注水新工艺新技术在江汉油区的应用

杨立中，戴 莉，魏立新

(中国石化江汉油田分公司江汉采油厂，湖北 潜江 433123)

1 概况

目前，江汉采油厂有污水处理站22座，分布于14个油田中，设计污水处理能力1.85×104m3/d，实际污水处理量1.43×104m3/d。注水站 34座，设计注水能力 2.458×104m3/d，实际注水量 1.5×104m3/d。其中，注清水站5座，注污水站29座。

污水处理站基本上采用常规重力式混凝沉降工艺;清水处理站均采用精细过滤短流程处理工艺(见表1)。

表1 水处理站处理工艺现状统计表

2 新工艺新技术的应用情况

近年来，为了完善适应江汉油区的水处理工艺技术，满足不同区块注水水质要求，提高水质达标率，江汉采油厂在股份公司的大力支持下，开展了水质专项治理工作，对马王庙油田的马50站、马25站、马36站、王一站、广华站、老二站六个系统进行了水质治理。在水处理技术中运用了调储沉降技术、双滤料过滤技术、磁过滤技术、膜过滤技术、负压排泥技术、旋转排泥技术等新工艺、新技术。水质达标率由2006年的66.09% 提高到2012年的75.9%。改善了注水开发效果(见表2)。

表2 王一站、广华站调储罐运行效果分析表

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2.1 调储沉降技术

由于来水水源复杂，水量变化大，给水处理系统造成了较大的冲击，在水处理系统前增加大容积的调储罐，能保证来水均质均量，增加污水沉降时间，对后续的处理设备正常运行起到良好作用。目前该技术在王一站、老二站、马25站应用，效果较好。

2.2 絮凝沉降技术

对于重力自然沉降方法很难去除的悬浮物，通过投加絮凝剂可使悬浮物絮凝聚成絮团，促进其沉降，与水分离，达到水质净化的目的，考虑到污泥无法处理，该技术一直未应用。随着污泥回灌技术的推广应用，已具备一定条件，该技术目前已在王一站、广华站、老二站、马25站、马50站得到应用，但其他站点由于工艺配套不完善，还未实现该技术的应用。

2.3 过滤技术

2.3.1 双滤料过滤技术

双滤料过滤器是采用不同级配的无烟煤和金刚砂作为过滤介质，最大限度地发挥了不同比重，不同堆积密度下滤层的截污能力和控制水中颗粒粒径能力，整套设备具有滤速大、过滤精度高和反洗强度合理的特点。目前王一站、浩口站、老二站和马25站应用了该过滤器，从应用时间较长的王一站来看，此过滤器过滤效果好，运行稳定，过滤后的水质能够满足中高渗油藏注入水水质要求。

王一站双滤料过滤器运行效果统计(见表3)。

表3 王一站双滤料过滤器运行效果统计表

2.3.2 磁过滤技术

磁过滤技术采用的是磁分离工艺，以磁粉为过滤介质，将絮凝沉降技术与磁材料特性巧妙地结合，将沉淀率提高为常规澄清设备的20～60倍，过滤速度为常规过滤器的50～100倍，污水停留时间小于10分钟，另外还具有系统占地面积小，污泥含水率低、磁材料可回收利用的特点。

马50污水站运用该技术后(见表4)，有效改善了水质状况，水质达标率由改造前的69.23% 上升到92.3% 的历史最好水平，尤其是粒径中值首次达到了指标要求，过滤后的水质能够满足中低渗油藏注入水水质要求，但该过滤器现场管理、维护的难度较大。

表4 马50站水质数据统计表

2.3.3 金属膜过滤技术

金属膜过滤器以耐腐蚀的钛金属纤维膜作为过滤介质，抗压、截污能力强，排量大，效率高，通过在胜利油田的调研发现，PIT金属膜过滤器达到了A1～A2级水质标准，可满足低渗透油藏注水水质的要求。老二站改造中应用了该技术，目前正在进行试运整改，其过滤效果有待投运后监测观察。

2.4 排泥技术

2.4.1 负压排泥技术

污水罐内安装负压排泥器，应用水力喷射原理，利用高压水产生负压，从罐内吸取污泥，避免了以往采用穿孔管排泥，由于水静压不够而排泥不彻底的弊端。排泥均采用气动阀或电动阀自动控制，排污周期可根据运行工况设定，目前在王一站、广华站、马50站共计安装了负压排泥装置64套。从排泥过程中的水质对比分析和清罐前罐内沉积物对比分析来看均见到了较好的效果。

1)排泥过程的水质对比分析

用比浊法对广华站装有取样口的2具大罐排泥效果分析，从排泥过程的水质结果对比看，排泥器排泥均有效(见表 5)。2)清罐前罐内沉积物对比分析

表5 PRQ排泥器排泥过程水质对比表

针对因没有取样口而无法通过取样观察的王一站PRQ排泥器效果，通过清罐时观察罐内沉积物，与安装排泥器以前罐内沉积物量的对比，可以看出应用 PRQ排泥器后效果较好，具体见清罐时罐内沉积物情况(见表6)。

表6 王一站装有PRQ排泥器的大罐清罐时罐内沉积物情况统计分析表

根据清罐时观察罐内沉积物，发现除1#沉降罐外，其它各罐具有较好效果。较安装排泥器以前清污量对比，由于原排污效果差，同样的清罐时间，以前罐内沉积物量多，污泥量大，特别是沉降罐，罐内污泥量多在人孔周围或人孔以上，而安装排泥器后，罐内污泥量大大减少。王一站1#沉降罐因安装时带有异物堵塞排泥通道，影响了排泥效果，故清罐时罐内污泥量多，清罐时已清出。

2.4.2 旋转排泥技术

旋转排泥装置主要由电动机及电控设备、传动轴、中心转动体、刮吸泥装置等部件组成。旋转排泥装置采用可编程PLC控制电动机、电动碟阀的启动、停止时间及故障的保护，通过设置在外部的电机减速器带动罐内的传动机构，来带动刮吸泥臂绕中心支撑座做缓慢的圆周运动，刮吸泥臂下刮泥板刮起罐底的污泥，安装在吸泥管上的吸泥板在旋转过程中将刮起的污泥集中刮到吸嘴，与此同时自动开启排泥管上的电动阀，吸嘴周围的污泥靠罐内液体重力差被吸入排出。

该技术在马25站和老二站进行了应用，排泥效果较好。

3 存在的主要问题

在污水处理过程中，由于这些新工艺新技术的应用，对提高水质起到了一定的作用，如磁过滤装置的应用，极大地提高了马50站的水质(见表7)，水质达标率高达90% 以上，第一次实现了污水悬浮物及粒径中值同时合格的效果。但是这些新工艺新技术在应用中也存在一些问题。

表7 马50站改造前后水质对比表

3.1 磁过滤装置效果不稳定

磁过滤装置的应用，初期水质达标率高达90% 以上。但很难稳定，一段时间后水质达标率下降，目前的平均水平只有75%。

分析原因主要是由于CoMag磁过滤系统运行中存在着一定的问题:

1)CoMag磁过滤系统在运行中先后陆续出现过多种设备及仪器仪表故障，如高剪切机因缺水机封磨损严重从而导致漏水，为了解决这个问题，后期增加了1具2 m3的储水罐单独给高剪切机供水。磁过滤系统的单相整流桥模块、空压机、系统仪器仪表等均出现过故障。还有反冲洗泵、清水泵腐蚀严重，磁过滤器监测的电脑数据不能连接，不能显示监测数据。

2)后期的维修保养难度较大以及系统设备易损件备料问题，都从一定程度上影响了系统的稳定运行。

3.2 马71区块的水进入马36站后对磁过滤系统产生一定的影响

由于马71高含硫水进入马36注水系统后，对马36站磁过滤系统影响很大，造成磁过滤系统无法正常运行。

3.3 金属膜过滤器存在的问题

1)老二站膜过滤器与双滤料和纤维束过滤器串联，金属膜过滤器反洗时会造成前端设备憋压，而前端设备反洗时，金属膜过滤器需停机，否则，会造成金属膜过滤器提升泵的缺水运行而损坏。

2)自来水水量不稳，会造成提升泵的气蚀，严重时会造成泵的损毁，水量大时会造成设备的运行压力增大。

4 下步措施建议

1)针对目前磁过滤系统存在的问题，主要采取以下几方面的措施:

①针对马50磁过滤系统存在的问题，一是更换反冲洗泵和清水泵，二是对磁过滤器电脑不能显示监测数据问题及时与厂家联系，尽快恢复。

②.由于磁过滤系统的液位计、泥位计等各种仪器仪表为进口产品，损坏后难以购买，建议厂家提供一些必备的仪器、仪表备用件，并且保证货源。

③加强对设备使用、维护保养的学习，提高维护管理水平。

④针对马71井区采出液对马36磁过滤系统影响大的问题，一方面在马71井区就地找污注井将马71井区的采出水回灌;另一方面与长江大学合作，针对马71井区含硫问题开展除硫工艺研究。

2)针对膜过滤器问题，目前我们已经在金属膜过滤器进口新建30方缓冲罐一具，同时将提升泵增加调频装置，待下步投入运行。

3)负压排泥技术和旋转排泥技术在各站使用后，均起到较好的效果，但仍要不断摸索，制订出更合理的排污周期。

4)双滤料过滤器应按制度更换滤料，确保其过滤的效果。

［1］SY/T5329－94.碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法［S］.