油气田污水资源化处理现状及对策

26 2005 年 3 月 油气田环境保护 治理技术 徐大树，毕业于西安石油学院石油工程系石油工程专业，石油大学（ 华东）油气田开发专业硕士生研究生（在职），江苏油田试采一厂采油十一队队长兼党支部书记 , 工程师。通讯地址：江苏江都真武镇试采一厂， 225265 油气田污水资源化处理现状及对策 徐大树 张 军 任向阳 张 霞 高后正 （江苏油田试采一厂） 摘 要 在油田开发后期，采出液将进入高含水、高腐蚀期。随着可持续发展战略的实施，对油田污水处理提出了新的要求。污水资源化可采取如下策略：采用阴极保护法，以延缓铁质处理罐的使用寿命；应用非金属管材技术，增强管线的耐腐蚀性；加强生产助剂研究，减少二次污染；改进工艺，提高系统效率。 关键词 污水处理 管道 防腐 注水 油田开发 0 引 言 油田开发后期采出液将进入高含水、高腐蚀期。随着 可持续发展战略的实施，对油田污水处理提出了新的要求。近年来，油田污水深度处理技术越来越受到重视，江苏某开发 20 多年的老油田 , 试验将处理后的污水作为驱油介质，实现了污水资源化处理及污水零排放。 1 油田采出水处理现状 1. 1 采出水 江苏油田污水具有“含油量高、矿化度高、微生物含量高、机杂高、腐蚀率高、处理难”的等特点。通常情况下，该油田初处理时污水含油量在 500 1000 ，矿化度在 10000 110000 0 ，硫酸盐还原菌和铁细菌量常大于 10000 个 /杂质量在5 0 1 10 0 L ，富含 + 、 + 、 + 、 2 - 、 2 - 等离子 , 还含有硫化物，腐蚀率在 0 1 mm/a ，据水质资料及现场分析，污水处理罐中沉积物成分复杂且浓度偏高，主要为出砂较重的油井采出的油泥、油砂，流程中一些无机垢剥落物，还有部分细菌代谢产物，如：硫细菌、铁细菌、硝酸盐还原菌代谢后的垢状物。 油田污水远远超过国家规定的水质标准；油井综合含水率大于 90 ，而且难于控制油井含水，污水经处理后，难以达到排放标准。 1. 2 注入水的选择原则 目前该油田注水工艺水资源选择原则：在油田产出污水量大 时，优先选择油层产出污水为水源，加大污水处理工艺的投入，保证水质达到地质配注要求；当油层产出污水供应不足时，可以采用清污混注，并随着油层产出污水量增加逐渐提高污水的注水比例，最终实现完全注污水；在注污水和清污混注条件都不满足时，可以采用清水作为注水水源，通过注改性清水的办法补充地层能量。 1. 3 污水处理工艺 1 防 腐 该油区污水腐蚀性强，在生化腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀，再加上应力腐蚀等局部性腐蚀的共同作用下，加大了腐蚀速度，钢制设施寿命从 3 5 年缩短为 1 3 年。该油区共有注水井 86 口，近两年出 现11 井次油管脱落，有的管柱呈蜂窝状，由于套管破损严重而被迫关、停的注水井就有 9 口。这种现象在高含水、高腐蚀性的油区更为突出，这已成为制约油田开发后期污水处理工作的重要因素之一。 该油区油气处理集输站的储油罐、水处理罐盘管出现穿孔，由于设备老化、穿孔严重导致油水混凝、分离时间偏短，影响了油水分离等，导致混凝处理效果差，污水含油率急剧上升，造成部分污水处理罐难以正常使用。 1 2 工艺分类 由于不同油区污水水质差异较大，因此，处理工艺有所区别。该油田污水处理工艺，大致可分为重力式、压力式、浮选法和旋流法等 处理工艺，主要有重力式和压力式两种。 重力式 重力式污水处理除油工艺为：自然除油 混凝除油 过滤 注水泵房 配水间 注水井。原油处理系统来水首先经过自然除油，起到初步沉降和 治理技术 油气田环境保护 第 15 卷第 1 期 27 稳定水质的作用，再投加混凝剂进行混凝沉降，然后经过缓冲、提升、过滤，过滤后的污水再加入杀菌剂，出水为资源化利用的合格回注污水。该工艺处理效果稳定，对污水含油量、水量变化波动适应性强。 压力式 旋流 ( 或立式除油罐 ) 除油 压力式聚集分离 压力式沉降 过滤 注水泵房 配水间 注水井。原油处理系统来水若压力较高，可直接进入旋流除油器； 若压力适中，可先进入除油罐。采用旋流除油后进行压力沉降。根据地层注水水质要求可设置一级过滤和二级过滤净化。压力式处理工艺净化效率较高，含油污水在处理流程中停留时间较短，提高了水处理效率。该系统机械化、自动化水平高于重力式处理工艺，现场预制工作量大大降低，可充分利用处理污水来水水压，减少系统二次提升。但该工艺适于处理水质、水量波动能力较小的污水。 2 油田开发后期污水资源化对策 用先进技术 采用牺牲阳极的阴极保护法，以延缓铁质处理罐使用寿命，同比延长寿命 以上。针对油、套管破损等问题，应用优 质氮化防腐管材；采用悬挂小套管井 15 口；应用软性密封剂保护油套管 7 口；修复废弃井 5 口；这些技术效果都较好，缓解了油、套管破损问题，提高了有效注水率，保证了注水效果。 用非金属管材 针对腐蚀等问题，筛选、采用了玻璃钢管道，从应用效果看比较好。玻璃钢管道与传统钢管相比：水力坡降只有钢管的 50 ；耐腐蚀性好，使用寿命是钢管的 5 倍以上；比强度（拉伸强度与密度比）为钢管的 ，比模量（模量与密度比）为钢管的 4 倍 ,还具有重量轻、不易结蜡、结垢等优点。 进工艺 该油区污水集输站有两座三相分离器，进 入开发后期出现分离器“大马拉小车”的现象。为此，提出改造流程的建议，实施后取得满意效果，对比生产报表，在外输脱底水时，分离器出口污水含油及原油含水稍有变化，如果将储油罐脱底水速度控制在 30 m 3 / h ，并适当多增加破乳剂用量，三相分离器主要生产指标控制基本不变。这样可有效应用三相分离器的剩余能力，避免原油外输脱底水时，易造成注水罐含油大幅度上升的情况。 在改进“沉降、浮选、过滤”等工艺的基础上，对高效水力旋流器、油气水分离器应用变频技术，提高设备自动化水平，完善污水处理过程中的隔氧措施，探索并开发组合工艺及设 备集成技术，使系统效率提高了 。 强生产助剂研究 针对生产助剂容易产生二次污染的情况，加强生产助剂的攻关研究，增强油田助剂的针对性、适应性、匹配性，降低了二次污染，为油田发展做好相关技术储备。 3 结 语 实现了该油区在无新井的情况下，靠提高有效注水量，增加地层能量的办法，使该油区延缓了原油递减速度，实现了又稳产 5 年的目标，累计注水增油10 . 9 5 10 4 t 。 油田开发后期污水处理难度虽大，但经过系统分析并进行有针对性的研究，污水能够进行资源化利用，实现污水零排放。并为新油田 开发提供可借鉴的经验，提供技术、人才及管理方面的支撑。 参 考 文 献 1 陆柱等 . 油田水处理技术 . 北京：石油工业出版社， 1990 2 美 尤里克、 瑞维亚 . 腐蚀与腐蚀控制 . 北京：石油工业出版社， 1994 3 徐根良 . 含油废水处理技术综述 . 水处理技术 17(1 ) 4 何有强 . 玻璃钢管道在江苏油田的应用 . 油气田地面工程，2002,21 （ 2 ） 5 朱平等 . 江苏油田注水技术管理手册 . 北京石油工业出版社， 2004 ， 10 （收稿日期 2004 - 10 - 27 ） （编辑 李 娟） 60 15 1 F of