大慶油田國際勘探開發(fā)公司

隨著油田開發(fā)的不斷深入，生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴大，在開發(fā)生產(chǎn)過程中，作業(yè)、壓裂、洗井、管道穿孔以及各類容器清淤等環(huán)節(jié)不斷產(chǎn)生的各類含油污泥、廢水、廢液以及污油等需要再次進行處理。污油回收站是油田生產(chǎn)過程中的關鍵環(huán)節(jié)，在現(xiàn)生產(chǎn)管理模式下，含油污泥處理站外輸污油、提撈油、大罐收油、水井作業(yè)含油污水、管道穿孔上層清液均由罐車拉運至污油回收站進行處理，處理后的污油重新進入系統(tǒng)進行脫水處理，合格后予以外輸。

1 地面建設概況

截至2019 年底，大慶油田某采油廠建有油井5 195 口，注（水）入井4 520 口，建成各類站所188 座，各類容器522 臺，加熱爐330 臺，油、水系統(tǒng)立式儲罐290座。根據(jù)生產(chǎn)運行現(xiàn)狀，污油產(chǎn)生來源共計5 種，分別為含油污泥處理站外輸污油、提撈井含水油、大罐收油、水井作業(yè)含油污水、管道穿孔上層清液，全年累計產(chǎn)生污油量約4×104m3左右。針對落地油污染嚴重的問題，該廠2001 年建設了1 號污油回收站和2 號污油回收站，最大外輸能力均為276 m3/d；2009 年建成2 座老化油處理系統(tǒng)，采用熱化學單獨脫水工藝處理2座污油回收站來油。

1.1 污油回收站運行方式

2座已建污油回收站主要接收油水井作業(yè)、容器清淤、管道穿孔、提撈油等污油，油水井作業(yè)、容器清淤等落地污油通過人工裝袋車運至污油回收站，提撈油通過罐車接收的方式運送至污油回收站卸油[1]。目前，由于污油池內(nèi)伴熱管道頻繁穿孔、過濾網(wǎng)堵塞等原因?qū)е挛塾突厥照井斈?0 月到次年4月不能正常運行。

據(jù)統(tǒng)計，在污油回收高峰期，外輸泵日均運行4～6 h；污油回收低值期時，外輸泵日均運行1～2 h，外輸液量均進入聯(lián)合站老化油處理系統(tǒng)。為保證污油回收站正常生產(chǎn)運行，污油池每3個月至少要人工清淤一次，并對污油池及儲油池的過濾設施、加熱設施及出液口等重點部位加強清淤，以延續(xù)污油池的使用時間。

1.2 污油回收站工藝流程

污油回收站工藝流程見圖1。

圖1 原污油回收站工藝流程Fig.1 Process flow of original sump oil recovery station

污油回收站運行參數(shù)為：①真空爐供熱溫度75 ℃；②外輸油溫度33～35 ℃；③日均外輸量高峰期為35～40 m3/h，低值期為10～15 m3/h。

2 存在的問題及原因分析

1 號、2 號污油回收站自運行以來，有效解決了采油廠落地油回收處理難題，但也暴露出一些問題。

（1）落地污油量增加，污油池設計能力不能滿足生產(chǎn)需求。2座污油回收站均為2001年建設，當時采油井2 422 口，截至2015 年底采油井達4 938口，其中提撈井20 口，較2001 年采油井增加了2 516 口。據(jù)統(tǒng)計，2001 年采油井共穿孔5 491 次，而2015年采油井穿孔次數(shù)增加到8 873次，落地油量大幅增加。目前落地污油、提撈油等最大處理量需達到600 m3/d，已建污油回收站設計處理量為276 m3/d，實際處理能力只有200 m3/d 左右，污油緩沖時間較短，污油回收站處理能力已遠不能滿足生產(chǎn)需求。

（2）半地下式泵房存在安全隱患，急需改造。2座污油回收站外輸泵房于2001年投產(chǎn)使用，為方便機泵上液采用了半地下式建設模式。半地下式泵房設計不符合油氣集輸設計規(guī)范（GB5 0350—2005）中第11.11.4 條的規(guī)定，即有爆炸危險的甲、乙類廠房不應采用地下或半地下式廠房，宜采用敞開式或半敞開式廠房。

（3）污油回收站處理工藝落后，無法滿足目前生產(chǎn)需求，亟待改進。2座污油回收站處理工藝存在以下四方面問題，致使污油回收站落地污油回收處理達不到預期效果。一是污油回收池過濾工藝簡單，僅采用鋼網(wǎng)式一級過濾，草、木棍、泥沙等雜質(zhì)常隨著污油進入儲油池，堵塞儲油池出液口。二是建設結構落后，卸油池后無沉降池進行沉降，造成污油換熱、過濾效果不佳。三是無熱水沖洗流程，送油罐車常有存油留在罐內(nèi)，無法外排。四是缺乏外輸維持系統(tǒng)，回收的落地污油含蠟量及凝固點較高，外輸泵停運時常造成外輸管道積液凝堵，原油外輸困難，致污油回收站不能實現(xiàn)一年四季連續(xù)運行。

綜上，分析原有污油回收站不能正常運行的主要原因如下：已建污油回收池規(guī)模不能滿足采油廠落地污油量逐年遞增的需求；站所建設年限較早，現(xiàn)部分已建工藝設計不能滿足新規(guī)范的要求；大部分設備老化嚴重，工藝相對落后，亟待改進[2]。

3 改進措施

3.1 污油回收池擴容

根據(jù)目前落地污油量以及后續(xù)的產(chǎn)能建設，對2座污油回收站污油池規(guī)模進行能力確定。按目前生產(chǎn)運行現(xiàn)狀，污油回收站卸油池接收污油主要來源包括含油污泥處理站外輸污油、提撈井含水油、大罐收油、水井作業(yè)含油污水和管道穿孔上層清液。

（1）含油污泥處理站外輸污油產(chǎn)生情況。結合目前生產(chǎn)實際情況，含油污泥處理站處理的污泥產(chǎn)生來源有落地含油污泥、井下作業(yè)污泥、清淤含油污泥和鉆井泥漿。落地含油污泥主要是集輸油管道穿孔和作業(yè)施工過程中產(chǎn)生的落地油泥，經(jīng)預估，2019年共計產(chǎn)生落地污泥約1.3×104m3；井下作業(yè)污泥主要是抬井口坐防噴器、起桿管、掛蠟起井產(chǎn)生的作業(yè)污泥，按每口井產(chǎn)生1 m3計算，每年5 500口井作業(yè)，預計產(chǎn)生污泥0.55×104m3；清淤污泥主要是各類容器、大罐、回收水池、儲泥池等場所清淤產(chǎn)生的污泥[3]，其中臥式容器清淤量約為0.5×104m3，立式容器清淤量約為1.5×104m3，回收水池及廢液暫存池清淤量為2.4×104m3，年產(chǎn)生清淤污泥總計4.4×104m3；鉆井及作業(yè)泥漿主要由泥漿壓井產(chǎn)生，按年均鉆井數(shù)200口左右、單井產(chǎn)生的泥漿量約280 m3計算，預估年產(chǎn)生廢棄鉆井液約5.6×104m3。以上落地污泥、清淤污泥等含油污泥經(jīng)過含油污泥處理站分離后的含水油，預計年外輸量1.44×104m3。

（2）提撈井含水油產(chǎn)生情況。結合現(xiàn)生產(chǎn)運行狀況，提撈隊伍自早6 點至晚8 點期間實施提撈采油，單次提撈時長為30～60 min，日最高提撈20次。根據(jù)采油工程預測，2020 年提撈井總井數(shù)將達到44口，平均含水率60%～65%，預計年最高提撈液量將達到2.1×104m3。

（3）大罐收油產(chǎn)生情況。注水站儲水罐經(jīng)長時間運行，罐內(nèi)上層會存留污油。結合目前生產(chǎn)實際情況預估，21 座注水站儲水罐年回收油量約0.4×104m3。

（4）水井作業(yè)含油污水產(chǎn)生情況。水井作業(yè)施工過程中產(chǎn)生的井底返排液及洗井液（周圍50 m無油井），每口井最多產(chǎn)生7～8 m3含油污水，預估年產(chǎn)生量約為700～800 m3。

（5）管道穿孔上層清液產(chǎn)生情況。管道穿孔上層清液主要是日常生產(chǎn)過程中由于管道穿孔產(chǎn)生的污水污油，該部分污油存在非確定因素，預計年產(chǎn)生量約100 m3。

根據(jù)以上污油總量，預估全年累計產(chǎn)生污油量4.03×104m3，從而確定污油池建設規(guī)模。結合已建污油回收站現(xiàn)有場地平面布局，為滿足污油回收處理要求，1 號污油回收站需擴建960 m3（20 m×16 m×3 m）污油池1 座，2 號污油回收站需擴建1 200 m3（20 m×20 m×3 m）污油池1座。

3.2 污油回收站工藝流程改進

結合現(xiàn)污油回收站工藝方面存在的問題，污油回收站工藝流程需進行優(yōu)化。規(guī)劃從污油回收站就近引入污水管道進入新建緩沖罐，冬季可沖洗外輸油管道，防止外輸管道凝堵，保證污油回收站連續(xù)運行[4]。改進后工藝流程見圖2。

圖2 污油回收站工藝改進流程Fig.2 Process improvement flow of sump oil recovery station

3.3 污油池結構設計改進

由于污油池為常年運行，為方便清淤及卸車需要，回收池為半敞口設計，接收污油設備選擇半地下混凝土池形式，考慮落地污油回收池含泥沙量大，清淤頻率高，故設2 座卸油池及沉降池，1 座緩沖池。池頂部設活動蓋板，蓋板可以吊裝，方便以后維修、清淤工作，實現(xiàn)分池清淤，保證連續(xù)生產(chǎn)。卸油池池底采用坡度設計，方便淤泥沉積及后續(xù)清淤。為保證冬季正常運行及污油池的整體伴熱效果，并防止老化油的產(chǎn)生，將伴熱盤管設計為多組、立體走向，每組伴熱管道間留有人工作業(yè)空間，使池底到污油頂層均滿足伴熱需求。卸油段與沉降段中間設置過濾板，過濾板為鋼制結構，在鋼板上均勻地開50 mm 直徑的圓孔，過濾板底部設0.5 m 高的混凝土隔斷，以阻擋沉降后的泥沙流入緩沖段[5]。

以1 號污油回收站為例，該站自2017 年6 月起，對污油池結構、工藝流程以及相關輔助設施進行改造，于2018年7月投產(chǎn)運行至今。自改造投產(chǎn)運行以來，在保證污油沉降時間和下游老化油處理系統(tǒng)正常運行的前提下，處理量由原來的276 m3/d提升至426 m3/d，同時實現(xiàn)一年四季連續(xù)運行，運行效率大幅提升，解決了以往因地區(qū)天氣寒冷污油回收站在11 月至4 月無法正常運行的問題。此外，由于污油回收站工藝流程的優(yōu)化改進，外輸油品質(zhì)量有了較大提升，有效降低了安全環(huán)保壓力，實現(xiàn)污油合理回收。

4 結論

（1）污油回收站是在油田開發(fā)不斷深入的基礎上建設的，隨著污油量的不斷加大，污油回收站建設的必要性日益凸顯。建設前，需結合開發(fā)預測對油田產(chǎn)生的污油量進行預估，精準確定建設規(guī)模，避免投資浪費。

（2）污油回收站建設需充分考慮池內(nèi)結構和過濾工藝，根據(jù)池體結構確定伴熱系統(tǒng)敷設方式，確保污油經(jīng)充分沉降后進入老化油系統(tǒng)，降低老化油處理難度。

（3）污油回收站大部分來液屬于相對易處理污油（提撈油），白天接收的污油經(jīng)過夜晚沉降后直接進行外輸，隨著各單位提撈井的不斷增加，污油回收站基本每天接收新液處理并外輸至老化油系統(tǒng)。但結合現(xiàn)運行情況，老化油處理系統(tǒng)工藝流程需要進一步摸索調(diào)整，老化油系統(tǒng)在接收難處理的沉降罐收油后可能存在不達標循環(huán)運行問題，屆時需要停止上游污油回收站的收液，確保污油處理達標。

（4）通過對污油回收站工藝進行改進，污油回收站實現(xiàn)一年四季連續(xù)運行，運行效率大幅提升，工藝適應性較好，有效減輕了環(huán)保形勢壓力，為礦區(qū)原油產(chǎn)量的提升提供了堅強后盾。