劉 剛

(中油遼河油田金馬油田開發(fā)公司，遼寧盤錦 124010)

引言

黃沙坨油田屬于火山巖裂縫性邊底水塊狀油氣藏，平均中深3120m，地面脫氣原油粘度6.23mPa.s，原油凝固點27℃，含蠟量9.06%。目前總井?dāng)?shù)61口，開40口，日產(chǎn)油水平110t/d，日產(chǎn)液量550t/d，日產(chǎn)氣5.7×104m3/d，綜合含水70%以上。油藏儲層為沙三下段的火山粗面巖，厚度在145～501m之間，平均厚度302m，平面上分布為中部較厚，向東西兩側(cè)逐漸變薄，依據(jù)噴發(fā)期次自下而上分為三期。儲集空間具有縫洞—孔隙雙重介質(zhì)特征，非均質(zhì)性強(qiáng)?；|(zhì)平均孔隙度為8.8%，平均滲透率為0.8×10－3μm2。因此，對回注的水質(zhì)要求較高，否則將堵塞裂縫和孔洞等儲集空間和油氣通道，降低油田的開發(fā)效果，降低產(chǎn)量。因此，精細(xì)處理污水勢在必行。

1.改造前存在問題

1.1 存在的問題

站內(nèi)沉降分離主要依靠重力沉降(托克斯沉降分離原理)，通過物理方法使含油污水中懸浮雜質(zhì)沉降分離，但粒徑小的懸浮物及微小的油滴難以除去。2004年9月斜板除油罐投產(chǎn)后，由于污油和膠質(zhì)對核桃殼濾料、金剛砂濾料危害較大，出現(xiàn)濾料污染、板結(jié)和濾速降低、出水水質(zhì)變壞等現(xiàn)象，例如:2005年6月份二級過濾罐出口取樣水質(zhì)情況如表1所示:

表1 改造前取樣水質(zhì)統(tǒng)計表

1.2 積極分析存在問題及應(yīng)對措施

(1)采取加大反沖冼強(qiáng)度，反洗泵排量由15m3/h提高到30m3/h;其次延長反沖冼時間，每個過濾罐反洗時間由5min增加到10min，現(xiàn)場其他條件沒有改變，該措施于6月8日至13日實施，濾后水質(zhì)情況如表2所示:

表2 加大反沖洗強(qiáng)度后取樣水質(zhì)統(tǒng)計表

從上圖表可以看出，對污水處理采取以上措施后，水質(zhì)情況仍然不好，沒有見到效果。

(2)提高加藥比

混凝劑加藥比由100ppm提高到250ppm;助凝劑加藥比由50ppm提高到100ppm;措施后水質(zhì)情況如表3所示:

表3 提高加藥比后取樣水質(zhì)統(tǒng)計表

從上圖表可以看出，對污水處理采取以上措施后，污水機(jī)雜含量略有下降，仍然不在達(dá)標(biāo)范圍以內(nèi)。

2.改造后污水處理流程及其優(yōu)點

2.1 改造后污水處理流程

改造后污水處理流程:采油隊來液→2000m3沉降罐→500m3斜板除油罐→蓄水池→一級過濾罐→二級過濾罐(五層三種濾料)→500m3注水罐→注水泵→外輸至采油井。

2007年9月份對污水過濾罐進(jìn)行了整改，保留了原重力式沉降流程，采用五層濾料，兩層分別為無煙煤、石英砂，三層為不同直徑的磁鐵礦，提高了污水過濾精度，滿足了低滲透油田回注污水的要求，提高了污水處理的自動化程度，減輕了操作工人的勞動強(qiáng)度。

2.2 結(jié)構(gòu)原理及主要參數(shù)

(1)結(jié)構(gòu)

三濾料全自動過濾器主要由過濾罐體、管匯、反沖洗泵和自動控制裝置四大部分組成。

(2)工作原理

污水經(jīng)自吸泵進(jìn)入過濾器濾層，懸浮物被濾層攔截，濾后水通過集水系統(tǒng)從排水口排出。在過濾中，過濾器的過濾流量不變，被去除的懸浮物停留在濾床上，使過濾阻力增加，處理量降低，且影響濾后水質(zhì)指標(biāo)，所以應(yīng)根據(jù)過濾水質(zhì)情況，濾罐每間隔12～15h進(jìn)行10min反沖洗濾料，以去除停留在濾床的懸浮物。通過自動控制裝置設(shè)定時間，進(jìn)行反沖洗。為補(bǔ)充反沖洗過程中的濾料損失，應(yīng)定期添加濾料。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)

單罐額定流量 25m3/h;設(shè)計壓力 0.10～1.0MPa;設(shè)計溫度80℃;濾前水質(zhì)指標(biāo)為懸浮物固體含量≤50mg/L，油含量≤20mg/L;濾后水質(zhì)指標(biāo)為懸浮物固體含量≤3mg/L，油含量≤5mg/L，顆粒粒徑≤3μm(占總顆粒體積的85%以上);反沖洗離心泵為14.5kW。

2.4 三濾料過濾器與原過濾罐的比較

圖1 改造后的過濾罐結(jié)構(gòu)圖

圖2 改造前的過濾罐結(jié)構(gòu)圖

(1)改造后的三濾料過濾罐結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

(2)改造前的單濾料過濾罐結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2007年9月，對二級3個金剛砂過濾罐進(jìn)行了更換濾料改造，三濾料全自動過濾器填加的不是單一濾料，而是填裝無煙煤、石英砂和磁鐵礦等濾料，組成不同密度的上下五層濾料。根據(jù)水質(zhì)要求，濾料采用不同的級配比，上層為密度較小，料徑較小的輕質(zhì)濾料，下層為密度較大，粒徑較大的濾料。由于兩種濾料的密度差較大，在水中下降速度也不同，密度大的下沉快，密度小的下沉慢。其優(yōu)點是經(jīng)過多個周期反沖洗后，仍能保持“輕、細(xì)”的濾料在上，“重、粗”的濾料在下的分層，形成濾料粒徑自上而下由小到大的粒度階梯濾層，提高了過濾水的穿透能力，最大限度地發(fā)揮了不同密度、不同級配指標(biāo)下濾層的截污能力。通過自動裝置設(shè)定每12h反沖洗一次(15min)，使濾料再生徹底，保證其過濾性能。三濾料全自動過濾器與單一濾料的過濾罐相比，具有過濾量大、濾料再生能力強(qiáng)的特點。單一石英砂過濾罐是以石英為濾料，截污能力差，粒徑0.6～3.5mm 不等，上層0.6 ～1.2mm，中層 1.2 ～2mm，下層2～3.5mm。經(jīng)過一個周期反沖洗后，根據(jù)石英砂的料徑大小分層，自上而下形成粒徑逐漸增大的濾層。表4是過濾罐改造后的水質(zhì)情況。

表4 過濾罐改造后水質(zhì)統(tǒng)計表

3.改造后的實施情況

三濾料過濾罐投產(chǎn)以后，在原有基礎(chǔ)上，水質(zhì)達(dá)標(biāo)。為了節(jié)約藥劑費(fèi)用，現(xiàn)場摸索降低加藥比。

3.1 根據(jù)水質(zhì)情況調(diào)整混凝劑加藥比，節(jié)約成本

在今年9月份三濾料過濾罐投產(chǎn)以后，對注水崗的混凝劑的使用情況進(jìn)行了解，結(jié)果在10—20日的調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)原來混凝劑的加藥比偏高，于是進(jìn)行摸索降低混凝劑加藥比，每調(diào)整一次加藥比進(jìn)行密切跟蹤2天污水水質(zhì)化驗結(jié)果。表5是混凝劑加藥比調(diào)整過程中加藥比與污水達(dá)標(biāo)情況的對比。

表5 混凝加藥比與污水達(dá)標(biāo)情況對比表

在調(diào)整加藥比后，我們從表中可以看出，在加藥比由250ppm下調(diào)到100ppm時，污水中含油和機(jī)雜的數(shù)值均符合控制標(biāo)準(zhǔn)，在下調(diào)到90ppm時污水含油0.3mg/l符合控制標(biāo)準(zhǔn)，而機(jī)雜含量11mg/l高出了控制標(biāo)準(zhǔn)(10mg/l)。因此，在加藥比控制在100ppm時，污水處理的各項指標(biāo)均合格。

3.2 相應(yīng)的也進(jìn)行助凝劑跟蹤與調(diào)查，節(jié)約藥劑成本

同月15－25日的調(diào)查中，從現(xiàn)場采集的水質(zhì)數(shù)據(jù)來看發(fā)現(xiàn)原來助凝劑的加藥比具備下調(diào)的區(qū)間，于是進(jìn)行摸索降低助凝劑加藥比，每調(diào)整一次加藥比進(jìn)行密切跟蹤2天污水水質(zhì)化驗結(jié)果。表6是助凝劑加藥比調(diào)整過程中加藥比與污水達(dá)標(biāo)情況的對比。

表6 助凝劑加藥比與活水達(dá)標(biāo)情況對比表

在調(diào)整加藥比后，我們從表中可以看出，在加藥比由100ppm下調(diào)到50ppm時，污水中含油和機(jī)雜的數(shù)值均符合控制標(biāo)準(zhǔn)，在下調(diào)到45ppm時污水含油0.2mg/l符合控制標(biāo)準(zhǔn)，而機(jī)雜含量10.2mg/l高出了控制標(biāo)準(zhǔn)(10mg/l)。因此，在加藥比控制在50ppm時，污水處理的各項指標(biāo)均合格。

3.3 并且進(jìn)行預(yù)脫水劑跟蹤與調(diào)查，節(jié)約藥劑成本

同月20—30日的調(diào)查中，從現(xiàn)場采集的水質(zhì)數(shù)據(jù)來看發(fā)現(xiàn)原來預(yù)脫水劑的加藥比具備下調(diào)的區(qū)間，于是進(jìn)行摸索降低助凝劑加藥比，每調(diào)整一次加藥比進(jìn)行密切跟蹤2天污水水質(zhì)化驗結(jié)果。表7是預(yù)脫水劑加藥比調(diào)整過程中加藥比與污水達(dá)標(biāo)情況的對比。

表7 預(yù)脫水劑加藥比與污水達(dá)標(biāo)情況對比表

在調(diào)整加藥比后，我們從表中可以看出，在加藥比由100ppm下調(diào)到50ppm時，污水中含油和機(jī)雜的數(shù)值均符合控制標(biāo)準(zhǔn)，在下調(diào)到45ppm時污水含油0.2mg/l符合控制標(biāo)準(zhǔn)，而機(jī)雜含量 10.2mg/l高出了控制標(biāo)準(zhǔn)(10mg/l)。因此，在加藥比控制在50ppm時，污水處理的各項指標(biāo)均合格。

同時，在采用了三濾料全自動過濾器后，污水處理量和污水水質(zhì)均達(dá)到設(shè)計要求。過濾水懸浮固體含量、油含量、SRB等均已達(dá)到《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法(SY/T5329—94)》水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，減少了地層污染，注水壓力不在升高，提高了注水量，保證產(chǎn)能需要，減緩了污水的腐蝕程度，延長了注水設(shè)備及注水管線的使用壽命，滿足了金馬油田回注污水要求。

4.結(jié)論及建議

(1)三濾料過濾器與其它污水處理設(shè)備相比具有結(jié)構(gòu)緊湊、流程簡單、過濾效率高、濾料使用壽命長等優(yōu)點，對實現(xiàn)低滲透油田回注污水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，簡化污水處理流程，降低生產(chǎn)成本等具有重要意義，在油田污水處理站可推廣應(yīng)用。

(2)在三濾料過濾器的反沖洗作業(yè)中，因為濾料損失等原因使水質(zhì)變差，需加強(qiáng)管理，定期添加濾料，以保證三濾料過濾器的正常運(yùn)行。

(3)三濾料過濾器的運(yùn)行受進(jìn)水水質(zhì)影響較大，污水處理工藝中混凝沉降效果直接影響濾前水質(zhì)，需控制進(jìn)水水質(zhì)，完善工藝流程，保證濾后水質(zhì)指標(biāo)。

［1］ 曹海麗﹒黃沙坨油田火山巖油藏特征綜合研究［J］.特種油氣藏，2003.

［2］ 陳元春，吳昌志，武毅.遼河盆地黃沙坨火山巖油藏開發(fā)實踐［J］.新疆石油地質(zhì)，2006.

［3］ 張坤.歐利坨子－黃沙坨地區(qū)粗面巖儲層裂縫特征及平面預(yù)測研究［J］.特種油氣藏，2004.

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