油田采出污水处理新技术的研究与应用

吴 伟　向明光　吴令娣

（中石化胜利油田分公司东辛采油厂，山东　东营　257094）

油田采出污水处理新技术的研究与应用

吴 伟向明光吴令娣

（中石化胜利油田分公司东辛采油厂，山东东营257094）

针对采出油田污水超标和高含水的矛盾，采用油田采出污水处理和控水稳油新技术，取得了较好的应用效果。

油田；采出污水；新技术；研究；应用

东辛采油厂是一个产油企业，同时也是一个大型能耗及排污企业，环保任务和节能降耗任务非常繁重。

一、污水的处理现状

油田污水的处理目前主要有以下两条途径：一是采出→处理→回注→再采出→再处理→再回注的传统方法；二是污染→治理→再污染→再治理的恶性循环。均不理想。

二、污水处理新技术探索及应用研究成果

油田含油污水处理以后主要用于回注储层，以保持地层能量。处理的主要目标污染物为油类物质和悬浮物。在油田含油污水的处理中，油水分离技术和过滤技术构成常规处理流程的主体，同时辅以防垢、缓蚀、杀菌等化学处理措施，来满足当污水中油含量在1000mg/L以下、悬浮固体在300mg/L左右时，处理后水能达到中、高渗透率油层所需的注水水质要求，见表1。

1.预氧化处理技术

预氧化油田污水处理技术是通过化学或电化学的方法对来水进行预氧化处理，以达到破乳的目的。根据原理和处理流程主要分为两种：一种是化学预氧化处理技术和电化学预氧化处理技术。

表1　碎屑岩油藏注水水质推荐标准

化学方法是在来水中连续加入化学预氧化剂，见图1。

电化学方法则充分利用油田污水本身富含大量NaCl等可溶性无机盐的特点，通过电化学设备使水中发生电化学反应，产生所需的强氧化性物质，以此彻底杀灭水中细菌；并在较低pH值条件下将二价铁离子氧化成具有凝聚作用的三价铁离子，成为对污水净化有益的组分，将水中的H2S、FeS等硫化物氧化成单质硫，在絮凝剂的共同作用下，打破污水中存在的CO—HCO-23—SO32-弱酸弱碱缓冲体系和胶体平衡，将H2S等硫化物和HCO3-等，在污水处理过程中通过混凝沉降而分离去除，从而使水质得以净化，实现控制腐蚀、抑制结垢和水质达标的目的。

预氧化油田污水处理技术的工艺流程与常规处理技术的区别在于,在收油罐前增加一套电化学污水处理设备，或增置一套预氧化剂加入系统，其流程参见图1。

图1　预氧化技术工艺流程示意图

针对东辛采油厂广利污水站的产出水不达标的情况，采用电化学预氧化油田污水处理技术在站内进行了现场污水处理试验研究，取得了较好的试验效果，见表2。

表2　预氧化混凝处理后的水质指标

2.微孔陶瓷滤过滤技术

微孔陶瓷滤料是一种无机滤料,在油田污水过滤中得到广泛应用（表3）。其优点如下。

表3　陶瓷滤料物理、化学性能分析

（1）陶瓷粒滤料具有耐腐蚀，抗氧化；化学性能稳定、过滤阻力小、滤液清、效果好，使用寿命长等优点

（2）用于二次循环水处理过滤，过滤水头损失小，再生周期长，再生简易方便，不易阻塞，可达到最佳效益

(3)用于化学法处理的废水过滤，重金属去除率达90%以上，悬浮物去除率达100%，浊度去除率90%。

常用规格：0.5～1mm、1～2mm、2～4mm、～8mm、8～16mm、16～32mm。

图2　滤料的电镜扫描图

陶瓷滤料具有一定的孔道结构（图2a）；由于扩散作用，油田污水中的污染物及杂质会向滤料孔道内部迁移（图2b）；滤料截污后原有孔道明显被堵塞,对于陶瓷滤料通过水力清洗都能够恢复到截污前的状态（图2c）；而对于核桃壳滤料，无法将孔道内的污垢除掉，核桃壳滤料由于其多孔性能形成这部分截污能力也就无法恢复，导致截污能力降低（图2d）。

针对原来辛一污水站过滤器滤料过滤效果差的问题进行。

解剖发现主要存在以下问题：其一是滤料污染不能再生问题；其二是过滤器内部结构问题。

针对过滤器结构方面的问题采取的措施是改造过滤器的内部结构。在进行现场试验成果的基础上对4台过滤器中的1台首先进行了内部结构的改造，增加了筛管的根数，由原来的4根增加到8根，取出了滤料清洗的搅拌装置，对反冲洗、收油时间重新进行了设定，延长了反洗和收油时间，缩短了反洗周期。

对过滤器结构进行改造后，优选了一种性能好的微孔陶瓷滤料。微孔陶瓷滤料的综合性能主要表现在过滤效果和再生性能两个方面。

辛一站中试试验流程见图3。

图3　陶瓷滤料过滤试验示意图

运行两个多月后，胜利石油管理局技术检测中心对过滤器运行效果进行了检测，检测结果见表4。

应用陶瓷滤料后收到了较好的效果，污水含油和悬浮物由原来的40～60mg/L分别降低到了10mg/L以下，基本达到了水质指标要求（表5）。

3.控水稳油技术

除了采用上述两种采油污水处理技术对油田采出污水进行处理后回注储层，做到基本不外排或尽量减少外排外，同时还采用了另一种控水稳油新工艺堵固一体化工艺进行控水稳油，让油井多产油，少产水，以一口井说明节能降耗效果。

表4　过滤器运行效果对比表

表5　东辛采油厂辛一站污水处理达标效果表

DXY12-80井是2012年10月30日套窜治理，治理前该井日液183m3，含水100%，治理后该井已累计生产691天(截至发稿时)，累计产液89191.3m3，平均日液129.1m3；累计产油6343.3m3，平均日油9.17m3，平均含水92.7%，含水下降7.3%，累计减水30908.43m3，节能557578.62kW·h，折合节约标准煤223.031t，减少二氧化碳排放555.905t，取得了较好的节能降耗效果。

三、结语

油田污水的处理和控水稳油、节能降耗工作是一项长期的艰苦的工作。预氧化油田污水处理技术是一种较好的处理技术，对东辛采油厂的污水处理有较好的适应性；陶瓷滤料有一定的再生性；堵固一体化工艺对套损、套窜井有较好的治理效果。

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（三等奖获奖征文）

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1671-0711（2015）06-0064-03