沈海云 李江龍 張 媛 鐘萍

青海油田高凝稠油污水處理技術(shù)

沈海云1 李江龍2 張 媛2 鐘萍2

1青海油田采油一廠 2青海油田采油三廠

常規(guī)的核桃殼、纖維球過濾裝置在過濾器頂部均有攪拌機(jī)，配套工藝復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)軸套密封漏水、卡轉(zhuǎn)、燒電機(jī)等問題，損壞后如不能及時(shí)維修，將直接影響過濾系統(tǒng)的正常運(yùn)行。2008年在青海油田某污水站試驗(yàn)應(yīng)用了徑向流核桃殼過濾技術(shù)，使得高凝稠油污水處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。處理后平均懸浮物固體含量為5.4 mg/L，平均含油量為2.3 mg/L，水質(zhì)全部達(dá)到要求水質(zhì)指標(biāo)。

污水處理；高凝稠油；徑向流；核桃殼；纖維球

1 污水處理存在的問題

青海油田油層滲透率大部分<120×10-3μm2，凝固點(diǎn)34.8℃，黏度（50℃）平均885.7 mPa·s，礦化度約26 000 mg/L，腐蝕率1.43 mm/a，共有8個(gè)污水處理站，日處理污水3.1×104m3。為了實(shí)現(xiàn)注入合格污水的目標(biāo)，先后試驗(yàn)應(yīng)用過常規(guī)篩管核桃殼過濾技術(shù)、改性纖維球過濾技術(shù)、粗?；?纖維球過濾技術(shù)等多種技術(shù)，但是均由于污水礦化度高、腐蝕性強(qiáng)、原油高凝高黏等原因，導(dǎo)致處理設(shè)備難以正常運(yùn)行，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率低，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。早期幾種污水處理技術(shù)在使用過程中遇到的問題主要有：

（1）篩管、篩板腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重。由于污水腐蝕、結(jié)垢性強(qiáng)，常規(guī)的篩管核桃殼過濾技術(shù)過流面積小，在使用190天左右時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)過濾器篩管、篩板嚴(yán)重結(jié)垢的現(xiàn)象；同時(shí)出現(xiàn)反洗、正濾憋壓問題，篩管、篩板長期在較高壓力作用下開裂，致使濾料嚴(yán)重漏失，造成過濾器失去作用。頻繁更換篩管、篩板，成本難以承受。

（2）纖維球污染嚴(yán)重。由于青海油田原油不僅高凝而且高黏，即使采用進(jìn)口改性纖維球，也會(huì)在短期內(nèi)嚴(yán)重污染，失去過濾能力。采用特制清洗劑將高凝稠油加熱到75℃，纖維球也無法被清洗恢復(fù)。所以，纖維球過濾技術(shù)在青海高凝稠油油田一直無法正常應(yīng)用。

（3）攪拌機(jī)故障多。常規(guī)的核桃殼、纖維球過濾裝置經(jīng)常出現(xiàn)軸套密封漏水、卡轉(zhuǎn)、燒電機(jī)等問題，損壞后如不能及時(shí)維修，將直接影響過濾系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2 徑向流核桃殼過濾技術(shù)

為了使高凝稠油污水處理設(shè)備的正常、高效運(yùn)行，使水質(zhì)達(dá)標(biāo)，經(jīng)過反復(fù)調(diào)研論證，2008年在青海油田某污水站試驗(yàn)應(yīng)用了徑向流核桃殼過濾技術(shù)[1]，取得了顯著的試驗(yàn)效果，使得高凝稠油污水處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

（1）結(jié)構(gòu)組成及主要技術(shù)原理。該裝置主要由篩筒結(jié)構(gòu)的核桃殼過濾器、料循環(huán)泵、不銹鋼反沖洗泵及自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。根據(jù)混凝動(dòng)力學(xué)原理和微渦旋原理，設(shè)計(jì)的渦流混凝器可實(shí)現(xiàn)除油降濁；核桃殼濾料裝填于篩筒環(huán)形空間，橫向、徑向流濾筒式過濾方式，兼有重力沉降分離除雜和過濾除雜雙重作用，不同于常規(guī)縱向、軸向流濾床式過濾，油和懸浮物總?cè)コ史謩e達(dá)到85%以上，較同體積的過濾器增大過濾面積3倍以上，提高了處理能力[2]。主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 主要技術(shù)指標(biāo)

（2）應(yīng)用效果。青海油田某污水站改造投產(chǎn)設(shè)計(jì)處理規(guī)模為9 000 m3/d，設(shè)計(jì)指標(biāo)為懸浮物固體含量≤15 mg/L、含油量≤20 mg/L，2008年10月12日在該處理站應(yīng)用徑向流核桃殼過濾技術(shù)。主要工藝流程為：污水沉降罐→污水提升泵→徑向流過濾器→濾后水罐→外輸。投產(chǎn)后對(duì)運(yùn)行效果進(jìn)行每月三次連續(xù)跟蹤，平均懸浮物固體含量為5.4 mg/L，平均含油量為2.3 mg/L，水質(zhì)全部達(dá)到要求水質(zhì)指標(biāo)。除了處理效果一直良好外，該技術(shù)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：①過濾系統(tǒng)采用兩級(jí)可串可并的核桃殼組合過濾，自帶不銹鋼濾料循環(huán)泵，具有體外反沖洗功能，濾料裝卸補(bǔ)充全部自動(dòng)化，省時(shí)省力，裝滿一具過濾罐所用時(shí)間僅為其他過濾器人工裝料的二十分之一；②濾料即使污染，通過體外反沖洗功能很容易清洗再生；③該技術(shù)過濾器工藝流程簡單，便于操作，不需配備攪拌機(jī)等，濾料損失率低（每年小于9%），便于維護(hù)與管理，每套過濾器均采用單獨(dú)的自動(dòng)反沖洗控制系統(tǒng)，不會(huì)因一組控制柜壞影響其他過濾器反沖洗，反沖洗只需按一鍵即可完成，時(shí)間隨意確定。

3 結(jié)論

由于纖維球在高凝稠油油田污染嚴(yán)重，難以清洗和再生，因此適應(yīng)性差；而常規(guī)的核桃殼、纖維球過濾技術(shù)配套工藝復(fù)雜，攪拌機(jī)易損件多；篩管、篩板腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重，不適合高腐蝕結(jié)垢油田。徑向流濾筒式核桃殼過濾方式，濾除率高，過濾面積大，濾料清洗再生容易，通過近兩年的實(shí)際應(yīng)用，該技術(shù)解決了困擾青海高凝稠油油田污水水質(zhì)治理難題，為其他類似油田污水水質(zhì)治理工作提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

[1]金勝男．喇嘛甸油田污水處理新技術(shù)[J]．油氣田地面工程，2012，31（7）：58-59.

[2]武俊憲，張效羽．遼河油田歡三聯(lián)稠油污水軟化技術(shù)試驗(yàn)研究[J]．石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2004（5）：21-22.

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.034