杜杰 郭志強 張帆 張超

（西安長慶科技工程有限責(zé)任公司）

一體化采出水處理裝置研究及應(yīng)用

杜杰 郭志強 張帆 張超

（西安長慶科技工程有限責(zé)任公司）

長慶油田采出水處理站具有點多面廣的特點。為滿足油田低成本開發(fā)的需求，研發(fā)了一體化采出水處理裝置，該裝置具有橇裝化、集成化、自動化和數(shù)字化等特點?，F(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明：經(jīng)該裝置處理后水質(zhì)達標(biāo)。處理過程不投加藥劑、運行費用低、污泥產(chǎn)生量少，現(xiàn)場管理方便，適合邊遠中小型站場采出水處理。

一體化水處理裝置；油田采出水；油田開發(fā)

0 引 言

長慶油田屬典型的低滲透、特低滲透油田，主力油區(qū)位于陜甘寧三省境內(nèi)，屬于黃土高原水土流失區(qū)，地貌復(fù)雜。特殊的地理地質(zhì)條件決定長慶油田采出水處理站點多面廣，規(guī)模?。?］。聯(lián)合站采出水處理規(guī)模一般為1 000～2 000 m3／d，小型脫水站處理規(guī)模一般為200～600 m3／d。

長慶油田處于油田開采前期，大多數(shù)采出水經(jīng)過處理后回注于開采層作為驅(qū)油用水。目前面臨的問題是開發(fā)一種低成本、高效能的水處理工藝，在一定程度上降低越來越高的開采成本［2-4］。

1 裝置研究

鑒于長慶油田獨特的地理特點，針對油田內(nèi)數(shù)量較多小型脫水處理站，開發(fā)了采出水達標(biāo)處理的一體化集成裝置。裝置由冷卻塔、氣浮池、二級生化反應(yīng)池、高效沉淀池、過濾器、自控系統(tǒng)、管閥配件組成。單套裝置處理規(guī)?！?00 m3／d，適用于溫度20～45℃，礦化度≤100 000 mg／L的油田采出水，可代替油田常規(guī)中小型采出水處理站。

1．1工藝流程

上游集輸站場采出水溫度較高，如直接進入生物反應(yīng)池，會影響菌種正常生長。故來水首先進入冷卻塔，通過機械通風(fēng)的方式降低采出水的溫度。經(jīng)降溫后的采出水自流進入氣浮除油池，經(jīng)初步除油處理后進入生物反應(yīng)池，在生物反應(yīng)池中投加培養(yǎng)好的生物菌群。該菌群是針對油田采出水特點開發(fā)出的一種專性菌，在高含鹽量的油田采出水中具有很高的活性。在生物反應(yīng)池中，通過細菌的整個生命過程完成對水中有機物及油類的降解。生物反應(yīng)池出水自流進入高效沉淀器，通過重力沉淀作用去除水中的懸浮顆粒，污泥自高效沉淀器底部定期外排。沉淀器上清液自流進入中間水池，再用泵提升至過濾器，過濾器可實現(xiàn)深層次對水過濾凈化，過濾器出水經(jīng)紫外線殺菌器殺菌后進入清水池，出水即可回注地層，工藝流程詳見圖1。

1．2技術(shù)特點

裝置以“不加藥溶氣氣浮、微生物除油、過濾、紫外線殺菌”為核心工藝，并配備儀表監(jiān)控，實現(xiàn)了裝置的橇裝化、集成化、自動化和數(shù)字化。整個處理過程不投加絮凝藥劑、運行費用低、污泥產(chǎn)生量少，現(xiàn)場管理方便，滿足油田低成本開發(fā)的要求。

◆專有菌群技術(shù) 利用當(dāng)?shù)乇就辆N，篩選、培育、馴化出適合于低滲透油田采出水處理的高效嗜油菌。將采出水中浮油、乳化油有效分解去除，無二次污染。

◆強化預(yù)處理技術(shù) 采用風(fēng)冷換熱、不加藥氣浮技術(shù)，使得工藝流程適應(yīng)性強，能夠適應(yīng)水質(zhì)、水溫較大范圍的波動。

◆新型填料技術(shù) 采用新型填料在裝置內(nèi)以懸浮床運行的方式，采出水在裝置內(nèi)的停留時間僅4～5 h，是普通生物活性污泥法污水停留時間的1／4～1／5，提高了處理效率。

◆自控技術(shù) 裝置將各生產(chǎn)單元高度集成，有效減少占地面積，裝置內(nèi)菌種馴化完成后，運行將根據(jù)在線監(jiān)測儀器自動調(diào)節(jié)水溫、曝氣等相關(guān)參數(shù)，可實現(xiàn)無人值守，自動化操作。通過現(xiàn)場RTU系統(tǒng)，實時進行數(shù)據(jù)采集、分析，并可實現(xiàn)數(shù)字化上傳等管理功能，同時具備自我安全保護功能。

圖1 裝置內(nèi)工藝流程

◆集成化技術(shù) 設(shè)備采用模塊化布局，合理利用空間，優(yōu)化管線走向。使得裝置整體緊湊，拆裝方便，便于拉運，減少占地面積。

2 現(xiàn)場應(yīng)用

裝置在國家姬塬特低滲透油藏綜合利用示范基地推廣應(yīng)用4套。油田所處采出水注入層平均空氣滲透率在10×10－3～100×10－3μm2，裝置處理規(guī)模均為300 m3／d，處理效果穩(wěn)定，具體結(jié)果見表1。

一體化采出水處理裝置在節(jié)約建設(shè)用地、縮短設(shè)計和建設(shè)周期、降低工程投資、減少操作人員、節(jié)能環(huán)保等各個方面優(yōu)勢明顯。與一般水處理裝置相比，一體化采出水處理裝置節(jié)約占地面積50%以上，縮短建設(shè)周期50%以上，降低投資20%以上。

表1 進出水水質(zhì)指標(biāo) mg／L

3 結(jié)束語

一體化油田采出水處理裝置具有建設(shè)速度快、占地面積小、運行成本低、維護簡單、運行穩(wěn)定等技術(shù)優(yōu)勢，特別適用于油田邊遠區(qū)塊小型站場采出水處理。該裝置的研制及應(yīng)用在油田環(huán)境保護、綠色油田創(chuàng)建方面，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。

［1］ 崔斌，趙躍進，趙銳，等．長慶油田采出水處理現(xiàn)狀及發(fā)展方向［J］．石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2009，25（4）：59-61．

［2］ 李文宏，高春寧，向忠遠，等．長慶高礦化度含油污水生化處理新技術(shù)研究及應(yīng)用［J］．油田化學(xué)，2012，28（4）：457-462．

［3］ 趙艷，趙英武，李風(fēng)亭．一體化污水處理設(shè)備的應(yīng)用與發(fā)展［J］．環(huán)境保護科學(xué)，2005，30（5）：16-19．

［4］ 邱國華，胡龍興．污水處理一體化裝置的研究現(xiàn)狀與展望［J］．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2005，6（5）：7-15．

1005-3158（2014）04-0021-02

2013-11-27）

（編輯 李煜）

10．3969／j．issn．1005-3158．2014．04．007

杜杰，2006年畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，碩士，現(xiàn)在西安長慶科技工程有限責(zé)任公司從事環(huán)境保護工程設(shè)計及相關(guān)研究工作。通信地址：陜西省西安市未央?yún)^(qū)興隆園小區(qū)長慶大廈公用工程設(shè)計部910室，710018