西二联合站采出水处理系统扩容优化研究

王冬梅

摘要：随着“二三结合”项目的不断开展，西二联合站来液量也在不断的增加，该站在用采出水处理设备无富裕能力，且存在超期服役、设备失效等问题，采出水处理系统改造迫在眉睫，老区改造最大的难题就是没有足够的建设空间，需要在现有装置平稳运行的前提下进行新建流程的预制工作，待建设完成投运后方可停运现有装置，目前西二联可用空间仅有25mx40m，需要預制处理设计能力为18000m3/d的回注水处理装置。

关键词：采出水处理;联合站;水处理系统扩容优化

1.前言

西二联合站接收港西油田来液，采出水处理量13000m³/d，来液经分离缓冲罐气液分离后，油水进入三具2000m³的沉降罐进行脱水处理，处理后的采出水含油小于300mg/L，悬浮固体含量小于100 mg/L。目前采用的是旋流器+核桃壳过滤罐的处理工艺。港西油田回注水指标要求，含油小于等于40mg/L，悬浮物固体含量小于等于20 mg/L。

由于西二联合站脱水系统需要改造，来液通过四具三相分离器进行油气水三项分离后，分离后的水通过2#、3#2000m³的沉降罐进行沉降，再经回注水系统进行处理。通过实验模拟，预测三相分离器底水含油<1100mg/L，沉降罐底水含油<600mg/L。目前在用采出水处理技术无法满足处理需求。

2.采出水处理技术研究

2.1 管式旋流装置

管式旋流装置同水力旋流器分离原理相同，同样是利用重力、两相密度差实现油水分离，主要就是结构上的区别，取消设备锥段结构，采用管式代替，避免旋流管磨损、降低设备压损、提升除油效率。

（1）管式旋流装置在港西油田的现场实验

6月20至7月24日，旋流设备平均入口含油为160mg/L，出水口含油为83mg/L，平均除油率为48%，压力损失0.22MPa，当进口含油高于150mg/L，除油率高于60%。 除油率没有明显下降，保持平稳状态;来液瞬时保持在6.5-7m³/h，水出口瞬时保持在5.5-6.1m³/h，处理量保持平稳（图1）。

2.2高效节能水处理装置

处理单元：微浮选、碰撞聚结和吸附过滤;

反洗工艺：气垫层筛管框架底板结构、多通道排污结构、空气对流搓洗。

（1）高效节能水处理装置在羊中心站的应用情况

建设规模：高效节能处理装置，共6具，在用4具（2具待修），设计能力100m³/h，3.4X6m，注水指标要求含油≤30mg/L，悬浮物固体含量≤15mg/L;

处理情况：处理液量9000m³/d，设备进口含油≤150mg/L，出口含油≤10mg/L，除油率93%，设备压损0.03MPa;

反洗情况：两天反洗一次，反洗水量100m³/具，每月药洗一次，20kg/具;

滤料情况：设备滤料直径0.8-1.2cm，每年补充滤料5t/具。

2.3一体化采出水处理装置

集紊流气浮除油、溶气增氧脱硫除铁、微涡旋除污降浊、滤层过滤净化、电极化防除垢缓蚀杀菌、加电除氧、滤料体外循环体内涡流搓洗再生和机泵充装滤料等多种功能于一体（图2）。

（1）一体化水处理装置在南一联的应用情况

建设规模：一体化处理设备，共4具，在用3具（一具待修），设计能力100m³/h，2.8X3m，注水指标要求含油≤20mg/L，悬浮物固体含量≤10mg/L;

处理情况：设备进口液量4000m³/d，含油≤50mg/L，出口含油≤10mg/L，除油率80%，设备压损0.02MPa;

反洗情况：一天反洗一次，反洗水量60m³/具;

滤料情况：设备滤料直径0.8-1.2cm，定期补充滤料，约三年更换完成一次滤料更新。

2.4预涂膜处理装置

预涂膜材料是经多种环保型材料合成的高电位粉末制剂，使用时按比例用清水调配（用量根据实际需要可增减）制成预涂液筑膜剂，将预涂液筑膜剂用泵提升至装有过滤罐体内，预涂液筑膜剂在超亲水膜表面会形成一定厚度（1.5mm）的涂层，利用筑膜剂自身独特的微孔结构和颗粒分布特征，制成具有一定孔径的通透性良好的附着滤层——即动态膜，膜制成后自动进入分离过滤状态，待过滤介质中的悬浮物、聚合物、胶质物和游离式乳化油被吸附在动态膜的表面，水与膜置换净水排出，在过滤的同时能有效地吸附和分解废水中的COD，以及氨、氮、磷、等有机物质。超亲水膜表面预涂筑膜剂后，颗粒与过滤介质中的悬浮杂质形成疏松多孔的滤层，使滤层处于和滤液同步的变化中，滤层始终保证具有一定的通透性，避免膜通量的快速衰减，延长过滤周期，使过滤周期的综合经济指标达到最佳状态。

（1）现场实验研究

设备除油率能够到达80%-95%，其中除油率在90%以上的占比60%，处理效果良好，但膜处理装置大都应用于小处理水量，精细处理环境，西二联设备进口来油存在波动，可能超过200mg/L，膜使用年限、反洗频次无法保证，膜装置费用较高，使用维护成本增加（图3）。

2.5陶瓷膜处理装置

技术原理：气浮+陶瓷膜过滤集成设备

处理过程：采出水进入气泡接触区，通过气浮去除大量的油和固体颗粒;浸没式膜被安放在分离器下放;可沉降的固体下沉至底部并被去除

（1）现场实验研究

实验装置设计能力0.6m³/h，由于排污流程设计不合理，导致无法开展连续性实验，进口安装减压水箱，设备进口含油较低，无法体现设备优越性，待进一步实验研究。

3结论

（1）使用旋流除油装置+高效节能水处理装置，处理效果较好，且满足西二联场地要求;

（2）旋流除油装置+一体化采出水处理装置，由于一体化装置滤速问题，为保障水质要求需安装13具装置，占地面积太大，场地无法满足建设需求;

（3）膜处理装置滤芯使用寿命无法考量，维护费用较大;

（4）气浮陶瓷膜装置设备级数少，但需继续研究其适应性。

参考文献：

[1]张旭东.搓洗式核桃壳过滤罐的改进[J].油气田地面工程，2010（6）：103

中国石油大港油田分公司第五采油厂 天津 300280