陳康　廖柯熹

摘 要：通過對勝利油田某污水處理站外輸水質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)懸浮固體含量、腐蝕率、SRB菌以及鐵細(xì)菌硫化氫含量均超出B2注水水質(zhì)指標(biāo)，如果油田把這種不達(dá)標(biāo)的水用來回注，一方面會造成油田注入狀況差， 影響了油藏開發(fā)效果和增加了開發(fā)成本；另一方面會對注水站、注水管網(wǎng)及注水管柱產(chǎn)生腐蝕，增加了油田生產(chǎn)的安全隱患。通過室內(nèi)試驗對該污水處理站來水水質(zhì)特點進(jìn)行了分析，對改性藥劑和凈化藥劑進(jìn)行初步篩選，結(jié)合現(xiàn)場試驗的測試結(jié)果和污水處理工藝現(xiàn)狀，并進(jìn)行不同方案的經(jīng)濟(jì)比選，提出合理的改造方案，同時選擇成熟、先進(jìn)、可靠的新技術(shù)、新工藝，使該污水處理站處理后污水水質(zhì)達(dá)到SY/T5329規(guī)定的B2級指標(biāo)，從而減少水處理系統(tǒng)對原油生產(chǎn)的制約，保障油田的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān) 鍵 詞：污水處理；水質(zhì)；回注；改性；凈化

中圖分類號：X 703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）09-2187-03

Abstract： Through analysis of the water quality of a sewage treatment station， it was found that the content of suspended solids， corrosion rate， SRB bacteria and iron bacteria were all beyond the B2 water quality index. If the water is reinjected into oil field， on the one hand oil field injection condition will become poor， influencing the reservoir development effect and increasing the cost of development， on the other hand， it will cause a serious corrosion to the water injection station， water injection pipe network and water injection pipe string， increasing the safety hazard of oil field production. In this paper， runoff water quality characteristics of a sewage treatment station were analyzed， modified agents and cleaning agents were screened out. Then through the field test and analysis of the status quo of the sewage treatment process， through comparing economic effect of different reform programs， suitable reform program was determined. After the reform， water quality of treated wastewater can meet the B2 level indicator of SY/T5329 provision， thereby reducing the restriction of water treatment system to oil production， ensuring sustainable development of oilfield.

Key words： Sewage treatment； Water quality； Modification；Transformation； Purification

勝利油田某污水處理站目前污水處理規(guī)模為

5 000 m3/d，處理后污水用于回注。污水來源有三個：一是來自平方王油田、平南油田、濱南油田西部、尚店油田小部分產(chǎn)能分離出水；另一是勝興、勝凱、東勝三個油公司單井拉油分離出水；再一是濱五站來油分離出水。目前進(jìn)入該污水處理站的污水總量約3 070～3 870 m3/d。近期勝利油田勝利勘察設(shè)計研究院有限公司對該處理站的情況進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)其處理后水質(zhì)無法達(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重制約了油田的可持續(xù)發(fā)展。

1 外輸污水水質(zhì)情況及對油田影響

目前國內(nèi)油田污水處理后的出路主要有三種[1-3]：回注、回用和外排，針對不同的出路其處理后的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也不相同。該污水處理站處理后的污水是經(jīng)長度為5.5 km的DN300的玻璃鋼污水管線，輸送回注至平方王油田地層，其注水水質(zhì)指標(biāo)為B2。2009年，勝利油田勝利勘察設(shè)計研究院有限公司對該污水處理站外輸污水水質(zhì)進(jìn)行取樣化驗，化驗結(jié)果如表1所示。

從表1的數(shù)據(jù)可以看出，外輸水中的懸浮固體含量、腐蝕率、SRB菌、鐵細(xì)菌硫化氫含量等水質(zhì)指標(biāo)均超出B2注水水質(zhì)指標(biāo)。

該污水處理站污水外輸水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的直接危害主要體現(xiàn)在以下兩個方面[4， 5]：

一方面回注水質(zhì)未達(dá)到目前油藏開發(fā)需求，造成油田注入狀況差，影響油藏開發(fā)效果，導(dǎo)致開發(fā)成本上升。其主要原因有：

（1）注水不達(dá)標(biāo)會堵塞地層，造成注壓

力升高[6]。

（2）注水水質(zhì)差引起啟動壓力上升，吸

水指數(shù)降低。

（3）注水井欠注，地層壓力不斷下降，地層能量虧空嚴(yán)重，水驅(qū)效果差，影響油田的注水開發(fā)效果，降低采油速度，降低油田的可采儲量。

（4）因注水水質(zhì)差，單井注水能力下降，為保證注水井按照油藏需求配注注水，對達(dá)不到油藏配注需求的注水井采用增注手段實施單井增注[7]。

另一方面由于該污水處理站出水水質(zhì)經(jīng)常性超標(biāo)，對注水站、注水管網(wǎng)及注水管柱腐蝕嚴(yán)重，使這些管道和設(shè)備的壽命縮短，增大了油田生產(chǎn)的安全隱患[8]

2 水質(zhì)改性技術(shù)試驗研究

2.1 改性藥劑篩選

利用該污水處理站來液水樣考察了液堿用量和pH值的關(guān)系，試驗結(jié)果見表2。

從表2的試驗結(jié)果可以看出當(dāng)液堿用量為600 mg/L時，pH值大于7；當(dāng)pH值調(diào)到7.5時，液堿用量為800 mg/L。

由于水質(zhì)改性會產(chǎn)生大量的污泥，因此考察了不同pH值下產(chǎn)生的污泥量，其結(jié)果如圖1所示。從pH值與污泥量關(guān)系可以得到：隨pH值的升高，污泥產(chǎn)出量逐漸增加；當(dāng)pH值調(diào)到7.5以上后污泥產(chǎn)出量開始增加迅速。

水質(zhì)改性通過提高回注水的pH值，能夠控制回注水的腐蝕，因此對不同pH值情況下的腐蝕速率進(jìn)行了檢測分析，PH值分別為6.4、7.0、7.5和8.0其結(jié)果如圖2所示。由試驗結(jié)果可知：當(dāng)回注水的pH值達(dá)到7.0后，腐蝕速率明顯下降，當(dāng)pH值大于7.0后，pH值的變化對腐蝕速率的影響不大。

2.2 凈化劑篩選

利用改性劑將pH值調(diào)到7.0，進(jìn)行凈化劑篩選。首先固定絮凝劑的用量為40 mg/L，加入不同量的混凝劑，其結(jié)果如圖3所示。然后固定混凝劑的用量100 mg/L，改變絮凝劑的添加量，其結(jié)果如圖4所示。

水質(zhì)改性后進(jìn)行凈化，較低量凈化劑即可達(dá)到除油效果；由于改性后水中再生大量懸浮物，因此凈化效果主要考察水中懸浮物含量變化。綜合試驗結(jié)果：混凝劑投加濃度100 mg/L，絮凝劑40 mg/L。

通過對改性藥劑及凈化劑的篩選研究，將水質(zhì)改性技術(shù)現(xiàn)場試驗的藥劑投加配方初步確定，具體藥劑的加藥類型及加藥濃度見表3。

3 改造方案

上面對處理站的外輸水質(zhì)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其懸浮固體含量、腐蝕率、SRB菌、鐵細(xì)菌硫化氫含量超標(biāo)。下面通過分析水質(zhì)超標(biāo)的原因，并針對該污水處理站來水水質(zhì)特點及目前污水處理工藝的現(xiàn)狀，在合理改造原污水站和考慮經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，提出了改造方案。

3.1 流程改造

方案流程為：大罐重力除油+大罐重力沉降+兩級過濾處理流程。改造完成之后可以滿足：1）污水處理；2）過濾器反洗及回收；3）污水回收；4）污泥回收及處理；5）污油回收；6）系統(tǒng)加藥。

該流程改造方案其特點為主體采用大罐重力除油沉降流程，具有水力停留時間長；抗沖擊能力強，能適應(yīng)較大水質(zhì)、水量變化；易于操作，管理簡單、方便等優(yōu)勢。藥劑的投加實現(xiàn)每個投加點的藥劑控制和藥劑計量，增加了藥劑投加的效果，減少了藥劑的浪費。藥劑費用低，制水成本低；污泥量小，污泥處理費用低；能耗較低，投資較低等。

3.2 預(yù)期效果

油站來水在含油≤350 mg/L、懸浮物≤120 mg/L時，經(jīng)一次除油罐約6.0 h除油及懸浮物沉降處理后，水中含油量和懸浮物均可分別控制在100和70 mg/L；經(jīng)混凝沉降罐進(jìn)行進(jìn)一步的除油及懸浮物沉降處理后，水中含油量和懸浮物均可分別控制在40和25 mg/L以下；經(jīng)過濾器過濾處理后，外輸污水水質(zhì)達(dá)到B2水質(zhì)指標(biāo)：懸浮固體含量≤4 mg/L，懸浮固體粒徑中值≤2.5 ?m，含油量≤10 mg/L。

進(jìn)行工藝改造并結(jié)合化學(xué)藥劑的適當(dāng)使用，使處理后采出水質(zhì)達(dá)到SY/T5329規(guī)定的B2級指標(biāo)，可以避免因水質(zhì)不合格而產(chǎn)生的地層堵塞、注水壓力上升等問題，其直接經(jīng)濟(jì)效益和間接經(jīng)濟(jì)效益都是十分巨大、不可估量的。此外，改造方案實施后，從加強藥劑研究和加強化學(xué)、物理措施入手，可解決長期以來一直困擾該污水處理站的腐蝕結(jié)垢問題，減少對水質(zhì)二次污染的同時，也將降低維修費用。通過改造，將很大程度緩解存在的注采矛盾，增強油田穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)，減緩老井遞減。

4 結(jié)論與建議

該污水處理站目前外輸水懸浮物含量、腐蝕率、細(xì)菌等各項水質(zhì)指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，造成服務(wù)區(qū)塊欠注層增多、吸水指數(shù)下降，嚴(yán)重影響油田的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，同時造成注水壓力大幅度升高和生產(chǎn)成本的增多。為保證平方王油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，對污水處理站的改造十分重要。按照本方案實施后，污水處理的主流程為大罐重力除油+大罐重力沉降+兩級過濾，經(jīng)過該流程和一些輔助流程之后，可使外輸回注水質(zhì)滿足地質(zhì)要求對水質(zhì)要求的B2級標(biāo)準(zhǔn)，同時還可以有效解決處理站的腐蝕結(jié)垢問題和二次污染問題。

改造完成后，應(yīng)定期對整個系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢及水質(zhì)情況進(jìn)行分析調(diào)查，以便于及時掌握水質(zhì)變化情況，對設(shè)備的運行參數(shù)及藥劑類型使用進(jìn)行適時的調(diào)整，以保證處理后水質(zhì)保持穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。對于加藥劑的情況，應(yīng)緊密跟蹤觀察水質(zhì)投藥后的變化，并根據(jù)實際運行情況和原水水質(zhì)的變化調(diào)整加藥量，若原水水質(zhì)變化幅度過大，還需視具體情況確定是否需重新篩選藥劑。

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