【摘要】油田采用小顆粒濾料過濾技術(shù)可以達到低滲透油田要求的“8.3.2”水質(zhì)指標，在借鑒油田常規(guī)砂濾基礎(chǔ)上，應(yīng)用細小顆粒金剛砂過濾技術(shù)，尋求達到特低滲透油田“5.1.1”水質(zhì)指標的新途徑。在xx油田開展了金剛砂過濾技術(shù)試驗，分析其濾罐結(jié)構(gòu)的配置，調(diào)整各項工藝參數(shù)，分析了不同工況過濾效果，并提出了認識和建議，為完善油田注入水精細過濾技術(shù)提供可借鑒性經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】油田注入水；精細過濾；金剛砂；濾料

目前，油田注入水質(zhì)為了達到特低滲透油田要求的“1.1”指標，水質(zhì)處理基本采用粗濾、精濾、超濾工藝，技術(shù)相對成熟。超濾膜分離技術(shù)的應(yīng)用，保證了出水水質(zhì)可以達到指標要求，但也存在投資及運行維護費用較高、不易管理維護等問題。針對此情況，進行了顆粒細小、比重大、機械強度高的金剛砂濾料過濾技術(shù)試驗，主要以過濾表面積大來實現(xiàn)水質(zhì)高精度分離、以砂濾水處理設(shè)施結(jié)構(gòu)相對簡單、濾料抗污染性能強來達到高性價比的目的。

一、金剛砂濾料的特點

金剛砂濾料以鋁釩土、焦碳（無煙煤）為主要原料，在電弧爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉，燒結(jié)好之后再經(jīng)破碎、篩選、整形、水洗處理等工序制成。金剛砂濾料具有化學性質(zhì)穩(wěn)定，硬度大，比重大，耐磨，高韌性等優(yōu)點，是新型的耐磨材料和凈水濾料。

二、試驗情況

試驗處理工藝為錳砂除鐵、精濾工藝。金剛砂過濾器進水為錳砂濾罐出水，處理量為1.5m3/h。為了便于觀察濾料及配件的工況，過濾器外殼材質(zhì)采用透明的有機玻璃，規(guī)格為φ500×2000，集水濾帽孔隙0.25mm，濾層厚度660mm，濾料規(guī)格為金剛砂粒徑0.1～0.2mm、石英砂粒徑0.1～0.25mm、石英砂粒徑0.3～0.5mm。

過濾器連續(xù)運行，在試驗期間進行了2種工況試驗，觀察了過濾效果及濾料反洗再生效果。

1.不同濾速的過濾效果

第一階段試驗的濾速為5.7-6.3m/h（流量1.0-1.1m3/h），濾料的級配及水質(zhì)處理效果如下。

過濾器濾料填裝級配表

層填料名稱及規(guī)格（mm）填料高度（mm）

1金剛砂0.1～0.2130

2石英砂0.1～0.25370

3石英砂0.3～0.5160

水質(zhì)處理效果：在過濾器進水懸浮物含量平均3.1mg/L、粒徑中值平均2.1μm、含鐵量平均0.9mg/L的情況下，濾后水質(zhì)為：懸浮物含量平均1.7mg/L，粒徑中值平均1.2μm、含鐵量平均0.3mg/L。

第二階段試驗采取了降低濾速，延長處理水過濾持續(xù)時間，并在整體濾層厚度不變的情況下，增加金剛砂濾層厚度的措施，試驗的濾速為3.5-4.0m/h（流量0.6-0.7m3/h），濾料的級配及水質(zhì)處理效果如下。

金剛砂過濾器濾料填裝級配表

層填料名稱及規(guī)格（mm）填料高度（mm）

1金剛砂0.1～0.2260

2石英砂0.1～0.25280

3石英砂0.3～0.5120

水質(zhì)處理效果：在過濾器進水懸浮物含量最高5.5mg/L、懸浮物含量最低1.8mg/L、懸浮物含量平均3.6mg/L，粒徑中值1.5μm，含鐵量1.0mg/L的情況下；濾后水質(zhì)為：懸浮物含量最高1.3mg/L、懸浮物含量最低0.5mg/L、懸浮物含量平均0.8mg/L，粒徑中值最高1.1μm、粒徑中值最低0.8μm、粒徑中值平均0.9μm，含鐵量0.1mg/L。

2.反沖洗再生效果

試驗的反洗水為常溫水，用變強度反洗，反洗周期24h，反洗時間25min，每次反洗分為排污、分離再生、沖洗等3個步驟。第一階段（濾速為5.7-6.3m/h）試驗的反洗排污強度為5.2 l/m2.s、分離再生為9.8 l/m2.s、沖洗為14.5l/m2.s，每次反洗后，試驗期間過濾時水頭損失基本保持在1m，較為穩(wěn)定。在第二階段（濾速為3.5-4.0m/h）調(diào)整了濾料級配后，在保持第一階段其它反洗參數(shù)不變的情況下，為了保證濾料膨脹高度，相應(yīng)調(diào)整了反洗強度，提高了2l/m2.s，每次反洗后，過濾時水頭損失基本在1.5m，較為穩(wěn)定。

濾料再生效果：在反洗周期24h，反洗時間25min、反洗強度在5.2-16.5 l/m2.s時，濾罐經(jīng)反洗后，在處理量相同時，水頭損失穩(wěn)定，并且出水水質(zhì)也較為穩(wěn)定，濾料再生較好；另外，試驗期間每次反洗時，為了觀察濾料流失情況，在反洗出水取樣，水樣中未發(fā)現(xiàn)濾料。

三、結(jié)論

在現(xiàn)場小型試驗中，對金剛砂過濾器不同的濾速及反沖洗工藝參數(shù)試驗后，出水水質(zhì)基本達到預(yù)期目標，但其穩(wěn)定性還有待于進一步觀察驗證。金剛砂過濾器結(jié)構(gòu)相對簡單，易于管理，具有應(yīng)用價值，但是仍需繼續(xù)摸索過濾器的各項性能參數(shù)，為高精度水質(zhì)處理技術(shù)提供新的途徑。

參考文獻

[1]劉德緒.油田污水處理工程.石油工業(yè)出版社，2001

[2]苗承武.高效油氣集輸與處理技術(shù).北京：石油工業(yè)出版社，1997.1

[3]大慶油田地面工程技術(shù)座談會論文集.2001-2007

作者簡介

時來元，2011年畢業(yè)于中國石油大學（華東）船舶與海洋工程專業(yè)，主要從事給排水設(shè)計工作。