集输污水处理流程及工艺设备改进策略

明娟 孙丽 王兴芳

摘 要：原油处理站主要对井区采出液进行原油脱水处理，污水经过除油预处理后输往污水处理站。油田进入开采后期，油井含水率、含砂量不断升高，油田污水中杂质、悬浮物、化学药剂组分复杂，原油处理站污水含油浓度控制困难，造成了在污水处理站大量回收污油运回原油处理站进行循环处理，增加了生产成本，浪费人力、物力资源；同时污水处理站对于油田污水处理难度较大，药剂成本高。为了节约生产能耗、降低生产成本，对集输污水进行总体分析，根据集输污水上下游生产环节进行工艺、药剂方面整体研究，进行一体化控制。

关键词：集输污水处理；流程优化；含油浓度；生产环节；一体化控制

近几年由于污水中含油率居高不下，导致后期污水站的处理难度增加，药剂成本难以控制，同时在调储罐中每年产生上千吨的污油需要让原油处理站进行回收处理，污油由于自身的原油物性导致原油处理站脱水困难， 原油外输含水率及外输污水含油率均有所上升，形成一个恶性循环。针对这种现象，对集输污水工艺系统的缺陷进行研究优化，根据现场生产情况不断调整药剂，控制上游污水含油率的同时控制污油产生量，达到集输污水生产良性循环的目的。研究区块进入石油开采后期，含水率、含砂量不断升高，油田化学增产措施增多，油田污水中杂质、悬浮物、化学药剂组分复杂，原油处理站污水含油浓度控制困难， 造成了在污水处理站大量回收污油运回原油处理站进行循环处理，增加了生产成本，浪费人力、物力资源；同时污水处理站对于油田污水处理难度较大，药剂成本高。为了节约生产能耗、降低生产成本，对集输、污水进行总体分析，根据集输、污水上下游生产环节进行工艺、药剂方面整体研究，进行一体化控制。

1 集输污水处理现状与问题

1.1 原油处理站储罐放水工艺缺陷

采油来液经过一段沉降罐进行油水分离后，原油经过加热升温后进入二段沉降罐，依据二段沉降罐原油自身重力将经过二次沉降脱水的原油压入净化罐，待原油含水率达标后进行外输。在原油处理站工艺流程中，毛油罐与净化罐底部形成的含油污水排放至回掺罐，通过回掺泵打入总来液；而二段的底部含油污水被排放至污水除油罐，在污水除油罐内形成一定油层厚度时，通过收油流程打入总来液。原油处理站由于原油物性及站内工艺等原因，采取的是二段加药方式，总来液线进一段罐处、二段罐进口。生产中由于大量的正相破乳剂进入二段沉降罐， 未完全利用就从底部放水排放至污水罐， 易与污水罐中的反相破乳剂发生化学反应产生混浊物， 特别是单罐运行期间易导致污水含油超标；不仅增加下游污水除油工艺的负担，也增加了员工的劳动强度。

1.2 原油处理站污水罐收油工艺不合理

污水除油罐的功能是脱出污水中油质并进行回收处理，污水处理站污水待罐内油层厚度达到一定程度时需要进行收油作业，进行收油作业时需要将罐内液位提升至收油槽高度， 持续高液位等到收油槽内蓄满污油后启动污水泵逐渐降低污水罐液位恢复至正常生产状况。在进行收油作业的时候污水除油罐液位距离罐顶不到1m， 污水来液量出现高峰期或者光导液位计出现故障时可能出现溢罐事件，造成经济损失以及环境污染。污水离心泵高频率大排量运行将会造成污水罐内液体扰动强烈，每次收油结束后极易导致外输污水含油值超标。

1.3 原油处理站污水罐液位无法自动控制

原油处理站污水除油罐采用了一定的自动化技术， 但自动化程度较低，液位无法自动控制，污水除油罐液位与污水外输泵的运行状态都由现场将信号传输至值班室显示，员工可以随时查看污水除油罐的液位变化， 根据液位的时刻变化调节污水外输泵的排量，以这种方式控制污水除油罐液位。原油处理站员工依靠污水罐液位的变化手动调节污水离心泵的频率来控制泵排量，以这种方式控制污水除油罐液位比较滞后，如果员工调节不及时，液位就将会出现大的波动甚至污水泵将罐抽空或溢罐，影响污水外输含油指标，给生产、安全带来重大影响。

2 流程及工艺设备改进

为了降低原油处理站的外输污水含油，减少污水处理站的污油产生量，控制集输、污水的生产成本，需要对集输、污水站的站区工艺流程进行优化，改进污水除油罐的内部收油结构，对原油脱水及污水除油的化学药剂进行实时配比筛选，严格控制外输污水含油率及污油产生量这 2 个重要指标参数，实现集输污水一体化运行的良性循环。

2.1 原油处理站二段沉降罐底部放水回掺工艺优化

原油处理站对原来的回掺系统改造， 即将二段污水自压到污水罐流程改造为将二段污水自压到回掺罐中， 利用回掺泵打入一段来液线上， 避免二段污水进入污水罐影响污水含油值。

2.2 原油处理站污水罐结构改造

为了降低收油作业时罐内液位高度，提高收油作业的安全性，对处理站的收油槽进行改造，将收油槽高度降低0.5m，对污水除油罐进行改造降低收油槽，本质就是降低收油作业时的罐内液位，提高收油作业的安全性，减少作业时间和员工劳动强度，同时也就降低了污水外输泵的运行时间节约生产成本。

2.3 污水罐液位自动控制

为了自动控制污水除油罐液位、 减少员工频繁操作污水外输泵、 降低污水除油罐运行风险， 给污水除油罐安装了一套液位自动控制系统。

首先根据生产实际在值班室 PID 调节器上给污水除油罐设定合理的液位值， 将污水现场液位信号传输至值班室 PID调节器， PID调节器根据实际液位与给定液位差对污水外输泵变频器给出一个输出信号，依靠频率的变化调节污水外输泵的排量达到自动控制液位的目的。

2.4 采出液物性分析及采取措施

为了应对采出液物性的不断变化，防止出现原油含水波动，影响原油处理，保证净化油正常外输，定期对采出液和化学增产助剂取样分析，及时了解和跟踪采出液的变化，对原油脱水工艺进行调整，确保生产顺利进行。试验方法：瓶装法。现场破乳剂中加入3号助剂后，原油采出液脱水速度与深度都大大提高，油水界面较齐整，中间层较少，脱水效果大幅度提高。因此在原油脱水系统中，在加入破乳剂的同时加入3号助剂，现场原油脱水效果稳定，净化原油含水稳定，满足现场交油含水的需要。例如；针对压裂液采出液进行室内破乳剂配方优化试验。试验方法：瓶装法。通过3次取样试验，含压裂液采出液脱水十分困难，会严重影响原油脱水平稳运行。通过实验筛选最合适的药剂保证生产。原油脱水生产中更换3#破乳剂后，虽然脱水效果较正常时偏高，但原油采出液脱水速度与深度都大大提高，脱水效果大幅度提高。经过现场使用，净化油增加沉降时间后，能够达到外交含水指标，保证了原油的增长处理。

3效益分析

通过对集输污水生产工艺进行系统评价，结合上、下游生产环节的衔接点从药剂、设备设施、工艺流程等环节进行分析研究，并找到相應的对策。原油处理降低了外输污水含油量，有利于下游污水处理站进行污水处理，降低了污水处理站药剂生产成本，减少了老化油的产生量，节约了生产成本。