吉林油田采出水处理技术分析

牟云玲

(中石油吉林油田分公司信息中心，吉林 松原 138000)

吉林油田采出水处理技术分析

牟云玲

(中石油吉林油田分公司信息中心，吉林 松原 138000)

吉林油田已进入高含水采油期，合理高效地处理采出水，并将其回注于地下油层中，不仅可节约大量的水资源，为油田带来经济效益，同时也产生巨大的环境效益。结合吉林油田现场实际，详细阐述了吉林油田采出水处理技术的现状，分析了存在的问题并提出了相关改进措施。

吉林油田；采出水；回注；处理技术

吉林油田大部分产区已进入高含水期，加之产油量的增加，每年大量的采出水需要处理，合理高效地处理采出水，使之达到回注水标准后回注于油层。多年来，吉林油田依托国内外新技术和新工艺，经过多项科学实验和技术研究，已找到采出水处理达标回注油层的有效途径。下面，笔者对吉林油田采出水处理技术现状进行阐述，分析其中存在的问题并提出相应的改进措施。

1 采出水处理技术

吉林油田位于松辽盆地南部,在已开发的区块中,有中高渗透砂岩油藏、裂缝性砂岩油藏、低渗透砂岩油藏、复杂断块油藏以及特殊类型油藏,其中以低渗透砂岩油藏居多。由于各区块采出水的物理及化学性质差异较大，注水岩层的性质不同，在保证满足整体注水标准的前提下，各区块各自采取相应的注水标准。因此，在确定施工工艺时，应综合考虑技术的可行性、运行管理的方便性以及运行与基建费用等多方面因素。根据文献[2]的标准对采出水进行回注，主要控制指标是石油类和固体悬浮物。

根据不同油藏采出水水质，选择不同的处理流程和不同的水处理药剂。吉林油田采出水处理按流程中除油段设备选型的不同，可分为重力流程、浮选流程、压力流程、旋流器流程及组合流程；按流程中过滤段设备选型不同，可分为石英砂过滤、核桃壳过滤、二级核桃壳过滤、一级核桃壳过滤加一级双滤料过滤和改性纤维过滤等形式，每种主流程一般都配套密闭及“三防”加药(缓蚀剂、杀菌剂、防垢剂)、收油、排泥等罐注流程。至2011年底，该油田已有24座处理站运行，总设计能力为15.0×104m3/d，实际处理水量10.9×104m3/d，采出水处理率100%，回注率达96.2%(除英台采油厂外)。

1.1工艺流程

根据吉林油田采出水水质特点和注水水质要求，经过不断研究和探索，已经形成了油田采出水的常规处理流程，即3段(缓冲调解段、沉降分离除油段和压力过滤段)处理工艺。

1)缓冲调解段 该段处理工艺的主要构筑物是调储罐，它不但对来水进行均质处理，为后续段提供稳定的水质和均质的水量，而且对来水的浮油和大颗粒的悬浮物进行初步分离。

2)沉降分离除油段 该段处理工艺按其设备不同可分为重力沉降除油(混凝沉降罐、斜管沉降罐等)、压力沉降除油(粗粒化罐、压力斜板除油罐及二者组合装置等)、气体浮选除油及旋流器分离除油等。油田采出水中的溶解油、乳化油和泥质、粉质悬浮固体等必须采用化学、物理方法并借助沉降分离装置去除。

3)压力过滤段 该段处理工艺将沉降分离段不能截留的微粒杂质与乳化油分离出来，是常规处理流程的关键环节，也是水质能否达标的主要设备。

1.2新技术新工艺的应用

为了适应油田采出水处理工艺需求，解决处理工艺中存在的问题，科研人员在除油技术、过滤技术、膜分离技术等方面开展了多项技术攻关，相关技术达到了国内领先水平。

1)除油技术 目前，该油田主要采取了如下除油技术：①气浮分离技术。该油田乾安污水处理站采用国内先进的ADAF气浮技术和设备进行除油和除悬浮物，在较短的停留时间内(5～10min)固液分离彻底，整套装置全自动化操作，运行管理十分简单。②旋流除油技术。1994年开始在吉林油田做单管和多管旋流器实验，首先在新木联合站进行实际工程应用，结果表明污水处理水质指标非常好，目前该技术在油田逐步推广应用。此外，将斜板 (管)分离技术、聚结技术及化学混凝除油技术应用于压力除油罐，实现了油田采出水的压力密闭处理，使污水在流程内停留时间由重力流程的6h降低到1.5h，提高了除油效率，目前在新立、英一联、英二联等污水处理站采用上述技术。

2)过滤技术 过滤技术是注入水水质达标的关键技术环节。为了提高水质达标率并满足低渗透油田注水开发需要，吉林油田把提高过滤技术水平作为水质处理的重点攻关内容，研究人员在滤罐结构、滤料选择及级配、滤料清洗机械化方面进行了大量研究，使过滤技术水平得到较大提高，具体表现如下：①利用轻质滤料核桃壳滤罐取代石英砂滤罐，滤速由8～10m/h提高到20～33m/h,并实现全自动控制。②在油田采出水二级过滤中采用上层滤料取代单一介质的石英砂滤料的过滤形式，提高了滤料载污能力。③在滤罐内部结构上，采用不锈钢筛管和滤头用于滤罐布水和集水，增加了滤床厚度，防止了滤料流失。滤罐反洗也由单一水洗发展为气、水和清洗剂混洗，并辅以机械搅拌搓洗，实现了全自动化操作，使反洗更彻底、干净。

表1 处理前后水质对比

3)膜分离技术 该技术以膜为过滤介质，在一定压力下，当原液流过膜表面时，膜表面密布的许多细小微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，从而将水中的各种悬浮物和杂质除掉，使水质净化。2007年，吉林油田将该技术应用于前60注水站，处理前后水质对比如表1所示。处理后的水质达到了该地区油藏工程要求指标，而且过滤后的水质非常稳定。目前在前41注水站也安装了一套膜过滤装置，运行情况良好。

由于采用了一系列新技术，吉林油田已形成了一套适应油田水质特点、满足采出水处理回注水质标准要求的采出水处理工艺，能将原水中含油量降低到5mg/L，悬浮固体含量降低到3mg/L，颗粒粒径≤3μm,腐蚀率下降到0.076mm/a，能有效控制细菌的微生物的繁殖，且分离出的原油能全部回收，排出的污泥能进行干化处理。目前，该工艺在国内同类型处理工艺中处于领先水平。

2 存在的问题及改进措施

2.1存在的问题

1)工艺流程 目前采出水个别处理流程还存在某些单项工艺比较落后、系统配套不健全和自控水平较低等问题。

2)处理设备 处理设备存在的问题主要表现在以下2方面：①除油设备。该设备主要存在以下问题：重力储油罐设备处理效率低，排污方式不理想，设备腐蚀严重；虽然采用低转速离心泵加压，但由于存在剪切作用，导致水力旋流器运行稳定性不高；自控系统不够完善，多数采用手动调节，造成流量、压差控制不准确，以至于影响除油效率。②过滤设备方面。单层砂滤罐作为一种传统的压力滤罐，大多采用手动操作，完成一次冲洗需要多次开、关各种阀门，操作强度大，反洗效果也差，致使许多站滤料板结，个别站滤罐阀门锈死，这严重影响了过滤罐的作用。

3)加药方面 油田采出水水质复杂，要想使其处理后达到水质标准，除了利用物理方法，还需要辅之以化学药剂才能有效地改善采出水水质，达到油田注水要求。由于受水处理成本限制，有些污水处理站没有完全按设计要求定时、定量加药，这对提高水质质量、保证处理系统正常运行产生了不良影响。

2.2改进措施

1)加强工艺技术的配套完善 应对工艺流程、工程材料和自动化控制中出现的问题进行专题研究，使每种工艺更加配套完善，同时对每种工艺技术的适应性进行论证和现场实验，根据油水物性和水质特点选择相应的工艺技术，使之更加规范。

2)加强水质改性技术研究 油田采出水中含有固体悬浮物、多种矿物质和有机物等，这些物质需要投加相应的水处理药剂才能有效地去除或降低，因而应开发出无毒、高效、适用范围广和价格低廉的多功能水处理剂，由此解决采出水回注对地层的二次污染问题，以适应低渗透油田生产的需要。

3)大力推广应用新技术、新工艺和新设备 应开发出分离精度更高、操作更为方便、成本更低的精细过滤设备,以提高污水深度处理效率和精度，同时要采用适合各区块采出水回注处理的最佳工艺和设备，尤其是对于水质要求较高的低渗透油田的采出水回注处理工艺和设备。

3 结 语

由于吉林油田大部分产区已进入高含水期，每年需要处理大量的采出水，因而高效合理地处理采出水成为油田地面工程的重要内容。为此，吉林油田大力开发采出水深度处理技术，充分发挥各种水处理技术的优势并进行综合处理，使采出水处理朝着低污染、低成本、易操作、高效处理的方向发展。现场实践表明，吉林油田采取的各种水处理技术达到了较好的处理效果，从而为油田的可持续发展奠定了坚实基础。

[1]张金波,傅绍斌,曾玉彬.油田采出水回注处理技术进展[J].工业水处理,2000，21(10):5-8.

[2]SY/T5329-1998,碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法[S].

[3]马敬环，李强，项军，等.国内油田采出水处理回注的现状与展望[J].天津化工,2009，23(3):7-9.

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[7]刘运成，于孝玉，李迎九.吉林油田油藏描述技术的发展与思考[J].石油科技论坛,2011(1)：10-14.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.06.028

TE992.2

A

1673-1409(2012)06-N086-02