白林生

（大慶油田水務(wù)公司技術(shù)開發(fā)公司，黑龍江大慶 163000）

1 油田采出水處理及深度注入設(shè)備應(yīng)用情況

油田采出水處理技術(shù)深度注入設(shè)備主要用于采油廠，受到原有處理工藝限制，無法對(duì)傾泄的原液進(jìn)行有效的物理分離，導(dǎo)致大量油泥堆積在輸液管線中、柱塞泵體內(nèi)、移動(dòng)式粗格柵及中間儲(chǔ)罐底部，不僅占用了裝置的有效容積，堵塞管線、泵體及井口，增加了清淤及通井成本，而且機(jī)械清淤也容易造成罐體損壞漏液，產(chǎn)生安全隱患。故針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)來液成分復(fù)雜，含油率、含泥量較高等實(shí)際問題，因地制宜，采用由具備三相（油、泥、水）初級(jí)分離、泥沙脫水分離、原油收集貯存、污水氣浮除渣、活塞式高壓泵回注的主體工藝撬裝集成裝置，將凝膠、黏土液、超細(xì)水泥、洗井液、壓裂返排液和各種酸堿懸浮液等作業(yè)剩余液深度注入。根據(jù)剩余液成份復(fù)雜、黏度高、酸堿度高等理化特征，利用其中泥砂對(duì)地層中的大孔隙具有的沉積封堵作用，酸堿對(duì)巖層的微小空隙具有清洗作用，聚合物顯著提高注入液水力波及范圍等多重作用，充分挖掘剩余液化學(xué)潛能，進(jìn)行二次重復(fù)利用，改善部分區(qū)塊的地質(zhì)條件，適當(dāng)提高采收率。

2 工作原則依據(jù)

油田采出水的處理及深度注入工作不能盲目開展，在具體開展實(shí)施之前應(yīng)當(dāng)明確開展原則，保證油田采出水處理的效果及工藝技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量，采用更加先進(jìn)的技術(shù)手段，盡可能做到簡(jiǎn)潔、可靠，保證技術(shù)的順利實(shí)施與應(yīng)用，提高該技術(shù)在實(shí)施過程中獲取的社會(huì)、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益。

（1）油田采出水處理原則：①嚴(yán)格遵循國家、行業(yè)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，認(rèn)真貫徹國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的方針政策，使設(shè)計(jì)符合國家的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范；②積極穩(wěn)妥地引進(jìn)、采用先進(jìn)成熟的新工藝、新技術(shù)；③采用先進(jìn)、可靠的自動(dòng)化控制技術(shù)，提高系統(tǒng)的管理水平，保證系統(tǒng)工藝運(yùn)行在最佳狀態(tài)，盡可能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；④工藝流程簡(jiǎn)潔、可靠，便于操作管理；⑤盡量做到緊湊、占地省，除滿足工藝流程要求外，做到整齊和美觀；⑥重視環(huán)境保護(hù)和職業(yè)安全衛(wèi)生，力求獲得最大的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

（2）油田采出水處理及深度注入的編制依據(jù)：①《石油地面工程設(shè)計(jì)文件編制規(guī)程》SY/T 0009—2012；②《石油天然氣工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》SY/T 0003—2012；③《給水排水設(shè)計(jì)基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50125—2010；④《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50013—2006；⑤《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB 50268—2008；⑥《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 5749—2006；⑦《油田地面工程常用閥門選用規(guī)定》Q/SY DQ1439—2010；⑧《給排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332—2002；⑨《給排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS141—2002；⑩固定資產(chǎn)投資估算和工程建設(shè)其他費(fèi)用估算按《中國石油天然氣集團(tuán)公司建設(shè)項(xiàng)目其他費(fèi)用和相關(guān)費(fèi)用規(guī)定》中油計(jì)［2012］534號(hào)；?中國石油天然氣股份有限公司《石油建設(shè)項(xiàng)目可行性研究投資估算編制辦法》［2013］429號(hào)。

（3）對(duì)于污水回注井的選擇原則：①回注站周邊道路情況較好，污水沉降池離路邊較近，方便施工；②回注站的位置位于油區(qū)邊緣，回注井的井況良好，與斷層距離需大于300 m；③油層厚度大，砂體規(guī)模大，連通較好，吸水能力較強(qiáng)的注水井；④選擇籠統(tǒng)注水井（或拔出水嘴）注入；⑤選擇注水井或所屬配水間的場(chǎng)地較為寬敞，道路順暢，具備施工條件。

3 方法探究

油田采出水處理及深度注入的具體工藝流程較為復(fù)雜，具體來說需要做好三相分離、泥沙脫水、原油收集、污水氣浮除渣和活塞式高壓泵回注等環(huán)節(jié)，在不同的技術(shù)內(nèi)容中相應(yīng)的技術(shù)要求也不同，只有充分掌握不同設(shè)備在工藝處理中的特點(diǎn)與作用，然后進(jìn)行針對(duì)性的應(yīng)用處理，才能保證油田采出水處理及深度注入設(shè)備的應(yīng)用效果。

3.1 工藝流程描述

經(jīng)過對(duì)剩余液理化性質(zhì)的多次深入分析，計(jì)劃采用三相（油、泥、水）初級(jí)分離、泥沙脫水分離、原油收集貯存、污水氣浮除渣、活塞式高壓泵回注的主體工藝達(dá)到深度注水的目的。

（1）三相（油、泥、水）初級(jí)分離。斜板收油撬內(nèi)部設(shè)計(jì)成具有板式格柵的沉降分離系統(tǒng)，通過格柵攔截和沉淀的方式，將來液中的塊狀雜質(zhì)、大顆粒懸浮物及泥沙沉積于撬底，并通過泥漿泵輸送至固液分離撬。漂浮在液面上的原油通過鏈?zhǔn)焦文鄼C(jī)進(jìn)行清理，并由離心泵輸送至原油儲(chǔ)罐。污水轉(zhuǎn)至中間儲(chǔ)罐進(jìn)行貯存。

（2）泥沙脫水分離。利用斜板沉降原理實(shí)現(xiàn)泥砂與污水的分離，再通過變螺距螺旋輸送機(jī)脫水泥砂外排，污水打入斜板收油撬。

（3）原油收集貯存。來液中的原油經(jīng)過分離后統(tǒng)一收集至原油儲(chǔ)罐中貯存，原油上進(jìn)下出，罐底設(shè)置污水回流管線，原油中含水量較大時(shí)可將其送回斜板收油撬。

（4）污水氣浮除渣。中間儲(chǔ)罐內(nèi)污水通過溶氣氣浮撬完成污水的凈化，加入絮凝劑、混凝劑、破膠劑等將污水中的細(xì)微雜質(zhì)及懸浮物粘附成團(tuán)，利用高速空壓機(jī)將水體壓縮成納米級(jí)微氣泡，氣泡向液面上升的過程中將成團(tuán)雜質(zhì)裹附于表面，然后利用鏈?zhǔn)焦文鄼C(jī)將液面上的浮渣收集至浮渣箱，最終利用離心泵輸送至斜板收油撬。

（5）活塞式高壓泵回注。達(dá)標(biāo)水通過高壓注塞泵進(jìn)行回注，主要采用高壓泵進(jìn)行注入，滿足地層壓力注入要求。

3.2 工藝技術(shù)說明

（1）斜板收油撬，三相初級(jí)分離。首先由罐車將污水運(yùn)至裝置前端，卸液口將污水排入裝置內(nèi)，在內(nèi)部流過4個(gè)沉降斜板，將來液中的塊狀雜質(zhì)、大顆粒懸浮物及泥沙沉積于撬底，并通過泥漿泵輸送至固液分離撬。漂浮在液面上的原油通過鏈?zhǔn)焦文鄼C(jī)進(jìn)行清理收集，并由離心泵輸送至原油儲(chǔ)罐。污水通過溢流暫時(shí)轉(zhuǎn)至裝置后端集液池內(nèi)，最終經(jīng)離心泵抽送進(jìn)中間儲(chǔ)罐進(jìn)行貯存。

（2）固液分離撬，泥沙脫水分離。利用斜板沉降原理實(shí)現(xiàn)泥砂與污水的分離，沉降的泥沙通過變螺距螺旋輸送機(jī)脫水并將泥砂外排至裝置外集泥槽內(nèi)，分離出的污水重新轉(zhuǎn)移至斜板收油撬。裝置內(nèi)部安裝電加熱棒，確保冬季撬內(nèi)溫度始終0 ℃以上。

（3）原油儲(chǔ)罐，原油收集貯存。來液中的原油經(jīng)過分離后統(tǒng)一收集至原油儲(chǔ)罐中貯存，原油上進(jìn)下出，罐底設(shè)置污水回流管線，原油中含水量較大時(shí)可將其送回斜板收油撬。油罐頂部設(shè)置人孔便于觀察當(dāng)罐內(nèi)原油液位，需要時(shí)進(jìn)行回收。裝置內(nèi)部安裝電加熱棒，可人工設(shè)定溫度，確保冬季罐內(nèi)溫度始終20 ℃以上，防止原油板結(jié)硬化。

（4）溶氣氣浮撬，污水氣浮除渣。中間儲(chǔ)罐內(nèi)污水通過溶氣氣浮撬完成污水的凈化，加入絮凝劑、混凝劑、破膠劑等將污水中的細(xì)微雜質(zhì)及懸浮物粘附成團(tuán)，利用高速空壓機(jī)將水體壓縮成納米級(jí)微氣泡，氣泡在氣浮箱內(nèi)上升的過程中將成團(tuán)雜質(zhì)裹附于表面，然后利用鏈?zhǔn)焦文鄼C(jī)將液面上的浮渣收集至浮渣箱，最終利用離心泵輸送至斜板收油撬。

（5）高壓泵回注。經(jīng)容器氣浮撬處理后的污水通過離心泵進(jìn)入高壓泵，將水壓提升注入注水井。

4 現(xiàn)場(chǎng)施工及管理工作

在油田采出水處理及深度注入的實(shí)際操作過程中，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施與管理工作非常的重要，只有明確甲乙雙方在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施中的責(zé)任，保證施工中作業(yè)的安全管理效果，避免施工作業(yè)中可能存在的危害，并進(jìn)行相應(yīng)的風(fēng)向措施防控，才能真正提高深度注入與處理的質(zhì)量效率，提高設(shè)備的利用效果。

4.1 現(xiàn)場(chǎng)施工

（1）甲方責(zé)任：負(fù)責(zé)施工過程中各項(xiàng)供需的協(xié)調(diào)、各種測(cè)試資料的錄取、注入井的日常管理和日常資料的錄取及效果評(píng)價(jià)，并派有專人組織、監(jiān)督施工過程。

（2）乙方責(zé)任：①負(fù)責(zé)施工方案的制定，并負(fù)責(zé)執(zhí)行注入作業(yè)與現(xiàn)場(chǎng)管理；②負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工、操作人員的管理及安全設(shè)備的配備；③負(fù)責(zé)作業(yè)區(qū)域的環(huán)境保護(hù)與場(chǎng)地恢復(fù)。

（3）作業(yè)要求：①開展作業(yè)前做好相關(guān)準(zhǔn)備工作；②先進(jìn)行15 d左右的試注，根據(jù)壓力變化情況進(jìn)一步優(yōu)化單井注入量；③做好日常動(dòng)態(tài)資料的錄取工作；④采油廠相關(guān)部門做好動(dòng)態(tài)分析調(diào)整工作，跟蹤分析注入?yún)?shù)的變化，評(píng)價(jià)注入效果；⑤本次深度注入將根據(jù)情況進(jìn)行擴(kuò)大推廣；⑥嚴(yán)格執(zhí)行QHSE（Quality Health Safety Environment，質(zhì)量、健康、安全和環(huán)境）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求。

4.2 安全管理

為了保證安全生產(chǎn)，對(duì)施工過程突發(fā)事故進(jìn)行有組織有條理的應(yīng)急處理，減少事故對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、人員及環(huán)境的危害，特制定了以下安全環(huán)保管理措施。

（1）施工作業(yè)中HSE要求：①施工作業(yè)過程應(yīng)具備《安全生產(chǎn)法》和有關(guān)法律、法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全生產(chǎn)條件，有健全的安全生產(chǎn)責(zé)任制、安全操作規(guī)程和具體的安全措施，努力實(shí)現(xiàn)“零職業(yè)病、零事故、零污染”的安全生產(chǎn)業(yè)績(jī)目標(biāo)；②遵照ISO 14000環(huán)境管理體系，堅(jiān)持預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理的原則，做到石油勘探與生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)并舉，推行清潔生產(chǎn)，實(shí)行污染物排放濃度控制與總量控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染全過程控制；③預(yù)防、控制和消除職業(yè)危害，保護(hù)員工健康，以確保工程項(xiàng)目的安全生產(chǎn)。

（2）施工作業(yè)中的可能危害：①井涌、井噴、爆炸、硫化氫中毒、火災(zāi)、放射性物質(zhì)危害、油料、燃料及其他有毒物質(zhì)泄露等造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失或環(huán)境污染；②因違反操作規(guī)程、違章指揮及管理原因等造成合同項(xiàng)目施工作業(yè)事故，施工過程中生產(chǎn)設(shè)施、機(jī)械器具、動(dòng)力設(shè)備、電力設(shè)施、儀器儀表、鍋爐壓力容器等損壞的設(shè)備事故，以及因此引發(fā)的危險(xiǎn)危害；③由于企業(yè)的設(shè)備和設(shè)施不安全、勞動(dòng)條件和作業(yè)環(huán)境不良、管理不善所發(fā)生的人身傷害、急性中毒事故等人員事故危害；④因不可抗力帶來的潛在危害。

（3）風(fēng)險(xiǎn)控制措施：現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員在工作中必須穿工服、工鞋，戴工帽。現(xiàn)場(chǎng)施工人員上崗前必須接受安全教育，并按制定的路線行走，施工作業(yè)區(qū)四周要有防護(hù)。消防器材按標(biāo)準(zhǔn)配備，按指定地點(diǎn)擺放，定期檢查。要害部位要設(shè)立醒目的安全標(biāo)志?，F(xiàn)場(chǎng)易燃易爆區(qū)域電氣設(shè)備有防爆功能?，F(xiàn)場(chǎng)建立操作規(guī)程，員工按照崗位操作規(guī)程有關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，嚴(yán)格控制施工區(qū)域，防止對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不可逆的破壞。

5 結(jié)論

通過油田采出水處理及深度注入設(shè)備的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)水處理的低污染、低成本化發(fā)展，將設(shè)備工藝與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施、管理等工作進(jìn)行結(jié)合，在保證各項(xiàng)原則的基礎(chǔ)上盡可能推動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的發(fā)展，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)油田采出水處理效果質(zhì)量的最大化。