杜杰 馮啟濤 白建軍 薛潔 郭曉潔

（西安長慶科技工程有限責(zé)任公司）

長慶氣田采出水處理技術(shù)綜述

杜杰 馮啟濤 白建軍 薛潔 郭曉潔

（西安長慶科技工程有限責(zé)任公司）

文章根據(jù)長慶氣田采出水特點(diǎn)及現(xiàn)狀，按照采出水中是否含醇，分別介紹了一級沉降除油＋一級過濾、油浮選等采出水處理技術(shù)及應(yīng)用情況，處理后水質(zhì)滿足相應(yīng)控制指標(biāo)要求。實(shí)踐證明：采用高效、經(jīng)濟(jì)的水處理工藝技術(shù)對于氣田環(huán)境保護(hù)、創(chuàng)建綠色氣田方面具有十分重要的意義。

長慶氣田；采出水；處理技術(shù)

0 引 言

長慶天然氣田位于鄂爾多斯盆地中部，主要包括靖邊、榆林及蘇里格氣田，由于地域特點(diǎn)，長慶氣田屬于低產(chǎn)、低壓、低滲、低豐度的“四低”氣田［1-3］。采出水處理氣田區(qū)域分散，站場采出水水量一般介于200～1 000 m3／d，其處理規(guī)模較小。采出水水性主要以CaCl2為主，兼有Na HCO3、Na2SO4等水性，普遍呈偏酸性膠體狀態(tài)，成分復(fù)雜，具有高濁度、高礦化度、高腐蝕性、低p H值等顯著特點(diǎn)。

在氣田開發(fā)中，如何更經(jīng)濟(jì)、高效的處理氣田采出水、利用資源、減少排放、保護(hù)環(huán)境是氣田開發(fā)面臨的重大問題。

1 采出水處理工藝

經(jīng)過不斷的試驗(yàn)研究，長慶氣田采出水的資源效益、環(huán)境效益、氣田開發(fā)效益得到有效提升。截至2012年底，長慶氣田建采出水處理系統(tǒng)36套，年采出水量450×104m3（平均每天污水量約1.25×104m3）。2004年后，執(zhí)行SY／T 6596—2004《氣田水回注方法》中水質(zhì)相關(guān)指標(biāo)。

1.1 不含醇采出水處理工藝

隨著采出水處理站數(shù)量的增多，已建的采出水處理站流程較長，運(yùn)行費(fèi)用高。為解決此問題，2011年，在原“二級沉降除油＋二級過濾”工藝基礎(chǔ)上，優(yōu)化簡化流程。通過擴(kuò)大前端沉降罐容積，增加沉降時(shí)間、提高除油效果，形成了“一級沉降除油＋一級過濾”處理工藝，工藝流程見圖1。在蘇里格第四處理廠、第五處理廠等站點(diǎn)應(yīng)用，處理后懸浮物＜15 mg／L，含油量＜30 mg／L，達(dá)到SY／T 6596—2004《氣田水回注方法》控制指標(biāo)要求。

圖1 一級沉降除油＋一級過濾工藝

1.2 含醇采出水處理工藝

長慶氣田天然氣水合物的生成平衡溫度為23℃，而井口的天然氣溫度一般為15～18℃，容易生成水合物，因此需注醇以防止水合物的生成。注入的大部分甲醇與管線中游離水互溶，在集氣站、天然氣處理廠與天然氣分離后產(chǎn)生氣田含甲醇污水。為降低采氣成本，需回收甲醇循環(huán)利用［4-6］。

根據(jù)采氣工藝的不同，氣田采出甲醇污水量及甲醇含量存在較大差異，如采用“井口注醇、常溫脫水”工藝的靖邊氣田產(chǎn)生甲醇污水點(diǎn)多、面廣，甲醇含量約5%～30%；采用“集氣站注醇、低溫脫油脫水”工藝的榆林氣田南區(qū)甲醇污水量大，甲醇含量高，約20%～60%；采用“井口節(jié)流、氣液混輸”工藝的長北合作區(qū)甲醇污水量大，攜沙量高，甲醇含量變化幅度??；采用“井下節(jié)流、移動注醇”工藝的蘇里格氣田甲醇污水量小，甲醇含量低，約3%～10%。

經(jīng)過近年來的不斷實(shí)踐和探索，氣田含醇污水工藝技術(shù)相對趨于成熟，逐漸形成“一級沉降＋一級過濾”和“一級油?。患夁^濾”兩種處理工藝。

工藝能有效處理天然氣生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的含醇污水，避免了生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益的合理統(tǒng)一。

1.2.1 沉降工藝

該工藝適合投加藥劑后懸浮物下沉的含醇污水處理，工藝核心為渦流反應(yīng)沉降罐的污泥循環(huán)混凝沉淀廢水處理技術(shù)，充分利用循環(huán)的污泥吸附、攔截作用，節(jié)約藥劑投加量，出水水質(zhì)穩(wěn)定。具體根據(jù)水質(zhì)特性確定是否投加助凝劑及選擇助凝劑的類型，在水中投加定量的凝聚劑對污水進(jìn)行凝聚并形成小礬花，投加高分子有機(jī)絮凝劑使礬花變大，形成沉淀污泥。隨后部分污泥回流循環(huán)運(yùn)行，利用活性污泥絮體的網(wǎng)捕及吸附、過濾作用凈化污水，沉降工藝流程見圖2。

圖2 沉降工藝流程

2008年靖邊氣田第二天然氣凈化廠甲醇污水處理擴(kuò)建，該廠處理污水約200 m3／d，定期每月排泥一次，一次約15 m3，沉降污泥通過泵在設(shè)備內(nèi)強(qiáng)制循環(huán)、高度濃縮，每處理100 m3污水約排泥0.3～0.5 m3，排泥含水率約90%。出水水質(zhì)滿足甲醇再生裝置的進(jìn)料要求，含油量＜10 mg／L，透光率達(dá)到95%。

1.2.2 上浮工藝

近年來氣井投加大量化學(xué)藥劑，包括泡排劑、緩蝕劑、阻垢劑等，集氣站產(chǎn)出的水性質(zhì)發(fā)生了很大變化，含醇污水中類似泡排物明顯增加，呈乳化及上浮現(xiàn)象，導(dǎo)致原設(shè)計(jì)混凝沉降工藝無法正常運(yùn)行。針對新井投產(chǎn)期污水中大量帶入的壓裂液、正常采氣作業(yè)添加的緩蝕劑、阻垢劑、泡排劑等高分子有機(jī)物開發(fā)了油浮選工藝，工藝流程見圖3。

油浮選水處理技術(shù)是向處理污水中投加一定量的油，經(jīng)乳化，再按常規(guī)水處理方法投加混凝劑、絮凝劑及其它輔助藥劑，如p H值調(diào)整劑、氧化劑等，投加藥劑生成的礬花在吸附水中雜質(zhì)的同時(shí)，也吸附所投加的乳化油，因油的密度小，礬花吸附了足夠多的油后，其整體密度變小。當(dāng)小于水的密度時(shí)，礬花即上浮，達(dá)到凈化污水的目的。適當(dāng)增加油的投加量，會大大提高礬花的上浮速度，從而提高水處理的效率。

2012年大牛地氣田第一、第二及第三甲醇污水處理站改建工程中含醇污水處理均采用上浮工藝，總體運(yùn)行狀況良好，水質(zhì)有明顯改善，水質(zhì)透光率達(dá)到90%以上，較好的滿足甲醇再生裝置的進(jìn)料要求。

圖3 油浮選工藝流程

2 結(jié)束語

經(jīng)過不斷實(shí)踐和探索，針對氣田不同水質(zhì)，按照高效、經(jīng)濟(jì)原則開發(fā)適合長慶氣田特點(diǎn)的采出水處理技術(shù)，有利于加強(qiáng)企業(yè)清潔生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)，在氣田環(huán)境保護(hù)、綠色氣田創(chuàng)建方面，具有十分積極的意義。

［1］ 單巧利，李勇，張超，等.長慶氣田甲醇污水水質(zhì)特點(diǎn)分［J］.油氣田環(huán)境保護(hù)，2012，22（6）：47-49.

［2］ 盧長博，屈撐囤，王新強(qiáng)，等.氣田含醇含油污水混凝處理研究［J］.石油與天然氣化工，2008，37（4）：249-352.

［3］ 艾云超.氣田采出水資源化利用有效途徑［J］.石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2012，23（6）：14-16.

［4］ 晁瓊蕭.子洲氣田采氣污水處理方法研究及應(yīng)用［D］.西安：西安石油大學(xué)，2009.

［5］ 李曙華.長慶氣田含醇污水處理與緩蝕阻垢技術(shù)研究［D］.西安：西安石油大學(xué)，2004.

［6］ 焦衛(wèi)華，朱冬立，李濤.大牛地氣田含甲醇污水預(yù)處理工藝改造效果分析［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2011，11（16）：39-41.

1005-3158（2014）05-0077-02

2014-02-18）

（編輯 王蕊）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.05.026

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(hù)工程設(shè)計(jì)及相關(guān)研究工作。通信地址：西安市未央?yún)^(qū)興隆園小區(qū)長慶大廈公用工程設(shè)計(jì)部910室，710018