胜利富林低渗透油田含油污水处理技术探讨

根据胜利低渗透油田注水开发的需要，鲁明公司开展了富林低渗透油田含油污水处理技术研究工作，与浙江金龙自控设备有限公司联合攻关，研发了一套适合低渗透油田地质特点的含油污水处理技术和运行管理新模式。该含油污水处理技术简单可靠，与常规污水处理工艺相比，可减少施工工程量，节省工程投资30%以上；同时采用BOT运行管理模式，开创了胜利油田污水处理运行管理的新模式，具有一定的推广应用价值。 1 注水水质指标要求 富林低渗透油田富48块自1990年开发以来，一直是利用地层原始能量进行弹性开采，地层能量亏空严重，供液严重不足，必须实施区块注水，补充地层能量。经过室内岩芯配伍性试验，本区块产出水与地层的配伍性较好，注水水源应采取本区块的含油污水，根据《碎屑岩油藏注水水质标准推荐指标(SY/T5329-94)》要求，注水水质标准等级为A2级，即含油量小于6.0mg/L，悬浮固体含量小于2.0mg/L，悬浮物颗粒直径中值小于1.5μm，平均腐蚀率小于0.076mm/a，SRB菌为0个/mL，铁细菌为n×102个/mL，腐生菌为n×102个/mL，试片各面都无点腐蚀。 2 室内试验方案 根据富48块区块注水开发的需要，对富48站的含油污水进行室内评价。首先对站内污水沉降罐出水水质进行检测化验，检测结果为水中含油196.6mg/L，固体悬浮物含量187.8mg/L；其次根据注水水质级要求，进行室内工艺流程优化。试验研究方案在吸取多种成熟的污水处理技术的基础上，经过精选、集成，并对关键工艺技术进行了改进。高含油的污水经大罐沉降分离后，通过多级不同的处理方法，分级、分阶段去除污水中含油及悬浮物。 首先来水在纳米复合改性填料的作用下，油和悬浮物相互碰撞聚集变大，增大了油粒浮力及固体颗粒自重，在浮力与重力作用下完成一级分离；然后通过向原水中投加药剂，来破坏水中胶体颗粒的稳定状态；最后在混合反应区一定水力条件作用下，通过胶粒间以及和其它微粒间的相互碰撞和聚集，形成易于从水中分离的絮状物质。混合液进入不锈钢斜管组，在重力与浮力作用下完成悬浮固体与油粒从水中的二级分离；油和污泥将被收油系统及排泥系统收集并定时排出。处理后的污水继续进入多介质过滤单元，在滤层的拦截和吸附作用下，出水已经能满足高中渗透地层注水的要求，为了达到低渗透地层更高注水水质的要求，此时，出水可继续进入金属膜精细过滤装置，最终出水将满足低渗透地层注水要求，即《碎硝岩油藏注水水质推荐指标》A2级。 3 工艺流程与设备 根据室内研究方案，确定富48站污水处理工艺流程为：富48站污水罐中的污水经提升泵输送到含油污水处理装置，经加药混合反应后进入多介质过滤装置，再进入金属膜精细过滤装置，最后净化水进入注水罐储存。 该工艺主要包括如下设备： (1)含油污水处理装置。从污水罐出来的含油污水泵送到含油污水处理装置中，在絮凝、混凝、助凝等化学药剂的作用下，经过重力隔油、沉降，除去污水中的大部分油污及固体悬浮颗粒、泥砂等杂质，对污水进行预处理。该装置包括混合、聚结和沉降3个功能区，能使悬浮物含量≤200mg/L、含油≤200mg/L的进水，预处理到悬浮物含量≤20mg/L、含油≤20mg/L的出水。 (2)多介质过滤装置。将预处理后的含油污水通过核桃壳、金刚砂等为滤料的多介质过滤装置，先对含油污水进行过滤，再利用沉降原理，对油和水进行分层过滤处理。该装置包括核桃壳过滤罐、金刚砂精密过滤罐两部分，能使悬浮物含量≤20mg/L、含油≤20mg/L的进水，处理到悬浮物含量≤5mg/L、含油≤10mg/L的出水。 (3)金属膜精细过滤装置。从多介质过滤装置出来的污水经金属膜精细过滤装置处理后，能使悬浮物含量≤5mg/L、含油≤10mg/L的进水，处理到滤后水中含油≤6.0mg/L、浮物含量≤2.0mg/L、粒度中值≤1.5μm的水平，达到A2级注水水质标准。 (4)加药装置。为确保污水处理设备平稳运行，滤后水质稳定达标，需要投加经济高效的含油污水化学药剂，主要有絮凝剂、混凝剂、助凝剂、杀菌剂、阻垢剂、缓蚀剂等，为此需要4套药剂罐、药剂泵和搅拌泵配套装置。 4 装置特点 (1)含油污水处理装置采用混凝、沉降、过滤三级组合，提高了除油、沉降、过滤效果。 (2)结构紧凑，全密闭一泵到底，管理方便，无二次污染。 (3)可实现除油、沉降、加药反应、过滤反冲、排污收油自动化控制。 (4)采用2台多介质过滤装置，2台精密过滤装置，一二级串联运行，轮流反冲洗，可简便迅速地排除滤渣，反冲效果好，既提高设备运行效率，又方便设备维护保养。 (5)金属膜精细过滤装置串联运行5台PGR-10过滤机组，轮流反冲洗，既能降低设备投资，又能满足不间断连接运行的流量要求。 (6)采用大面积、低流速过滤，压降低，动力消耗省。进出口压差小于等于0.02MPa，且易于反冲洗。 (7)单机采用分组反冲结构，气液混合快速反吹法，可迅速地排除滤渣，每次反吹再生效率达95%以上，反冲效果好。 (8)过滤筒体进口、出口管路及反冲洗部件均采用不锈钢材料制造，耐腐蚀并能防止水质的二次污染。 (9)采用PLC自控技术，配套变频器，压力、液位传感器与阀门气动执行机构，可进行自控反冲洗操作，便于管理。 (10)产品耐腐蚀性好，再生性能好，刚性好，使用维护成本低，性能价格比高。 5 现场应用 胜利富林油田富48污水处理站于2008年3月投产，到目前为止已运行15个月。从32个取样化验数据来看，在来水含油小于200mg/L、固体悬浮物含量小于200mg/L时，整套污水处理装置出水水质有29个数据水中含油小于6mg/L，固体悬浮物含量均小于2mg/L，粒径中值小于1.5μm，占全部数据的90.6%。由此可见胜利富林油田富48污水处理站滤后水质达到A2级指标的数据可占90.6%，符合污水处理设备的运行规律。 6 运行管理BOT模式 胜利油田鲁明公司因缺少污水处理技术方面的专业技术管理人员和操作人员，采用BOT运行管理模式进行管理，设备的制造、安装调试，药剂的筛选与购买，设备运行管理等全部工作，均由浙江金龙自控设备有限公司负责管理，水质取样化验工作由具有检测化验资质的第三方负责，设备厂家和鲁明公司进行取样见证，鲁明公司只接受检验滤后水质。BOT管理模式确保了污水处理设备的正常运行，保证了含油污水处理后的注水水质达标，解决了鲁明公司对污水处理设备管理的困难。 7 结语 胜利富林低渗透油田污水处理技术路线正确，设备选型合理先进，使用化学药剂恰当，处理后污水水质能达到A2级指标。该技术具有出水精度高，除油、去机杂效率高，耐腐蚀性强，操作容易，流程简单，管理方便，单方能耗少，使用成本低等优点，与常规污水处理工艺相比，可减少施工工程量，节省工程投资30%以上，是一种新型的组合式污水处理技术。在管理方面采用BOT运行管理模式，开创了胜利油田污水处理运行管理的新模式，具有一定的推广应用价值。