馬彥濤 劉洋 趙曉龍

（中國石油華北油田公司第五采油廠）

0 引言

華北油田采出水處理工藝一般為“沉降—過濾—回注”，即通常所稱的“老三套”。具體工藝過程為混凝沉降罐（或重力）—調(diào)節(jié)罐—多功能過濾器—儲水罐—注水泵—注水井。該工藝在新建油田地面工程產(chǎn)能建設(shè)中應(yīng)用普遍，對水中的油及懸浮物去除效果較好，處理后的水質(zhì)可以達到水驅(qū)油藏的要求。隨著油田的深入開發(fā)，壓裂、酸化、三次采油等措施的工作量加大，油田采出液水質(zhì)特性發(fā)生變化；同時隨著新標(biāo)準(zhǔn)的頒布，尤其是對于平均空氣滲透率≤0.01 μm2的特低滲透油田水質(zhì)要求進一步提高，“老三套”采出水處理工藝已不能完全滿足注水水質(zhì)的要求。為滿足不同油藏滲透率下的注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化組合水處理工藝，摸索采出水處理的標(biāo)準(zhǔn)化工藝，有利于油田注水開采的順利進行。

1 采出水處理工藝簡介

水質(zhì)指標(biāo)根據(jù)SY/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》，按照平均空氣滲透率將整個采出水回注水水質(zhì)分為五級指標(biāo)，水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)

1.1 一體化連續(xù)流處理工藝

1.1.1 工藝技術(shù)

一體化連續(xù)流工藝是集渦旋向心氣浮除油、溶氣增氧脫硫除鐵、微渦旋除污降濁、多介質(zhì)濾層過濾凈化、濾料體外循環(huán)和體內(nèi)渦流搓洗再生、機泵充裝濾料等多種功能于一體的裝置。連續(xù)流含油污水處理裝置流程示意見圖1。

圖1 連續(xù)流含油污水處理裝置流程示意圖

1.1.2 技術(shù)優(yōu)勢

無需停運反沖洗或更換過濾介質(zhì)，無需加藥，運行費用低，自動控制，操作簡便，運行安全可靠。

1.2 微生物處理工藝

1.2.1 工藝技術(shù)

微生物吞噬高分子化合物，將油等有機物分解成無機物、二氧化碳、水。微生物處理技術(shù)是通過對各油田區(qū)塊的水樣進行分析，找到針對處理不同水質(zhì)的專性微生物菌群，經(jīng)過生物強化選擇區(qū)強化選擇高效特殊菌種，使處理水質(zhì)合格。

1.2.2 技術(shù)優(yōu)勢

不需加凈水劑、混凝劑等化學(xué)藥劑，生物降解產(chǎn)物為H2O和CO2，是一種無害化處理方式。微生物處理工藝流程簡單，長期運行水質(zhì)穩(wěn)定，不需清洗更換濾料，只需根據(jù)來水情況少量補充營養(yǎng)基，產(chǎn)生污泥量較?。?］。

1.2.3 工藝組合

“微生物+膜分離”工藝組合適用于低滲、特低滲油田，出水水質(zhì)可以達到第一級水質(zhì)指標(biāo)。膜能夠精細截留水體中的懸浮物、有機物、膠質(zhì)顆粒、微生物等，使水質(zhì)得到凈化。通過膜的錯流過濾壓差，使分子之間離散，Ca2+、Mg2+等成垢陽離子不易形成沉積，對高礦化度水可以起到水質(zhì)穩(wěn)定的作用。為防止膜通量的降低和膜污染，需定期反洗和更換。

“微生物+兩級精細過濾”工藝適用于低、中、高滲油田。兩級精細過濾主要流程為一級過濾（核桃殼）+二級過濾（雙介質(zhì)或超細濾料）。通過兩級精細過濾器過濾懸浮物，使出水含油量達到2 mg/L以下。由于油和懸浮物的通過量高于膜分離，該工藝只能達到第二級水質(zhì)指標(biāo)。

本例中，中國法官所說的最后“陳述”是一個具有文化特性的詞，譯員為了消除被告的理解障礙，在口譯時增加了必要的信息：“如果你對判決有任何要求和希望，你可以向法庭提出要求和希望?！痹谠S多情況下，當(dāng)譯員一時難以找到對應(yīng)詞時，可以直接通過解釋來調(diào)解。比如，翻譯一個地名時，譯員可以在保留原來的發(fā)音時，解釋說“這是一個地方的名稱”。這樣的調(diào)解策略有利于保證各方溝通的流暢而不影響庭審的節(jié)奏。

1.3 渦凹氣浮+流砂過濾處理工藝

1.3.1 渦凹氣浮工藝技術(shù)

采用美國“渦凹氣浮專利技術(shù)”，污水首先進入曝氣區(qū)，曝氣機通過底部中空葉輪的快速旋轉(zhuǎn)形成真空區(qū)，氣體（空氣或氮氣）通過中空管道抽送至水下，并在葉輪快速旋轉(zhuǎn)作用下被粉碎成微氣泡，與水中的固體污染物結(jié)合在一起，上升到液面。液面上的固體漂浮物被刮渣機刮入污泥收集槽。凈化后的水通過溢流堰排出。渦凹氣浮工藝見圖2。

圖2 渦凹氣浮處理工藝

1.3.2 高效流砂過濾技術(shù)

高效流砂過濾技術(shù)是將采出水過濾和濾料再生兩個相對獨立的流程結(jié)合在一起。在同一過濾器的不同位置完成這兩個工藝過程。前者依靠位置的高差或泵的提升來完成，后者通過壓縮空氣完成。

1.3.3 技術(shù)優(yōu)勢

渦凹氣浮工藝不需要空壓機、循環(huán)泵及壓力容器，無噪音，能耗低，設(shè)備整體性好。高效流砂過濾設(shè)備可連續(xù)運轉(zhuǎn)，濾料再生不需停機反洗，過濾洗砂效果好，水質(zhì)穩(wěn)定，使用壽命長。

1.4 罐氣浮+聚結(jié)除油+兩級過濾工藝技術(shù)

罐氣浮技術(shù)是采出水通過氣?。ǖ獨猓┏ゴ蟛糠衷停俨捎镁劢Y(jié)除油即微旋流、斜板、粗?；壋凸に囀固幚砗蟮乃土窟_標(biāo)，再經(jīng)核桃殼、石英砂兩級過濾器使懸浮物達標(biāo)。

罐氣浮在除油罐利用系統(tǒng)絮凝劑提高除油預(yù)處理效果好，聚結(jié)器也只需添加少量絮凝劑即可使含油量達標(biāo)，運行成本低。

1.5 溶氣氣浮+多介質(zhì)超細濾料處理工藝

1.5.1 溶氣氣浮工藝技術(shù)

采出水通過管式反應(yīng)器，加入藥劑，與溶氣系統(tǒng)飽和溶氣水中的微氣泡混合后，進入氣浮機，與藥劑和微氣泡結(jié)合的油和懸浮物迅速上浮，通過刮渣機刮氣分離。未能充分反應(yīng)的油和懸浮物會進入斜板區(qū)，進行二次分離。出水通過特殊設(shè)計的流道，溢流出溶氣浮機，密度較大的砂和泥通過底部排出。溶氣氣浮設(shè)備工藝見圖3。

圖3 溶氣氣浮處理工藝

1.5.2 多介質(zhì)超細濾料處理工藝技術(shù)

多介質(zhì)超細濾料處理工藝采用加壓充氣，通過微小氣泡吸附小乳化油或懸浮物，不斷碰撞聚結(jié)變大，再經(jīng)超細濾料過濾除油和降低懸浮物。多介質(zhì)超細濾料過濾器內(nèi)裝填上下兩層粒狀濾料，上層采用普通粗濾料，下層設(shè)置極細（粒徑0.1～0.2 mm）、極重（比重 4.2～4.8）的特種濾料。過濾器的運行全自動化控制，空氣和水同時進行反清洗［2］。出口水質(zhì)可達到含油量≤8 mg/L，懸浮固體含量≤3 mg/L，粒徑中值≤2 μm。

1.5.3 技術(shù)優(yōu)勢

獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，充分保證水流呈現(xiàn)完全的層流狀態(tài)；設(shè)置斜板區(qū)，進行二次分離，分離效率高；專利的防堵釋放器，保證氣泡均勻［3］。

2 不同油藏滲透率的水處理工藝選擇

2.1 特低滲透油藏的水處理工藝選擇

平均空氣滲透率≤0.01 μm2的特低滲透油藏，注水水質(zhì)應(yīng)滿足第一級要求。水處理工藝優(yōu)先選用“特種微生物+膜處理”工藝。

華北油田晉95站是特低滲透油藏，應(yīng)用“特種微生物+膜處理”工藝后，可保證水質(zhì)達到第一級水質(zhì)控制要求。晉95站應(yīng)用效果見表2。

表2 第一級水質(zhì)的水處理工藝應(yīng)用效果

2.2 低滲透油藏水處理工藝選擇

平均空氣滲透率在0.01～0.05 μm2的低滲透油藏，注水水質(zhì)應(yīng)滿足第二級要求。華北油田共8座污水處理站分別采用了“一體化連續(xù)流”或“微生物+兩級精細過濾”工藝，連續(xù)運行18個月以上。應(yīng)用效果見表 3。馬一站、趙一聯(lián) 2座站來水屬于高礦化度，而且水質(zhì)較為復(fù)雜，采用了“一體化連續(xù)流”工藝，出水水質(zhì)能夠達標(biāo)。但趙一聯(lián)油區(qū)破乳劑與來水水質(zhì)不匹配，影響出水水質(zhì)，破乳劑與來水水質(zhì)調(diào)試尚需改進。阿一聯(lián)、哈一聯(lián)、吉一聯(lián)、寶一聯(lián)4座站礦化度低于10 000 mg/L，采用了“微生物+兩級精細過濾”工藝，出水水質(zhì)穩(wěn)定，水質(zhì)凈化階段不宜造成管線結(jié)垢，運行成本低，不加任何藥劑，但是投資相對較高，微生物池占地面積大。

綜合實際運行情況，推薦“微生物+兩級精細過濾”為第二級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水處理工藝。

表3 第二級水質(zhì)的水處理工藝應(yīng)用效果

2.3 中滲透油藏水處理工藝選擇

平均空氣滲透率在 0.05～0.5 μm2的中滲透油藏，注水水質(zhì)應(yīng)滿足第三級要求。水處理工藝可選擇“渦凹氣浮+流砂過濾”、“溶氣氣浮+兩級多功能過濾器”、“罐氣浮+聚結(jié)除油（3級）+兩級過濾”等三種工藝方案。

華北油田岔南站、古一注2座站采用“凹氣浮+流砂過濾”工藝，連續(xù)運行一年以上。雖然水質(zhì)能夠達標(biāo)，但投資比較高，絮凝劑達到60 mg/L，運行成本偏高，產(chǎn)生污泥量大，如古一注沖洗污水量達360 m3/d，年污泥量8 600 m3，維修響應(yīng)時間長，運行成本偏高，不建議采用此工藝。深一聯(lián)采用“溶氣氣浮+多介質(zhì)超細濾料精細過濾”工藝。出水水質(zhì)穩(wěn)定，投資、運行成本低，絮凝劑小于50 mg/L，不易產(chǎn)生浮渣和污泥，維修方便。對于高、低礦化度站，建議采用此工藝。

綜合實際運行情況，對于新建采出水站盡量采用“溶氣氣浮+兩級多功能過濾”工藝。對于調(diào)改的采出水處理站因占地有限，優(yōu)先選用“罐氣浮+聚結(jié)除油（3級）+兩級過濾”工藝。應(yīng)用效果見表4。

表4 第三級水質(zhì)的水處理工藝應(yīng)用效果

2.4 高滲透油藏水處理工藝應(yīng)用

平均空氣滲透率＞0.5 μm2的高滲透油藏和無效注水，出水水質(zhì)應(yīng)滿足第四級要求。水處理工藝采用兩級多功能過濾器，礦化度的高低對出水水質(zhì)影響不大［4］。留二聯(lián)采用多功能過濾器，出水水質(zhì)達標(biāo)，運行成本低。應(yīng)用效果見表5。

表5 第四級水質(zhì)的水處理工藝應(yīng)用效果

3 結(jié)論及建議

針對華北油田不同滲透油藏特點，對采出水處理工藝進行了優(yōu)選，形成了適合華北油田水質(zhì)凈化的標(biāo)準(zhǔn)化工藝，現(xiàn)場實際應(yīng)用效果較好。處理后水中的含油量、懸浮固體含量都達到了不同滲透油藏的注水水質(zhì)指標(biāo)，對油田注水開采的順利開展起到了指導(dǎo)性作用。標(biāo)準(zhǔn)化處理工藝推薦見表6。

表6 采出水處理標(biāo)準(zhǔn)化工藝

推薦的標(biāo)準(zhǔn)化工藝目前只針對水質(zhì)凈化階段，注水井井口是否會出現(xiàn) Ca2+、Mg2+等沉積物尚未明確，同時不同礦化度下注水管線的腐蝕程度還有待查驗。下一步應(yīng)按照礦化度、處理量進行細分，明確采出水水質(zhì)不穩(wěn)定機理，優(yōu)化處理工藝，進一步形成水質(zhì)凈化+水質(zhì)穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)化處理工藝。