4 滤速高 截污量大 5 滤料不会漏失 滤层不会板结 三种过滤器指标对比表 运行效果 运行初期 采出水中悬浮物和含油两项主要指标均能达到10mg l以下 随着时间的延长 因前段除油效果较差 主要过滤设备抗污染能力下降 过滤效果变差 站点的水质超标 典型站场水质监测指标 2 简易流程 简易除油就地回注针对边远小区块以及部分区块前期开发规模较小 初期产水量较少的状况 日产水在200m3以下 采出水处理工艺初期采用简易工艺 待水量达到一定规模后再配套正规处理工艺 简易处理流程 含水原油经沉降罐脱水后 采出水通过除油罐简易除油后就地回注 处理规模一般在100 300m3 d之间 截止目前 油田有88个区块建设了简易的采出水处理设施 其中处理量在200 500m3 d有29座 200m3 d以下59座 运行结果 简易处理工艺因采出水含油 悬浮物超标 回注水质普遍较差 回注水质中含油和悬浮物指标分别为20 100mg l 10 150mg l 部分回注区块注水压力上升 需不定期进行措施增注 典型站点 铁一联采出水350m3 d 仅简单处理后回注 回注水质中含油35mg l 悬浮物25mg l 注水压力在1年内上升0 8MPa 与该区同期注清水井相比 两年内注污水井油压上升2 25MPa 而注清水井油压上升仅为0 95MPa 2008年以来 经反复论证和优化 确定了新的采出水处理主体工艺 同时 引进试验了 生化处理 和 气浮处理 两种工艺 二 采出水处理新工艺试验进展 两级沉降除油 一级过滤 流程 针对采出水处理工艺长期存在的矛盾和突出问题 在不断优化的基础上 2008年确定了 两级沉降除油 一级过滤 配套杀菌防腐技术 新流程 并形成了8项辅助配套技术 应用情况 已应用25座站点 其中已投产6座 采出水处理定型工艺流程图 目前张渠集油站 艾家湾 高一联及胡一联等5座站点已投运 经过半年运行及结果检测 处理水质达到回注要求 气浮除油 两级过滤 技术 2008年以来 油田引进试验了采出水气浮除油技术 该技术通过高压溶气和进水的混合 释放等过程 快速分离水中含油 悬浮物 仅适用采出水矿化度较低的区块 采出水因较高的矿化度采用氮气作为气浮气源 应用效果 4座 白一联和吴定联合站 正建 靖三联待投 气浮除油及悬浮物效果较好 处理后含油 10mg l 悬浮物 15mg 但需配套污泥处理装置 油一转和白二联分别采用压滤机和离心处理 去注水系统 调节水罐 核桃壳过滤器 纤维球过滤器 净化水罐 微生物反应池 调节水罐 污水沉降罐 冷却塔 来水 300m3 200m3 200m3 200m3 250m3 3级 生化处理技术 采用高效的好氧微生物菌种 对采出水中的油及有机物通过生物降解 生成水和二氧化碳等无机物 目前主要应用站点 3座站 油一联 靖一联 靖二联 正建 处理后指标 含油 5mg L 机杂 5mg L 特点 微生物对污水中H2S有明显去除效果 经检测采出水腐蚀率0 0178mm a 小于行业标准腐蚀率为0 076mm a 工艺特点 目录 第一部分长庆油田脱水工艺的现状第二部分长庆油田采出水处理工艺流程发展历程第三部分长庆油田采出水处理及回注现状第四部分面临的困难及存在的问题第五部分下一步的发展方向及要求 全油田建有采出水处理站点137座 其中正规处理流程49座 小区块简易站点88座 正规流程 设计能力4 35 104m3 d 实际处理量3 28 104m3 d 处理量占总量64 5 简易流程 实际处理1 80 104m3 d 处理量占总量35 5 采出水处理站点设计使用年限15年 137座中服役年限 10年的114座 占总回注站的83 2 服役10年以上的23座 占总回注站的16 8 目前 安塞 马岭 靖安油田服役10年的站点腐蚀破漏频繁 除油罐斜板腐蚀滤料堵塞 注水泵汇管腐蚀 分水器腐蚀破漏 采出水系统推广耐腐蚀管材603 2Km 占回注管线总长的33 其中玻璃钢414 6km 柔性复合管103km 双金属管50 5km 塑料合金管35 1km 采油一 二 四厂应用比例较大 长庆油田自1997年开始实施采出水有效回注 解决了油田用水的20 目前日产采出水5 1 104m3 有效回注井1185口 日有效回注量3 3 104m3 有效回注率64 5 现仅采油一厂全部实现有效回注 采八 超二 超四有效回注率较低 无效回注井130口 开井102口 回注量1 8 104m3 d 生产疑似套破井9口 注水量4598m3 d 主要分布在采二马岭 城壕油田 采三大水坑油田 超四元城油田 回注能力超负荷运行区块6个 井数11口 平均单井注水量315m3 d 主要分布在采二五蛟 马岭油田 采三吴起油田 采四安塞油田 超四镇原油田 采出水回注推荐指标 2008年暂行版 采出水水质特性 同国内其他油田比 具有矿化度高 30 130g L 大庆油田在4g L左右 胜利油田在5 7g L 腐蚀性强 易结垢的特点 水型主要为CaCl2 主要污染物为悬浮物和石油类 油田采出水水质特性表 油田采出水与洛河层地下水结垢一览表 采出水与清水配伍性差 采出水与清水混合后结垢严重 垢型主要为CaCO3或BaSO4 因此清水 采出水必须实施分注 采出水水质达标率为58 2 但采出水与地层水配伍性较好 部分区块如 窑 油房庄 城壕油田部分区块有碳酸钙垢 超标项目为含油 悬浮物 SRB 各层采出水间配伍性差 各层采出水除长1与长2 长4 5与长6配伍性较好外 其余层间采出水配伍性较差 结垢类型主要为CaCO3或BaSO4 多层系同时开发时采出水应分层处理 分层回注 姬塬油田各层采出水结垢图 长庆油田注水井平均井口压力13 5MPa 三叠系平均注水压力普遍高于侏罗系 同层系相比 清水平均注水压力高于采出水回注压力1 0MPa 目录 第一部分长庆油田脱水工艺的现状第二部分长庆油田采出水处理工艺流程发展历程第三部分长庆油田采出水处理及回注现状第四部分面临的困难及存在的问题第五部分下一步的发展方向及要求 随着油田开发时间的延长 含水不断上升 采出水系统腐蚀严重 维护工作量大 主要表现在 采出水有效回注率仍然偏低 井筒状况日趋复杂 治理工作量大 腐蚀成为影响系统正常运行的主要因素 采出水系统运行状况仍然不能满足注水要求 目前采出水有效回注率为64 5 因区块产注不平衡 部分采出水实施无效回注 16个区块产大于注 多余采出水 4800m3 d 无效回注 因底水油藏开发等因素 部分区块不注水 元城油田 白107区等部分区块底水油藏开发不注水 无效回注水量2100m3 d 一 采出水有效回注率仍然偏低 通过管柱更换情况统计 回注井管柱使用4年以上更换工作量较大 目前4年以上未检串的采出水回注井642口 占回注井总数的46 2 主要集中在采油一 二 三厂 全油田4年以上未检串情况统计表 二 井筒状况日趋复杂 治理工作量大 三 腐蚀成为影响系统正常运行的主要因素 采出水矿化度 2 5 12 104mg l SRB和H2S含量较高 地层水水型复杂 具有典型的腐蚀结垢特性 站点 目前有25座采出水站点的储罐 过滤器及管网腐蚀较为严重 主要在 分布在安塞 华池 马岭和元城油田 管网 采出水管网主要是服役5年以上的腐蚀破漏严重 因回注前均为清水系统 采出水回注后加剧了腐蚀 分布在采油一 二 三 六厂 共140km 一是部分站点采用简易处理流程 出水水质差 目前有88个站点采用简易处理流程 处理量在200m3 d以上有29座 少数敏感性区块回注井压力上升较快 如元48区块 部分区块采出水成分复杂 加大了污水处理难度 如学一联等站 二是原 一级除油 二级过滤 流程亟待改造完善 老流程除油罐容积过小 除油效率低 加重后段过滤环节负荷 滤料易污染失效 其次是污泥未得到彻底解决 在系统内反复循环 致使处理效果变差 四 采出水系统运行状况仍然不能满足注水要求 目录 第一部分长庆油田脱水工艺的现状第二部分长庆油田采出水处理工艺流程发展历程第三部分长庆油田采出水处理及回注现状第四部分面临的困难及存在的问题第五部分下一步的发展方向及要求 一 工作目标1 采出水处理率保持100 2 到2012年采出水有效回注率达到80 以上 3 到2012年采出水水质达标率达到80 以上 4 建立适合长庆油田不同类型油藏 不同建设规模的采出水处理工艺模式 实现工艺流程 设备选型 运行管理 三统一 管理机制 二 工艺配置原则 1 采出水处理系统布局按照开发规模 采取集中与分散相结合 采出水就地回注的思路 流程配套按照大站完整 小站简易的原则实施 2 强化前段除油 简化后段过滤 工艺流程不宜过长 减少因暴氧而产生的腐蚀 3 适度配备自控仪表 实现运行数据上传及部分部分流程的自动化操作 简化运行操作 4 大站配套完善的污泥处理装置 小站采用移动式的污泥处理装置 污泥处理以离心法处理为主 1 加大采出水系统防腐材料配套和应用一是新建联合站附近或综合含水较高的中心站场周围的注水系统管网 考虑到1 2年后的采出水回注 注水地面管网应直接采用非金属管材 彻底解决回注采出水带来的腐蚀问题 二是污水系统站内及站外跨越及敏感区选用非金属管材 复合金属管或钢骨架复合管 站外注水干线及单井回注管线选用高压玻璃钢管和柔性复合管等产品 三是加强采出水系统储罐及机泵设施的防腐新材料的应用力度 缓解因腐蚀对系统整体寿命的影响 三 工作建议及要求 2 加强现场管理强化现场管理 完善考核机制 确保系统的正常运行 确保水质达标回注 一是加强原油脱水的运行管理 重点做好脱水系统的破乳剂选型 加药地点优化 温度及沉降罐参数 三相分离器 的正常运行 以及站外来液的平稳运行 二是切实落实除油罐定期排污 过滤器定期维护和反冲洗制度的落实 杀菌剂的定期轮换 确保沿程水质不致恶化 三是完善采出水处理系统管理考核 建立采出水系统运行及水质检测报表上报制度 并定期通报 加强运行考核监管 加强新区采出水前期研究及工艺选择 考虑长庆油田地层水矿化度较高 加强采出水系统防腐措施 减缓腐蚀和结垢的发生 综合评价采出水工艺流程 流程选择 考虑到采出水系统运行中工况的不稳定性 处理量的增长 要从技术稳定性 运行费用等方面全面评价 评价周期较长 1 1 5年 评价指标 除了监测采出水中含油 悬浮物两项主要指标外 还要考察细菌 腐蚀 结垢等指标 3 继续做好采出水处理工艺完善及配套 采出水系统配套保障有待完善 一是个别站新区系统配套有待明确 目前个别站因初期水量较小 采出水处理系统采用简易装置 过滤部分位置预留 但预留部分后期缺乏有效保障 二是老区采出水系统改造费用有待理顺 近年来 个别站采出水处理系统改造通过安全隐患项目 节能改造项目等渠道筹措解决 建议应进一步明确费用来源 完善采出水处理系统立项 施工 验收等环节工作机制 鉴于采出水处理系统的施工建设专业性较强 逐步引入专业化施工队伍 特别是除油罐 混凝罐 的制作及防腐施工 严格投产前的验收程序 建议公司相关处室 设计等部门参与 把好工程质量 完善采出水系统运行保障与配套措施 目前部分采油厂的回注系统的药剂投加费用不足 造成采出水水质不达标 采出水系统使用药剂质量有待提高 加强采出水场站的水质检测 目前采出水系统分析仪器及操作人员配置不全 分析手段落后 加强人员培训 逐步配套场站监测仪器 完善配套手段 扩大采出水系统外包管理模式 油一转采出水系统外包管理 经一年多的运行 效果较好 建议应扩大应用范围 减少一线操作人员 保证系统运行正常 确保回注水质达标 4 加强采出水处理系统重点工序的管理 除油罐的运行 一是除油罐日常运行必须做到连续平稳 除油罐污水出口含油要求 100mg l 如果发现采出水含油过高 必须查明原因 一旦发现连续数天除油罐出口含油指标大于进口 应仔细分析原因 必要时进行清罐处理 并对罐内设施进行检查维护 二是除油罐应建立定期排污制度 除油罐每