油田采出水处理系统的工艺安全管理

张旺

[摘    要] 为消除或降低油田污水处理系统运行的安全风险，对工艺现状和问题进行分析，探究技术和管理措施，制订适宜的安全管理对策。在持续的生产运行实践中，通过系统维护、工艺改进、数字化监控、HSE体系管理等手段，提高了系统的安全防控水平。总结了产出水处理系统工艺更新、动态跟踪、风险防控、体系管理等技术和经验，实现工艺系统运行风险控制的本质安全。

[关键词] 产出水处理;工艺;安全;防控

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 21. 051

[中图分类号] F273    [文献标识码]  A      [文章编号]  1673 - 0194（2019）21- 0130- 03

0      前    言

从20世纪70年代以来，欧美国家发生不少重大的工艺安全事故，80年代起， 工艺安全逐步发展成为一门独立的学科。其基本出发点是预防工艺物料（或能量）泄漏， 侧重点是工艺系统或设施本身，目的是在设计、建造、操作和维护工程工艺设备和设施过程中，运用工程知识、原理与经验，消除或减少与工艺过程相关的危害。内容包括信息、危害分析和变更等14个要素，其中工艺危害分析为工艺安全管理的核心要素，从根本上消除或减少系统存在的危害，其基本策略包括减少、替代、缓和与简化，最终实现本质安全 [1]。

1      污水系统的现状及主要工艺

1.1   生产运行现状

安塞油田产出污水处理方式从最初1990年开始的无效回注（塞1-8、塞75井）逐步发展到有效回注，从第一座站王窑回注站算起，截至目前共配套建设有污水处理系统13套，日均产出污水量16 846 m3，所产污水全部实现有效回注。污水回注站点37座，日均回注产出水16 340 m3。辖回注井1 228口，平均单井井口压力9.6MPa，单井日均回注量16 m3。现有的污水处理系统都已投入生产运行，总体运行连续平稳。

1.2   主要水处理工艺

以联合站为代表，系统主要设备设施包括：除油罐、中间水罐、注水罐、过滤器、污油污水池、外输泵及配套管阀等。处理控制指标先后发布了1988年、1994年、2012年《碎屑岩油藏水质推荐指标及分析方法》 （SY/T5329-2012）。2008年在原回注技术指标的基础上，经过大量的室内岩心试验，结合生产动态资料及采出水处理工艺现状，下发油田采出水回注技术指标（长油开（2008）第05号 试行），对主要控制指标部分进行了调整（悬浮物含量，坪桥<15mg/L，其他区块<10mg/L;含油量，招安<30mg/L，其他区块<20mg/L），目前主要执行2012年的标准。虽然各站点的具体工艺有所差别，但主体工艺相似，为简短的流程：一级除油、一级沉降和一级过滤[2]。比较典型的工艺流程如图1所示。

2      系统运行中暴露的主要问题

自油田产出污水处理系统运行以来，存在的主要问题包括：污水成分复杂，腐蚀性强，按现有水质标准处理成本高难度大;对站内容器、设备、管阀的腐蚀严重，频繁出现腐蚀穿孔现象，严重影响正常生产运行;在系统运行维护改造中各类隐患风险较大，易造成人身伤害及环境污染;工艺安全管理存在漏洞和不足，影响运行效果等。

3      原因分析

3.1   技术因素

3.1.1   产出水处理效果是以水质控制指标为依据来衡量的

早期配套的處理工艺是以1988年下发的指标要求实施的，经1994年和2012年的更新，要求标准更高。2012年提出了主要控制指标7项，辅助性指标3项，1994年主要控制指标8项，辅助性指标5项，虽然种类减少，但要求更具体和严格。而工艺配套改造的过程较为迟缓，难以满足要求。

3.1.2   设备材料的抗腐蚀性不够

早期使用的大多为普通钢管或防腐能力不足的设备仪表，大多使用不到一年腐蚀穿孔严重，无法正常使用。

3.1.3   选用的水处理设备设施处理能力和水质指标偏低

如除油罐控制指标来水含油≤1 000mg/L，出口含油≤20mg/L，停留时间2-3h，设计能力不足，停留时间短， 出口含油超过设计标准;石英砂过滤器易形成堵塞和板结;纤维球过滤器出口控制指标：悬浮物≤10mg/L， 含油≤30mg/L，粒径中值≤4μm，精度等级低，除油效果不佳;三级隔油池运行不稳定，风险大，沉积的污油泥难清理;污水外输泵易腐蚀损坏等。

3.2   管理因素

3.2.1   油田滚动开发，设计配套滞后

初期设计定型实施后变动较少，随产出水量增多，已有的能力和指标很难满足实际需要，致使系统超负荷运行。

3.2.2   操作管理人员水平不足，影响运行效果

运行参数不平稳，跑、冒、滴、漏常有出现，对突发事件应对措施不得力等。

3.2.3   管理简单粗放

在理念上不够精细，只是维持运行、应对突发事件、应付检查和考核，一些问题和现象未从根本上解决，致使隐患和风险长期存在。

4      采取的工艺安全管理措施

4.1   运行管理

系统投运初期，在基础管理方面，落实相关标准规范，制订了系统运行、资料录取、化驗及上报等系列制度及操作规程，每2小时正常开展工作巡查及资料的录取填写上报，主要监测控制指标包括产出外输水量、压力、处理量、悬浮物含油等水质指标、温度等，对出现的问题也能及时地组织处理。运行动态及控制指标能基本满足开发的需要，系统相对稳定。

4.2   生产维护

日常生产以维护性作业为主，如设备仪表的维护保养、定期校验、管阀渗漏的整改、储罐及污油泥池的清理等。主要实施的为小班及集输大队的维护人员，只是维持系统能正常运行。

4.3   工艺改进措施

针对生产运行中暴露出的问题，我们进行了系列的工艺改进和试验：将耐腐蚀性差的普通钢管更换为ABC管、双金属复合管，外输管线应用玻璃钢管;王窑集中处理站产出水系统进行了较大规模的改造，拆除原有部分设施，新建3 000 m3沉降除油罐、1 000 m3自然除油罐、2台DL60型核桃壳过滤器、2台GQL-2200型纤维球过滤器和配套4台加药泵等;在塞一联合站试验应用平衡态一体化装置;在侯市集输站应用气悬浮水处理装置、对杏河集输站的产出水过滤系统进行扩建、将过滤器内的普通纤维球改进为改性纤维球、开展产出水的改型试验和紫外线杀菌试验等。通过试验研究，探索水处理的改善途径，以不断的技术进步，有效提高了系统的处理能力和运行指标。

4.4   6S管理

除工艺上的改进外，在管理方面也尝试有益的方式。从2006年开始，引进应用6S管理法（后来称精细管理法），对生产现场进行整理、整顿，保持生产设施处于清洁、整齐、有序的状态，并持续不断地改进工作环境的条件，以提高员工的工作积极性和工作效率，为确保生产质量创造条件。通过几年的实践，生产环境得到极大的改观，工作效率有效提高，人的因素和物的因素成分利用，各类安全隐患控制在较低水平。

4.5   HSE管理

4.5.1   HSE管理体系建设

最早的行业标准《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》（SY/T 6276-1997），提出了领导和承诺等7个关键要求（一级要素）、28个二级要素，在石油行业试验推广HSE体系建设。2007年中石油集团发布了《健康、安全与环境管理体系规范》（Q/SY1002.1-2007），同年全面推广HSE信息系统。其指导性工作是目标制订与考核，监督检查和隐患治理是最主要的2项内容，业务管理的核心是安全管理。通过体系建设，落实“十个转变”，从自我预防向体系预防转变，从流程防范向技术防范转变，实现有效激励、积极主动和严密受控状态目标。制定了系列企业标准和制度，在单位开展全员培训，建立HSE文档管理体系，定期落实检查考核制度，促进了管理体系水平的提高和工作目标的实现。

4.5.2   风险识别与隐患排查治理

在全体员工中开展风险识别活动，分清固有风险和现实风险，按危害程度将一般、较大和重大风险分类处理，编写风险辨识清单，绘制风险矩阵图[3]，落实“三防四责”体系（三道防线、四级责任）。每月全面地开展一次隐患排查治理，针对隐患分级处理，将各类事故事件消灭在萌芽状态。

4.5.3   ACT管理法和应急处置卡应用

2007年3月起，在全员范围内推广应用事故控制（ACT）卡，通过“观察、纠正、鼓励、建议和签名”的纪录纠错活动，使员工辨认和消减可能导致人员伤害或发生事故的七项不安全行为或不安全状态，对于好的措施建议，及时采纳并实施，达到控制不安全行为和避免事故的目的。推行班组安全管理“五步法”（决定、停下来、观察、思考、行动），培育员工的安全自主管理意识。

4.5.4   应急预案及演练

针对采出水系统的工艺，编制了专业的事故应急预案，每半年开展1次现场演练，检验预案的实用性和完整性，并针对出现的问题分析总结，及时修订。在管理上，从体系设计、预案编制、各事故的预防与应急培训、现场模拟实践等方面开展系统建设，防患于未然。

5      结论及认识

从油田滚动开发和采出水系统处理的实践，我们有以下几方面的认识：

（1）工艺的配套完善是保障系统安全高效运行的根本。

（2）重视基础管理可有效提高运行效率。

（3）开展HSE体系建设预防系统性风险。

（4）数字化技术应用促使管理上台阶。

主要参考文献

[1]粟镇宇.工艺安全管理与事故预防[M].北京：中国石化出版社，2007.    [2]沈琛.油田污水处理工艺技术新进展[M].北京：中国石化出版社，2008.

[3]罗云.风险分析与安全评价[M].北京：化学工业出版社，2016.

[4]朱静平，王中琪.污水处理工程实践[M].成都：西南交通大学出版社，2010.