延長(zhǎng)油田注水處理工藝及效果分析

1、延長(zhǎng)油田注水處理工藝及效果分析楊彩玲1,王軍2,劉艷梅1(1.延長(zhǎng)油田股份有限公司注水辦;2.延長(zhǎng)油田股份有限公司化驗(yàn)中心,陜西延安716000摘要:延長(zhǎng)油田注水工作較滯后,污水處理是滿足油田注水開(kāi)發(fā)“注好水、注足水”的重要保障措施之一。目前油田污水處理技術(shù)多種多樣,不同的水處理技術(shù)處理的水質(zhì)效果有所不同;本文通過(guò)對(duì)8座移動(dòng)式撬裝式水處理站及一座固定處理站注入水處理前后水樣化驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析,篩選適應(yīng)延長(zhǎng)油田生產(chǎn)與發(fā)展的水處理工藝,探索適應(yīng)延長(zhǎng)油田自身特點(diǎn)的污水處理系統(tǒng)模式。關(guān)鍵詞:水處理工藝;污水處理;水質(zhì)中圖分類號(hào):T E357.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10067981(2014070

2、033041延長(zhǎng)油田注水處理工藝延長(zhǎng)油田注水水源分油田采出水和清水。目前產(chǎn)出水處理工藝分大致分為6種(表1,產(chǎn)出水主要水處理工藝概況表;清水工藝以“一級(jí)沉降+二級(jí)過(guò)濾”為主,主要應(yīng)用在東部采油廠和西部的定邊、吳起、西區(qū),處理后水質(zhì)能夠滿足回注要求。表1延長(zhǎng)油田產(chǎn)出水主要水處理工藝概況表序號(hào)工藝類型工藝流程描述1重力沉降工藝來(lái)水二/三級(jí)除油(除油罐、混凝沉降提升泵纖維球油水分離器燒結(jié)管來(lái)水二/三級(jí)除油(隔油池、除油罐提升泵一級(jí)粗濾(核桃殼或多介質(zhì)二級(jí)過(guò)濾(纖維球2壓力流程工藝來(lái)水二/三級(jí)除油(除油罐、聚結(jié)除油提升泵一級(jí)粗濾(核桃殼或多介質(zhì)二級(jí)過(guò)濾(纖維球3氣浮工藝來(lái)水二/三級(jí)除油(除油罐、氣浮提

3、升泵二/三級(jí)過(guò)濾(核桃殼過(guò)濾器或多介質(zhì)過(guò)濾器一級(jí)精濾(陶瓷膜、燒結(jié)管過(guò)濾器4水質(zhì)改性來(lái)水除油罐水質(zhì)改性工藝提升泵一級(jí)雙濾料過(guò)濾器燒結(jié)管過(guò)濾器來(lái)水二級(jí)除油罐+微生物(除油提升泵膜過(guò)濾5生化工藝來(lái)水調(diào)節(jié)(罐池提升泵復(fù)合分離系統(tǒng)接觸氧化池泥水分離系統(tǒng)復(fù)合生物濾池二級(jí)粗濾+精濾(燒結(jié)管過(guò)濾器6懸浮污泥床工藝來(lái)水混凝沉降罐(池提升泵S S F懸浮污泥床過(guò)濾器2延長(zhǎng)油田水處理系統(tǒng)存在問(wèn)題注水污水處理站場(chǎng)具有“站點(diǎn)多而分散、處理規(guī)模小、建站模式多樣”等特點(diǎn),處理規(guī)模在200m3/ d以下的大多為撬裝式。來(lái)水水質(zhì)與水量不穩(wěn),大部分站場(chǎng)處理水源依靠罐車?yán)\(yùn),其中部分站場(chǎng)來(lái)水含有作業(yè)措施廢液、壓裂廢液等。處理工藝

4、和主要處理設(shè)備種類多樣,水質(zhì)處理效果參差不齊。一方面水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系不健全、不完善,注水系統(tǒng)內(nèi)從水源、注水站、注水井井口等各環(huán)節(jié)水質(zhì)穩(wěn)定性無(wú)法保障,固體懸浮物含量和含油量超標(biāo),導(dǎo)致注水管網(wǎng)腐蝕結(jié)垢、地層堵塞等問(wèn)題,注水泵站增壓困難,注水壓力上升快。另一方面水處理化學(xué)藥劑的加藥程序、藥劑類型選擇、藥劑濃度配比等還不夠規(guī)范,影響著水質(zhì)處理效果,導(dǎo)致地層堵塞,加劇了管線腐蝕、結(jié)垢問(wèn)題,注水加藥方案需要進(jìn)一步規(guī)范與優(yōu)化1,2。目前部分站點(diǎn)注水系統(tǒng)與污水處理系統(tǒng)能力不配套,處理運(yùn)行負(fù)荷較低,加之部分處理系統(tǒng)為間歇運(yùn)行,影響了處理效果,增加了污水處理成本。3注水站工藝及水質(zhì)處理情況針對(duì)延長(zhǎng)油田水處理工藝及水處

5、理設(shè)施多樣的狀況,同時(shí)為進(jìn)一步優(yōu)化撬裝注水站水處理工藝流程,對(duì)幾種污水撬裝注水站水質(zhì)處理情況進(jìn)行取樣332014年第7期內(nèi)蒙古石油化工*收稿日期:2014-02-06與化驗(yàn),工藝流程見(jiàn)表2。取樣共涉及8座站(有清水站1座、污水站7座,其中撬裝站7座,固定站1座;取樣點(diǎn)為進(jìn)水、氣浮出水和出水,采取同一站各取樣點(diǎn)同時(shí)取樣,平行取樣三次的方法進(jìn)行取樣。本次化驗(yàn)指標(biāo)有懸浮物含量、含油量、平均腐蝕率、硫酸鹽還原菌、腐生菌、總鐵量、p H 值、溶解氧和離子分析等九項(xiàng),其中懸浮物含量、平均腐蝕率、微生物含量及溶解氧測(cè)定參照S Y /T 5329-94標(biāo)準(zhǔn)3,離子分析參照S Y /T 5523-2006標(biāo)準(zhǔn)4

6、,含油量采用紅外油份儀測(cè)定,總鐵采用鄰二氮菲分光光度法測(cè)定,pH 值采用雷磁p H 復(fù)合電極測(cè)定。表2幾種水處理工藝撬裝注水站序號(hào)注水站建設(shè)規(guī)模水處理工藝流程水質(zhì)評(píng)價(jià)(感官分析11號(hào)注水站200沉降池-旋流分離-電解氣浮-核桃殼過(guò)濾-雙濾料(無(wú)煙煤、石英砂過(guò)濾-懸掛擠壓改性纖維球-出水原水為污水,水質(zhì)渾濁,處理后水質(zhì)變化明顯,水質(zhì)基本達(dá)標(biāo)。22號(hào)注水站200沉降池-旋流分離-電解氣浮-核桃殼過(guò)濾-雙濾料(無(wú)煙煤、石英砂過(guò)濾-懸掛擠壓改性纖維球-出水原水為污水,水質(zhì)渾濁,處理后水質(zhì)變化不明顯。35號(hào)注水站200200m3沉降池-二級(jí)深渦旋流氣浮油水分離器-雙濾料(石英砂、核桃殼過(guò)濾器-改性纖維球

7、過(guò)濾器-出水原水為產(chǎn)出水,水質(zhì)較好,處理后水質(zhì)變化不明顯。46號(hào)注水站200200m3沉降池-旋流油水分離器-核桃殼過(guò)濾器-石英砂過(guò)濾器-改性纖維球過(guò)濾器-出水原水為產(chǎn)出水,水質(zhì)較好,處理后水質(zhì)變化不明顯。57號(hào)注水站200沉降池-二級(jí)多功能一體化污水裝置(通過(guò)電極防垢、緩蝕、殺菌、除氧-出水原水為產(chǎn)出水,原水水質(zhì)渾濁,處理后水質(zhì)變化不明顯。68號(hào)注水站300沉降池-一體化高效渦旋流降油反應(yīng)器-多功能離子棒水處理器-精細(xì)過(guò)濾器(石英砂、核桃殼過(guò)濾器-出水原水為產(chǎn)出水,水質(zhì)渾濁,處理后水質(zhì)變化不明顯。79號(hào)注水站300沉降池-一體化高效渦旋流降油反應(yīng)器-多功能離子棒水處理器-精細(xì)過(guò)濾器(石英砂、

8、核桃殼過(guò)濾器-出水原水為清水,水質(zhì)較好,處理后水質(zhì)比原水更差。810號(hào)注水站200沉降池-旋流油水分離器-多相流溶氣氣浮分離裝置-核桃殼過(guò)濾-石英砂過(guò)濾-壓緊式改性纖維球過(guò)濾器-出水原水為產(chǎn)出水,水質(zhì)渾濁,處理后水質(zhì)好。二級(jí)過(guò)濾后,除懸浮物外,其余指標(biāo)達(dá)標(biāo)。表3有氣浮裝置水處理前后水質(zhì)分析項(xiàng)目懸浮物含量(m g /L 平均腐蝕率(m m /a 含油量(m g /L pH 值總鐵量(m g /L 硫酸鹽還原菌含量(個(gè)/m L 腐生菌含量(個(gè)/m L 溶解氧(m g /L 2號(hào)注水站進(jìn)口720.0195.6697.251.51031050.22號(hào)注水站過(guò)濾前氣浮后121/5.3236.955.93

9、1031060.42號(hào)注水站出口470.0422.2277.250.461號(hào)注水站進(jìn)口250.0118.3936.991.411051060.31號(hào)注水站過(guò)濾前氣浮后1030.15號(hào)注水站過(guò)濾前氣浮后31/27.887.591.355號(hào)注水站出口23.50.0228.4027.661.21041040.0243內(nèi)蒙古石油化工2014年第7期4水處理工藝流程分析4.1有氣浮裝置水處理工藝流程有氣浮裝置工藝流程的站三個(gè),1號(hào)、2號(hào)和5號(hào)注水站。處理前后水質(zhì)情況見(jiàn)表3。三座注水站處理后懸浮物含量減少,除1號(hào)注水站,該站出口懸浮物含量為1.5m g/L,符合標(biāo)準(zhǔn)要求外,其他兩個(gè)站均較高,超過(guò)指標(biāo)要求;

10、含油量在減少,除5號(hào)注水站,該站經(jīng)氣浮油水分離后含油量為27.88m g/L,是進(jìn)水含油量1.841m g/L的15倍,其他兩站基本符合標(biāo)準(zhǔn)要求。4.2無(wú)氣浮裝置水處理工藝流程無(wú)氣浮裝置工藝流程的站五個(gè),有8號(hào)注水站、7號(hào)注水站、6號(hào)注水站、10號(hào)注水站、9號(hào)注水站,處理前后水質(zhì)情況見(jiàn)表4。其中8號(hào)注水站處理效果較差,處理前后各指標(biāo)數(shù)據(jù)基本一樣;7號(hào)注水站懸浮物含量為21m g/L,超出標(biāo)準(zhǔn)要求;其余三個(gè)站各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。表4無(wú)氣浮裝置水處理前后水質(zhì)分析項(xiàng)目懸浮物含量(m g/L平均腐蝕率(m m/a含油量(m g/Lp H值總鐵量(m g/L硫酸鹽還原菌含量(個(gè)/m L腐生菌含量(個(gè)

11、/m L溶解氧(m g/L10號(hào)注水站進(jìn)口15.50.0037.9066.520.361011040.2 10號(hào)注水站出口20.00506.720.521011020.03 9號(hào)注水站進(jìn)口(清水100.0453.3428.470.099號(hào)注水站出口(清水10.02908.330.066號(hào)注水站8進(jìn)口<1.000.0321.13970.151031040.4 6號(hào)注水站出口<1.000.03806.870.481031020.4 7號(hào)注水站進(jìn)口400.0123.1256.427.081041030.01 7號(hào)注水站出口210.024.6216.440.981031020.01 8號(hào)注

12、水站進(jìn)口330.00332.026.153.381031030.3 8號(hào)注水站出口330.00231.176.154.911021030.3表5微生物+膜處理工藝水質(zhì)分析項(xiàng)目懸浮物含量(m g/L平均腐蝕率(m m/a含油量(m g/Lp H值總鐵量(m g/L硫酸鹽還原菌含量(個(gè)/m L腐生菌含量(個(gè)/m L溶解氧(m g/L3號(hào)注水站出口<1.000.040.06896.940.041031040.1 3號(hào)注水站進(jìn)口460.0030.85216.744.011041040.45固定站微生物+膜處理工藝分析固定站3號(hào)污水處理站為微生物+膜處理工藝。根據(jù)近幾年的運(yùn)行情況和本次取樣結(jié)果看,

13、該站水處理效果較好,基本達(dá)到油田水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。處理前后水質(zhì)分析情況見(jiàn)表5。6按水質(zhì)指標(biāo)分析6.1懸浮物含量各站懸浮物含量范圍為147m g/L,平均為21m g/L。其中10號(hào)注水站、6號(hào)注水站和1號(hào)注水站處理后懸浮物含量在2m g/L以下,符合延長(zhǎng)油田水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其他各站都在20m g/L以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的最高值。因各站入水水質(zhì)不同,為了更好的分析不同工藝流程的處理效果(只分析處理效果好的站,此處提出了懸浮物去除率概念。其中6號(hào)注水站入水懸浮物含量小于1,滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,不做進(jìn)一步分析;10號(hào)注水站和1號(hào)注水站懸浮物去除率分別為87. 1%、94.0%,出水懸浮物含量分別2m g/L、1.

14、5m g/ L。由此可見(jiàn),1號(hào)注水站對(duì)懸浮物處理效果最好。6.2平均腐蝕率各站平均腐蝕率范圍為0.0020.051m m/a,平均為0.018m m/a,均小于水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)0.076m m/a,因掛片時(shí)間短,該數(shù)據(jù)僅供參考。其中,進(jìn)口平均腐蝕率最低的站是10號(hào)注水站,最高的是6號(hào)注水站;出口平均腐蝕率最低的站是8號(hào)注水站,最高的是1號(hào)注水站。6.3含油量各站含油量范圍為031.17m g/L,平均為6. 9m g/L,其中5號(hào)注水站經(jīng)氣浮油水分離后含油量為27.88m g/L,為進(jìn)口水含油量1.841m g/L的15倍。532014年第7期楊彩玲等延長(zhǎng)油田注水處理工藝及效果分析10號(hào)注水站和6號(hào)注

15、水站出水含油量都為0.8號(hào)注水站處理前后數(shù)據(jù)分別為32.02m g/L 和31.17m g/L ,基本沒(méi)有變化。其他各站出口水含油量均在5m g/L 以下,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求5。6.4pH 值按照油田公司水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),pH 值范圍為6.57.5,除7號(hào)注水站(p H 值為6.44和8號(hào)注水站(p H 值為6.15比標(biāo)準(zhǔn)值低,其余各站都符合標(biāo)準(zhǔn)要求。6.5總鐵量各站總鐵量范圍為0.464.91m g/L ,平均為1.29m g /L ,部分站處理后水總鐵含量比處理前水總鐵含量高,分析原因可能是腐蝕或細(xì)菌生成引起的。有4座站出水水質(zhì)達(dá)標(biāo),1號(hào)、2號(hào)、6號(hào)和9號(hào),其中9號(hào)注水站、6號(hào)注水站進(jìn)水總鐵含量比較低,

16、分別為0.09m g /L 和0.15m g /L ,2號(hào)注水站、1號(hào)注水站進(jìn)水總鐵含量較高,分別為1.5m g/L 和1.41m g /L 。10號(hào)注水站總鐵量為0.52m g /L ,超出標(biāo)準(zhǔn)值0.02m g/L 。6.6礦化度及水型污水站水型為C a C l 2型,各站礦化度范圍為2912977202m g /L ,平均為46113m g /L 。其中,進(jìn)口礦化度最低的站是6號(hào)注水站,最高的是10號(hào)注水站;出口礦化度最低的站是2號(hào)注水站,最高的是10號(hào)注水站。6.7細(xì)菌含量除2號(hào)注水站外,對(duì)各站進(jìn)、出口硫酸鹽還原菌和腐含量進(jìn)行了化驗(yàn)。其中,出水水質(zhì)兩項(xiàng)都達(dá)標(biāo)的站有10號(hào)注水站和1號(hào)注水站

17、;腐生菌含量達(dá)標(biāo)的站有6號(hào)注水站和7號(hào)注水站;其余站兩項(xiàng)指標(biāo)均不達(dá)標(biāo)7。6.8溶解氧各站溶解氧含量范圍為0.010.4m g/L ,平均為0.177m g /L (2號(hào)注水站出水溶解氧含量未化驗(yàn)。處理后溶解氧含量達(dá)標(biāo)的有3座注水站,分別為10號(hào)注水站、5號(hào)注水站和7號(hào)注水站,其余各站超標(biāo)較嚴(yán)重,范圍為0.30.4m g/L 之間7,8。7結(jié)論3號(hào)污水處理站固定站采用微生物+膜處理工藝,出水水質(zhì)好,能夠達(dá)到油田公司要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),是值得撬裝站借鑒的污水處理工藝。水處理效果好的污水撬裝站有10號(hào)注水站和1號(hào)注水站,其中1號(hào)注水站采用電解氣浮工藝,出水各項(xiàng)化驗(yàn)指標(biāo)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。其余6座撬裝注水站水

18、處理工藝處理前后各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)水處理效果差。總之,對(duì)撬裝式注水站水處理工藝及水質(zhì)指標(biāo)化驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,油田污水處理系統(tǒng)處理效果與注水水質(zhì)指標(biāo)要求還存在一定的差距,主要是懸浮固體含量超標(biāo),因此,有必要進(jìn)行處理設(shè)施運(yùn)行狀況進(jìn)一步改善。參考文獻(xiàn)1趙東風(fēng).采油廢水用于低滲透油田注水處理工藝研究J .石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版,1999,23(2,109110.2周建民,張國(guó)嶺,端木合順,等.油田回注水處理工程實(shí)例J .石油工程建設(shè),2010,36(2,5155.3石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY /T 5523-2006,油氣田水分析方法S .4石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY /T 5329-94,碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及

19、分析方法S .5欒希煒,曹會(huì)哲,丁慧,等.低滲透油田注水精細(xì)處理技術(shù)J .給水排水,2002,28(6,4043.6喬玉芬.含油污水處理及注水系統(tǒng)綜合治理建議J .石油規(guī)劃設(shè)計(jì),1998,(2,14.7蔣生鍵.低滲透油田回注水精細(xì)處理技術(shù)及發(fā)展J .工業(yè)水處理,2007,27(10,58.8呂慧超,左巖.油田回注水處理技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)J .工業(yè)用水與廢水,2009,40(2,1518.W a t e r i n j e c t i o n t e c h n o l o g y a n d e f f e c t s a n a l y s i s i n Y a n c h a n g o

20、i l f i e l d Y A N G C a i -l i n g 1,WA N G J u n 2,L I U Y a n -m e i 1(1.W a t e r i n j e c t i o n T e c h n o l o g y D e p a r t m e n t ;2.C h e m i c a l L a b o r a t o r y C e n t e r ,Y a n c h a n g O i l f i e l d C o .L t d .A b s t r a c t :T h e w a t e r f l o o d i n g o f Y a n

21、c h a n g o i l f i e l d i s l a g g i n g b e h i n d .S e w a g e t r e a t m e n t i s o n e o f t h e i m p o r t a n t s a f e g u a r d m e a s u r e s t o s a t i s f y t h e w a t e r f l o o d i n g o f “f i l l i n g w e l l w a t e r ,p o u r i n g e n o u g h w a t e r ”.A t p r e s e n t ,t h e r e a r e v a r i o u s a n d d i v e r s e t e c h n i q u e s o f o i l f i e l d s e w a g e t r e a t m e n t .T h e t r e a t m e n t o f w a t e r q u a l i t y b