龙王庙气田水处理工艺优化研究

赵剑波，唐华，谢嘉

（中石油西南油气田公司，四川遂宁，629000）



龙王庙气田水处理工艺优化研究

赵剑波，唐华，谢嘉

（中石油西南油气田公司，四川遂宁，629000）

摘要：气田水是天然气开采过程中携带的附加产品，其处理方法一般为自然沉淀、过滤、回注，含硫气田水的处理更需要密闭装卸。根据西南油气田公司的相关规定，结合现场经验，我们提出了一系列关于水处理的优化思路，并应用于现场，取得了满意的效果。

关键词：气田水；水处理；优化研究

引言

四川盆地磨溪龙王庙组气藏横跨四川、重庆两省市，位于四川省遂宁市、资阳市安岳县和重庆市潼南县境内，构造位置处于乐山边，龙女寺古隆起东部。自2012年9月在磨西8井取得四川盆地寒武系勘探的历史性发现，到2013 年10月30日龙王庙组气藏300×104m3/d试采净化装置的顺利投产，一年多时间实现从气藏发现到探明并建成10×108m3试采工程，创造了国内油气勘探开发建设“高质量、高效率、高效益”的新纪录。2013年10月30日，龙王庙组气藏300×104m3/d试采净化装置的顺利投产，磨溪8等9口探井相继投入试采，到2014年5月底，累计产气超过10×108m3。试采证实磨溪龙王庙组气藏具有“三大、三高、三好”的特征，即储量规模大、含气面积大、单井控制储量大，气井产量高、气藏压力高、气藏温度高，天然气气质好、勘探效益好、试采效果好。

然而随着天然气的不断开采，地层中的其它物质也被带出地面，如地层水。含硫气田的地层水，从井站汇集到排放再到回注地层。期间，每一个环节都存在人员伤害和环境污染[1]。2014年12月，西南油气田公司在制定天然气采输班组工作质量标准的时候，再次对气田水的规范卸放提出了明确要求：含硫气田水装卸应密闭进行。2015年3月，经现场勘查后发现，遂宁作业区的部分含硫转水井和注水井在卸放过程中存在较大风险。

1　工程概况

以磨溪气田转水井磨157井为例。

磨157井是磨溪气田嘉二气藏一口集采气和脱硫于一体的井站。建设初期，基于对该气藏含硫量较低的考虑，开放式卸水时硫化氢溢出量较小，作业环境硫化氢浓度低于阈限值（15mg/m3或10ppm)，对环境及井站员工健康几乎无影响，所以磨157井卸放水系统设计建设为开放式卸放模式。目前，日产气量2.9×104m3左右，日产水量16m3。同时，该井还负责嘉二气藏及安岳气田龙王庙组部分井站的气田水转输工作，日卸放气田水180m3，转水200m3左右。与建设初期时的低含硫情况相比，负责转水工作后，卸水时硫化氢的溢出量较大，在50米范围下风处，其环境中硫化氢浓度已接近安全临界浓度，对周边环境造成了严重影响。图1为改造前的现场。

图1　改造前卸放气田水现场

2　优化设计思路

2015年2月，通过现场查看和理论分析，我们提出了以下两种优化设计思路：

第一种：密闭式卸水

（1）拆除原开放式卸放管路，新建一套密闭式卸放管路；

（2）对现有气田水转、储水池改造，实现气田水转、储水池全密闭运行；

（3）增加强碱溶液池，对转、储水池呼吸管溢出的硫化氢尾气与碱液综合反应处理，彻底杜绝气田水硫化氢溢出造成对环境的影响。

利用2NaOH+H2S==Na2S+2H2O反应方程式的化学反应，进行综合处理。

第二种：半开放式卸水

（1）对现有气田水转、储水池改造，实现气田水转、储水池半封闭式卸水；

（2）在转储水池中增加强碱溶液浓度，增大转、储水池呼吸管溢出的硫化氢尾气与碱液综合反应面积。

由于转水过程中H2S浓度过高（＞150mg/m3），若与强碱溶液反应不够彻底，溢出的H2S对周围的人员安全、生活环境都存在较大的隐患。因此，我们选择第一种优化思路。

3　现场应用及效果

3.1应用情况

目前，我们将原有的管线改造，不经过卸水池，直接将管线接头与水车相连。达到密闭式卸水的目的。同时，增加污水池中的Na OH浓度。在污水排放时，将排放接头浸没在水池中，使排放的H2S与污水池中的Na OH充分反应，减少H2S的溢出量。

3.2应用效果

（1）保障了人员安全，降低了现场硫化氢溢出量，见表1。

表1　H2S含量测试值

（2）保护了环境，避免了硫化氢气体对周边环境的不利影响。

（3）提高了经济效益，优化设计后减少了原有的卸水环节，大大节约了作业费用。

在改造后的实际卸水工作中，操作过程见图2、3、4，一是卸水时有快速密闭卸水接口；二是卸水管线出口端直接插入水池底部。有效降低了现场硫化氢溢出量。

图2　改造后卸放气田水现场

图4　污水池排放口

4　结论及建议

目前，龙王庙气田在生产过程中有部分气井开始产水。磨157井水处理流程的优化设计对整个气田的水处理工艺具有重要意义。根据气井的生产情况，产水井会随着开发年限的增加而逐渐增加。通过该优化后的水处理工艺施工简易、成效显著、安全环保，极大的降低了污水处理的作业风险，保证了作业人员的安全。

建议：该方案结合现场实际情况，择优选择，力求最大程度降低污水处理工艺的难度。磨157井水处理流程的优化设计充分证明，密闭式水处理是含硫气田水处理工艺中一种有效的方法。但对于不同地区的含硫气田水处理应根据水中含硫量和现场实际情况等多方面综合考虑，择优选择。

参考文献

[1]胥尚湘等.国内外气田水处理技术现状[J].天然气工业，1995,7(15):63-66.

赵剑波(1969-)，男，成人本科，党支部书记/技师，工作单 位：中石油西南油气田公司川中油气矿遂宁采油气作业区。研究方向：采油气地面工艺设备维护维修与工 艺适应性改造。

E-mail:zjbthzcy@qq.com

唐华(1972)，女，成人大专，采气高级技师，工作单位：中石 油西南油气田公司川中油气矿遂宁采油气作业区。研究方向：采油气一线员工现场实际操作规范化培训。

E-mail:tangh02@petrochina

谢嘉(1993-)，男，本科，新分实习大学生，在中石油西南油气田公司龙岗作业区工作。

E-mail:303219932@qq.com

Longwangmiao Treatment Process Optimization Research of Gas-field Water

Jianbo Zhao,Hua Tang,Jia Xie
(Southwest Oil and Gas Field Company,Suining,Sichuan,629000,China)

Abstract:Gas-field water whose processing methods ingeneral are natual sedimentation,filtration and reinjection,is the additional product in the process of gas exploitation,and the airtight loading and unloading is more needed for the treatment of sulfer-bearing gas-field water.According to the relevant reglations of Southwest Oil and Gas Field Company,with the combination of field experience,we have proposed a series of optimization ideas which have received satisfactory effects.

Key words:Gas-field water;Treatment of water;Optimization research

作者简介：

DOI:工业技术创新 URL:http//www.china-iti.com10.14103/j.issn.2095-8412.2016.01.017

中图分类号：X741

文献标识码：A

文章编号：2095-8412(2016)01-644-03