某油田清污水混合处理工艺技术

某油田清、污水混合处理工艺技术摘要：某油田是一个油层埋藏深、渗透率低的复杂断块油田，注水开发后，对注入水的水质要求很高。经过在实践中不断创新改造，总结出了一项新的水处理工艺技术关键字：水处理混合处理成本水质稳定Abstract:Wennanoilfieldischaracteristicwithshallowembeded,lowpermeableandcomplicatedfaultblock,thereservewithlowpermeabilitycoversover60percentintotalreserves,sothequalityforinjectionwaterisquitehigh.Theinjectionwaterhardlysweptupthelow-permeableformationduetononstandardinjectingwaterqualitybefore1995,whichledtoquitedifficulttodevelopthelowpermeabilityreserveandtoformseverecorrosionininjectingsystem,sothehugelossisinevitableforoilfielddevelopment.After1995,throughtechnicians’continuoussummarizationandcreationinpractice,weresearchedonenewwaterdisposaltechnology:Clean&DirtyWaterMixtureDisposalTechnology.Itsmainfeatureistopre-mixandreactforcleananddirtywaterresource,subsequentlyformastablewaterqualitysystemsoastoresolvethecorrosionanddepositionproblemfortwounsuitedqualitywaterininjection,andrealizethewaterqualitytomeetoperationalstandard.Thistechnologyhassomanyadvantagesincludinglowcost,highautomation,easyoperation,stablewaterqualityandsoforth,thewaterqualityindexafterdisposalreachesA1levelinSY5329-94;furthermore,itmatcheswithformationwaterverywell,neverdepositinthegroundcondition.Theapplicationofthistechnologylaysasolidfoundationforwaterinjectiondevelopmentinlow-permeableoilreserves.1前言某油田位于东濮凹陷中央隆起带文留构造的南倾部分，是一个异常高压、低渗、高饱和的复杂断块油气藏。油藏平均埋深3100m，储层平均孔隙度11.4~21.6%，平均空气渗透率4.3~208.9×10-3um2，平均孔喉直径1~5.4um。1983年以来，陆续投入了10个断块区共26个开发单元，动用石油地质储量6517×104t，其中，按渗透率统计，渗透率小于30×10-3um2的油层地质储量占全油田已动用储量的58%。特殊复杂的地质特征，给某油田的注水水质提出了严格的要求，油田自1984年投入注水开发以来，水质问题便成为人们关心的热点、难点。2问题的提出某油田的注水，先后经历过注清水、清污混注等阶段，担负其水处理与回注任务的是文二污水处理站。该站设计了两套并行的水处理工艺流程：一套是日处理能力为5000m3的“斜板除油—诱导浮选—压力过滤—精滤”[1]密闭处理装置；另一套日处理能力为8000m3的“自然除油—混凝除油、斜管沉降—压力过滤”[1]密闭处理工艺流程。两套水处理流程并联运行，均用来处理含油污水，技术改造之前，采用处理后的污水与清水混和后再回注。2.1产生的问题某油田的日注水量大约在12000m3左右，其中油井产出污水量大约为6000m3左右，每天需补充浅层清水量6000m3左右，两种水源的基本情况见表1和表2。从表中可以看出，油井产出水为CaCl2型，注水水源基本情况表表1丘水源类型桶日供水型量祥m而3某/d型总矿化宏度邀mg/l毛水型坐P特H份值杆水披温念℃名机末杂骑mg/l桐含宝油忽mg/l立含乎铁前mg/l航含第氧猎mg/l米含烟硫多mg/l意CO编2斯mg/l娘SRB地阻个贿/ml漫TG躺B黑个新/ml枣油井产出水介6000湾6~8×10蒜4樱CaCl烂2何6.0神42姨〉明10宏188终27.4西0逃0.3蜻74珠10片3糕10蛇2齿清水矛6000摆1018~1殖534续NaHCO肥3版7.0葱20无2讨0叹0.3创2侍0.1始3.7虹10响10盯3清水为NaHCO3型，二者之间不配伍，所以二者混合后，机杂含量急剧上升，注水水质恶化。清污混注过程中，在生产现场还发现注水管网流程及注水井井下油套管腐蚀结垢严重，最大点蚀速率达3mm/a以上，最大结垢速率达5mm/a以上。据统计，清污水先分别处理后再混注，油田因注水系统腐蚀结垢及井口水质长期不达标所造成的经济损失每年都在2500万元以上，该油田带来了巨大的经济损失。2.2产生问题的原因分析清、污水混注后，主要表现出以下两方面：1）结垢加剧，悬浮物含量增高：污水中含有大量的Ca2+、Mg2+、Fe2+、SO42-和部分HCO3-，清、污水混合后，清水中的HCO3-加速了CaCO3的沉淀；温度升高，压力下降可以促使HCO3-分解，加速成垢。其反应机理[1]如下：Ca2++2HCO3-→CaCO3↓+CO2+H2OFe2++2HCO3-→FeCO3↓+CO2+H2O2）细菌大量繁殖：污水中含有大量有机物，但因矿化度高，介质与胞体内渗透压差大，故不宜滋生细菌，清水里有生成细菌的条件，可又没有营养物质，故单一污水或清水都不适合细菌大量繁殖。而两者混合后，既有营养物质，又有细菌生长的最佳环境条件（温度、含盐量、PH值），因此，大量细菌繁衍滋生（测定混合水中SRB的含量高达106个/ml）。腐蚀产物和垢物的沉积，又为硫酸盐还原菌提供了良好的生存环境，加剧腐蚀,致使注水水质沿注水管网急剧恶化。2.3清、污水先混合后处理问题的提出吹清、污水测先分别处理后帮再混合导致注帖水系统腐蚀、望结垢严重，系慨统水质难以达扣标。问题的解浊决有两条途径日：一、是清、稳污水分注；二削是清、污水先议混合，经处理闲后混注。清污桌分注存在两个员问题巾：让⑴韵清水对地层伤激害大（储层存额在中强度水敏捷），清水与地送层水不配伍，阁易结垢，对油旋层的伤害加大妈；咐⑵让清、污分注需肾要从储水罐、攻注水泵、分水钢器、流程上完倍全分开，不仅浸需要耗费大量堆资金改造现有止工艺流程、装批置和设备，而落且将增大分注婆后的运行和管时理费用。因此亦，开展清、污海混合处理可行睡性研究十分必赤要。改采油四厂割于臭199含3杠年首先提出并掏于荡199梳4灯年初正式哲以惯“值清污水先混合洁后处理水质达粘标可行性研夸究判”弱为题进行立项誉、研究，其中济心论点就晃是崭“娃让两种不同性霜质的水源提前翁混合、反应，逮将地下的矛盾扔提前到地面解宵决，将系统中期的矛盾提前到锁站内解纷决室”氧。充3轰范“禾清污水先混合恳后处理水质达姐标工艺技左术饮”翼的研究及应用孝躁经3.1走酷清污水先混合圾后处理水质达浪标工艺技术的裕研究估清污水混向合处理的技术渠关键是清污两洗大不配伍水源记在污水站内混重合反应后能否袍形成一个稳定磨的水质体系，烛且处理后的水果质能否达标，奇并与地层水配侍伍性好。为此凡，采油四厂与磨有关专家组成语专门的项目组威，进行了长达扯一年半的研究竞和试验，并获繁得成功。研究圆试验的主要内租容有：清污水杀混合处理工艺立技术研广究职,习水处理工艺动哗态摸拟试坐验带,印储层敏感性试联验到,饰驱油效率试赔验异,亏杀菌试昨验砌,拉不停同别P曲H小值的清污混配钟水在地面和地慌层条件下的化篮学稳定性及与顶地层水的配伍司性试验、垢物耳分析等，取得遵了墓100恋0土多个主要数据救，为清污水混芹合处理工艺奠故定了坚实的基舟础。幕亭绸3.2墓浴清污水先混合阻后处理工艺技承术的应用嘉在室内研漆究试验成功的岔基础上，竹199墙5穗年哨9哄月按1建7丈日王在文二污水处敞理站进行了现扮场试验，历查时义4听4推天，累计处理痕水量兼484541洽m慨3肤。试验过程中鲁对处理后的水没质进行了系统际监测和评价，胳结果表明：烛间留1仁)略处理后的水质猫达到了判某限低渗透油藏注绳入水水质标准习（见拴表稀2燕），动态挂片音测试腐蚀速率史为蛇0.003~软0.0182接mm撕/茶a棉，低于行业标茅准迟[2]忙。某姻百2饲)部地面和地层条每件下，处理后爪的水化学稳定现性好，不结垢型。古跑滤3刻)妻处理后的水与妻地层水配伍性膊好。茧清污混合炭处理工艺现场滴试验水质监测央数据表输表裁2医取样地点坐取样时间知P越H如值狸水穷温胳℃绿含房氧咬mg/l央S采2-包mg/l腔悬浮汗物记mg/l姥含舒油秤mg/l许滤膜系数乒含龙铁临mg/l受细肚菌垮豆个杂/ml下Fe裳3+佛∑浮Fe挎SRB铸TGB译文二污滤后水胖6.5址29鞠0.02钢0.2俩2.0壳4辟26奔0.3牺0.5球0资10开注水泵房雕6.5霞29诵0.01集0.3烫2.4基3完31堤0.2访0.4仍10轿10龄4芦觉“睛清、污水先混咳合后处理水质劫达标工艺技档术尤”座的配套完善溜夺妻4.1培也初期的试验流贺程及缺陷帝清、污水糊混合处理工艺樱技术在文二污青水站应用初期距的流程如下图驾如示。捧因原斜管螺沉降罐内部构血件腐蚀穿孔短欧路，试验被迫垦利用文二联的肌万方事故池作熔为平流式沉淀家池进行。即产贴出水加总入帖1陶#册药剂后与已加锯入脆素尿2贩#愚药剂的清水混配合，然后再加灶入巡3讽#设药剂进入反应悟器反应，并在棍反应器中加咐入僚4存#蛾药剂，然后再影进入平流式沉娃淀池沉降，沉堪降后的水利用史污水处理站的算原处理流程进认入自然除油罐烤，然后再进入典缓冲罐，再加葱压过滤，过滤川后的水加殊入矩5腔#镜药剂后回注。烧该工艺流程的厕缺陷是：平流努式沉淀池面积鲁大，水面上漂张浮的浮油靠人震工不便回收，职池底沉积的污沫泥每快隔祸2简3栋天就会堆满全鸣池，靠人工清亲池不但劳动强屑度大，且不便山清除。更重要袭的是，当产出良水含油较高时锣，就会出现水肺质上的波动，踏分析认为是部概分药剂被污油撇吸附或消耗严遮重，造成水处祸理效果变差所馒致。另外，在迹试验过程中还辫发现，在平流喜式沉淀池中污华泥与污油粘附矿在一起，形成众一种油泥状物宰体，即不上浮院，也不下沉，犁可以在水体中其任何位置停留悲，这种物体在丑后续的提升过抛程中，极易被义提升泵叶轮打住碎，从而被带嘉入滤罐，随着房时间的累积，通滤罐过滤效果弓变差。狐绝燃4.2坝蚕清、污水混合途处理工艺的配敲套完善货针对清污街水混合处理工稀艺试验中存在荐和发现的问题旋，燥200幅0浇年对文二污水阿站进行了改造歇和配套完善，玩形成了目前比严较先进合理的菌水处理工艺流雪程。俱含油污水度首先进入扫5000m票3释立式自然除油是罐进行一级除翼油，然后再进亿入爽500m查3接立式自然除油表罐进行二级除院油，再进入浮宋选器进行三级研除油，经过三亏级除油后的产阿出水含油量可舱降津至匠10mg/剧l半以下，然后加剧入攀1挠#竟药剂，经提升鹅泵叶轮混合后夹与清水混合，死再加义入逆3丘#粒药剂，经管道孕快速混合器混洪合后进入反应绑器，反应器中侍先后加董入耻2押#果药剂总和冲4杯#赶药剂，使清污俭水充分反应，亏然后进入浅1000m斜3骡立式斜板沉降韵罐，沉降后进夺入平流式沉淀卖池进行二次沉懂降，从万方池晶提升出来的水屿直接进入压力东滤罐过滤，过段滤后加星入刻5辈#奇药剂回注。改津造的主要内容跨是：对含油污敞水先期进行除乱油，然后再与筝清水混合反应姨，去除泥垢，梯并加强对含油灯污水的除油处撕理，从而减小收了污油对后续绪水处理的干扰错和影响，并在半平流式沉淀池轻前增设了斜板岗沉降罐，这不婆仅增强了悬浮缸物的去除作用榴，而且绝大部夸分的污泥沉降鸭后，可以从设哈在罐底的排污娘设施排入专设遥的排污池中，抽对污泥集中进奔行浓缩处理，娇从而大大减轻谈了工人从平流芽式沉淀池收油淹和清泥的工作责量，提高了工默作效率。另外杰，新增设的斜防板沉降罐被设柏计为逆向流，颤即水流在罐底驾部分配水，从电罐上部收集。巴与同向流沉降怪罐相比，沉降达后的水中悬浮大物含量大大减驰少，为后续的倾水处理提供了椒保障，过滤后标的水质明显提探高，滤料的使阁用寿命大幅度面延长。峡为保证水先质的长期稳定输达标以及各种淹水处理设施的暮安全高效运行构，进一步降低因操作人员的劳朽动强度，文二现污水处理站还本广泛应用自动炕化控制技术，弦对一些重要工绞艺参数的控制连和操作辅以电句气自动控制技和术，近几年相冒继实现了滤罐题反冲洗自动操森作、沉降罐排投污自动操作、勤浮选器液位自石动控制、加药读自动控制等，挽使工艺控制更丑加科学、合理彻，工艺效果更柴加稳定。另外校，各种耐腐蚀锄材料和先进的错防腐技术在文缺二污水处理站针的应用也使水芳处理系统腐蚀域大大减缓。判5嫁水处理效果及鞭效益评价检跟导5.1弦已水质处理效果爬清污水混肃合处理工艺配谜套完善后，工块艺过程更加科雾学合理，水处黄理效果显著提搜高（见下网表航3晴），工人劳动永强度大幅度降兵低，水质更加沟稳定。验清污水混艳合处理工艺配恢套完善后的水瑞处理效果表链表幼3西指标吵P夫H字值讯溶解怖氧绞mg/l这S骡2-滋mg/l特悬浮绣物等mg/l心含茅油颂mg/l猛含耗铁额mg/l诱滤膜系数净细穷菌衬毙个秋/ml嚷腐蚀速汤率版mm/a帆Fe恐3+头∑内Fe残SRB俯TGB塌处理后的水质词6.3冒0.02默0.2膏≤矿1皇2谣0.1票0.3清42后0纯10演0.02距现些5.2体型效果评价袍怕很脚“该清、污水先混锻合后处理水质擦达标工艺技是术芒”吨在证某院油田的成功应叙用，使稀某虫油田的注入水狸水质实现了系蛮统达标，解决彼