張維薇，雷啟盟

聯(lián)合站污水處理提質(zhì)優(yōu)化分析

張維薇1，雷啟盟2

（1. 大慶油田第三采油廠，黑龍江 大慶 163000； 2. 東北石油管道有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

隨著油田開發(fā)進(jìn)入后期，含油污水有效處理是油田不可避免的難題，地層土壤環(huán)境受到破壞，污水處理設(shè)備腐蝕等多方面影響，聯(lián)合站污水處理效率降低。因此，對(duì)聯(lián)合站內(nèi)現(xiàn)有污水處理工藝方法進(jìn)行提質(zhì)優(yōu)化，充分利用水資源，將處理后水回注地層，不僅可以提高污水利用率，保護(hù)淡水資源，還可以保持地層能量，有利于油田的可持續(xù)發(fā)展。

油田開發(fā)； 含油污水； 地面集輸； 提質(zhì)優(yōu)化

我國(guó)大部分油田已進(jìn)入開發(fā)的中后期，依靠自身油層壓力已經(jīng)不能滿足正常生產(chǎn)，必須依靠機(jī)械能量進(jìn)行采油，通過(guò)注水井不停向油層中注入能量，維持地層壓力，提高采油井的采收率?，F(xiàn)在一般油田采出液含水量在80%，中老油田則高達(dá)90%以上，所以，合理處理油田污水成了重要問題。

油田污水主要產(chǎn)生于油田采出水與其他含油類等污水，其成分比較復(fù)雜，不僅會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染，損壞水資源生態(tài)體系[1]。采出液中的成分還會(huì)堵塞石油管道，影響采收率、造成石油設(shè)備損壞等問題，在油田生產(chǎn)中，對(duì)含油污水的處理顯得尤為重要。

1 油田污水處理工藝

在石油開采過(guò)程中，許多環(huán)節(jié)都需要注水開采，原油外輸含水率一般不超過(guò)0.5%，所以在外輸前必須將采出液脫水，達(dá)到合格后外輸。由于油田采出液成分復(fù)雜，含油污水會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，將油田采出污水經(jīng)地面處理合格后，再回注地下，循環(huán)利用，污水處理工藝在油田的可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)良好環(huán)境等方面起到了重要作用。注水油田開采工藝流程如圖1所示。

圖1 注水油田開采工藝流程簡(jiǎn)圖

1.1 油田污水處理工藝方法

由于油田生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)環(huán)境的差異，所采用的污水處理方法也有一定的差異，每種工藝方法有其適用性和局限性，我國(guó)污水處理主要采用的工藝技術(shù)有物理法、化學(xué)法和生物法等。

1）物理法

在我國(guó)油田污水處理技術(shù)中最常用的就是物理法。物理法主要可以去除大多數(shù)的懸浮油、分散油和懸浮雜質(zhì)，物理法技術(shù)成熟、處理效果好，主要包括重力沉降法、吸附法和聚結(jié)法等。

2）化學(xué)法

含油污水經(jīng)過(guò)物理處理法后，水質(zhì)還未達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)，還需要用多用處理技術(shù)綜合處理，在實(shí)際的污水處理過(guò)程中，通常用化學(xué)法做進(jìn)一步的污水處理。化學(xué)法的原理是乳化油，現(xiàn)在常用的方法有化學(xué)混凝法、化學(xué)轉(zhuǎn)化法等。

3）生物法

國(guó)內(nèi)外對(duì)生物處理技術(shù)應(yīng)用廣泛，其原理是利用微生物的代謝作用，將污水中的有機(jī)污染雜質(zhì)降解為無(wú)機(jī)物等。生物法成本低、達(dá)到效果好、無(wú)污染，常用的處理工藝方式主要有活性污泥法、生物膜法、A/O法等。

我國(guó)污水如理若重新注入地層，須對(duì)污水處理后的懸浮物含量、含油量等物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)合格，避免污染。一般來(lái)說(shuō)，聯(lián)合站的污水處理工藝主要流程有：首先，利用重力分離等處理技術(shù)將采出液分離；然后，運(yùn)用化學(xué)過(guò)濾法進(jìn)行二次處理；經(jīng)過(guò)二次處理的污水運(yùn)用活性炭等物質(zhì)吸附雜質(zhì)，并結(jié)合生物法進(jìn)行最終處理，經(jīng)過(guò)處理后的污水合格后回注[2]。

1.2 油田污水處理工藝流程

我國(guó)油田污水處理工藝通常采用“三段式”處理工藝：油井采出液先進(jìn)入一次除油池進(jìn)行油水分離，除去浮油；隨后采出水進(jìn)入到二次混凝除油池，脫除浮油和部分乳化油；流出的油田污水經(jīng)壓力過(guò)濾工藝，去除污水中的懸浮雜質(zhì)和剩余的油，處理后的水滿足回注要求進(jìn)行回注，采出水處理工藝流程如圖2。

圖2 三段式污水處理工藝流程簡(jiǎn)圖

2 聯(lián)合站污水處理提質(zhì)優(yōu)化策略

由于油藏開發(fā)地層水類型主要由Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、K+等元素構(gòu)成，在地面集輸過(guò)程中容易出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。伴隨近年來(lái)油田含水率的增加，開發(fā)形式多樣，污水量隨之上升，采出液成分越來(lái)越復(fù)雜，并且不同地層水質(zhì)成分多樣變化，造成集數(shù)系統(tǒng)的管網(wǎng)設(shè)備腐蝕結(jié)構(gòu)現(xiàn)象愈來(lái)愈嚴(yán)重，應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行污水處理提質(zhì)優(yōu)化方案，解決腐蝕結(jié)垢現(xiàn)象。

2.1 藥劑的優(yōu)化

隨著采出液中結(jié)垢離子的增加，水質(zhì)逐漸發(fā)生變化，聯(lián)合站的污水處理站應(yīng)調(diào)整藥劑來(lái)改善水質(zhì)，例如加投凈水劑、離子調(diào)整劑、絮凝劑等。其中離子調(diào)整劑是使污水中的結(jié)垢離子與藥劑中的離子相互反應(yīng)，使原油破乳，其沉淀物形成晶核，再加入陽(yáng)離子與沉淀物進(jìn)行沉淀分離[3]?？紤]到水質(zhì)的變化及不穩(wěn)定性，應(yīng)考慮后期投加緩蝕阻垢劑，降低腐蝕速率，增強(qiáng)處理后水質(zhì)的穩(wěn)定性。

2.2 殺菌工藝的優(yōu)化

目前，油田采出液中普遍存在大量細(xì)菌等微生物，微生物繁殖速度較快，在系統(tǒng)內(nèi)大量繁殖會(huì)引起嚴(yán)重的腐蝕問題，從而引發(fā)地層堵塞、管線腐蝕等問題，存在較大的危害?，F(xiàn)油田常用的殺菌工藝主要有化學(xué)藥劑殺菌、臭氧殺菌、紫外線殺菌、等離子殺菌、過(guò)濾殺菌、電磁波殺菌等。隨著地層的開發(fā)、水源變化多樣，細(xì)菌指標(biāo)超標(biāo)現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)設(shè)備造成了很大的危害，而化學(xué)藥劑殺菌費(fèi)用比較昂貴，且細(xì)菌容易產(chǎn)生免疫，因此可考慮電解鹽水殺菌技術(shù)，成本低，殺菌效果穩(wěn)定，目前電解殺菌法在含油污水處理中運(yùn)用越來(lái)越廣泛。

2.3 污水過(guò)濾技術(shù)的優(yōu)化

處理后的水質(zhì)收過(guò)濾效果的影響，過(guò)濾技術(shù)是油田采出液處理中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。我國(guó)污水過(guò)濾處理主要采用的是雙濾料過(guò)濾器，按照填裝的濾料可分為核桃殼-石英砂過(guò)濾器和無(wú)煙煤-石英砂過(guò)濾器。核桃殼-石英砂過(guò)濾器處理油污能力強(qiáng)，但對(duì)懸浮物處理能力較差；無(wú)煙煤-石英砂過(guò)濾器去除懸浮物效果比較優(yōu)秀，但對(duì)過(guò)濾前水質(zhì)的要求較高。結(jié)合現(xiàn)油田開采形勢(shì)，對(duì)污水處理要求精度較高，核桃殼石英砂隨對(duì)過(guò)濾前水質(zhì)要求較寬，但其對(duì)水中懸浮物顆粒過(guò)濾效果差，水質(zhì)難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，因此，針對(duì)懸浮物顆粒的污水處理應(yīng)優(yōu)化過(guò)濾器為無(wú)煙煤-石英砂過(guò)濾器，濾料反洗再生能力強(qiáng)，水質(zhì)過(guò)濾精度高。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)現(xiàn)有油田污水處理工藝方法、流程研究討論，結(jié)合油田地面開發(fā)特點(diǎn)，分析現(xiàn)有污水處理技術(shù)存在的不足，分析不同藥劑、不同殺菌工藝及不同過(guò)濾技術(shù)對(duì)污水處理后水質(zhì)的影響，優(yōu)化現(xiàn)有工藝方法，減少設(shè)備的腐蝕、節(jié)約成本，為油田可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

［1］閔志華.油田污水處理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].油氣田地面工程, 2014(7)：36．

［2］張曉龍,張煜,屈撐囤,等.長(zhǎng)慶油田池46聯(lián)合站采油污水回注處理實(shí)驗(yàn)研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2011(3):98-102．

［3］葛勝祥,尹先清.油田水處理藥劑研究進(jìn)展[J].內(nèi)蒙古石油化工,2007(12):163-165．

Study on Improving the Treatment Quality of Sewage in CPF

1,2

（1. The 3rd Oil Extraction Factory of Daqing Oilfield Corporation, Daqing Heilongjiang 163000, China;2. Northeast Oil Pipeline Corporation, Shenyang Liaoning 110000 ,China）

As oilfield development enters the later stage, the effective treatment of oily sewage is an inevitable problem in the oilfield. Because the formation soil environment is damaged and the sewage treatment equipment is corroded, the sewage treatment efficiency of the joint station is reduced. Therefore, the existing sewage treatment process in the combined station need be optimized to make full use of water resources and re-inject the treated water into the formation, which not only can improve the sewage utilization rate, protect fresh water resources, but also maintain the formation energy, being beneficial to the sustainable development.

Oil field development; Oil field sewage; Ground gathering and transportation; Quality improvement optimization

2020-05-12

張維薇（1994-），女，吉林省白城市人，助理工程師，碩士研究生，2019年畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，研究方向：復(fù)雜流體流動(dòng)、地面集輸工藝。

TQ085

A

1004-0935（2020）09-1111-03