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油田污水处理站工艺改造研究

 论文栏目:污水处理论文   更新时间:2015-10-16 10:29   点击:

1外输污水水质情况及对油田影响

目前国内油田污水处理后的出路主要有三种[1-3]:回注、回用和外排,针对不同的出路其处理后的水质标准也不相同。该污水处理站处理后的污水是经长度为5.5km的DN300的玻璃钢污水管线,输送回注至平方王油田地层,其注水水质指标为B2。2009年,胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司对该污水处理站外输污水水质进行取样化验,化验结果如表1所示。从表1的数据可以看出,外输水中的悬浮固体含量、腐蚀率、SRB菌、铁细菌硫化氢含量等水质指标均超出B2注水水质指标。该污水处理站污水外输水质不达标的直接危害主要体现在以下两个方面[4,5]:一方面回注水质未达到目前油藏开发需求,造成油田注入状况差,影响油藏开发效果,导致开发成本上升。其主要原因有:(1)注水不达标会堵塞地层,造成注压力升高。(2)注水水质差引起启动压力上升,吸水指数降低。(3)注水井欠注,地层压力不断下降,地层能量亏空严重,水驱效果差,影响油田的注水开发效果,降低采油速度,降低油田的可采储量。(4)因注水水质差,单井注水能力下降,为保证注水井按照油藏需求配注注水,对达不到油藏配注需求的注水井采用增注手段实施单井增注[7]。另一方面由于该污水处理站出水水质经常性超标,对注水站、注水管网及注水管柱腐蚀严重,使这些管道和设备的寿命缩短,增大了油田生产的安全隐患。

2水质改性技术试验研究

2.1改性药剂筛选

利用该污水处理站来液水样考察了液碱用量和pH值的关系,试验结果见表2。从表2的试验结果可以看出当液碱用量为600mg/L时,pH值大于7;当pH值调到7.5时,液碱用量为800mg/L。由于水质改性会产生大量的污泥,因此考察了不同pH值下产生的污泥量,其结果如图1所示。从pH值与污泥量关系可以得到:随pH值的升高,污泥产出量逐渐增加;当pH值调到7.5以上后污泥产出量开始增加迅速。水质改性通过提高回注水的pH值,能够控制回注水的腐蚀,因此对不同pH值情况下的腐蚀速率进行了检测分析,PH值分别为6.4、7.0、7.5和8.0其结果如图2所示。由试验结果可知:当回注水的pH值达到7.0后,腐蚀速率明显下降,当pH值大于7.0后,pH值的变化对腐蚀速率的影响不大。

2.2净化剂筛选

利用改性剂将pH值调到7.0,进行净化剂筛选。首先固定絮凝剂的用量为40mg/L,加入不同量的混凝剂,其结果如图3所示。然后固定混凝剂的用量100mg/L,改变絮凝剂的添加量,其结果如图4所示。水质改性后进行净化,较低量净化剂即可达到除油效果;由于改性后水中再生大量悬浮物,因此净化效果主要考察水中悬浮物含量变化。综合试验结果:混凝剂投加浓度100mg/L,絮凝剂40mg/L。通过对改性药剂及净化剂的筛选研究,将水质改性技术现场试验的药剂投加配方初步确定。

3改造方案

上面对处理站的外输水质进行了分析,发现其悬浮固体含量、腐蚀率、SRB菌、铁细菌硫化氢含量超标。下面通过分析水质超标的原因,并针对该污水处理站来水水质特点及目前污水处理工艺的现状,在合理改造原污水站和考虑经济的基础上,提出了改造方案。

3.1流程改造

方案流程为:大罐重力除油+大罐重力沉降+两级过滤处理流程。改造完成之后可以满足:1)污水处理;2)过滤器反洗及回收;3)污水回收;4)污泥回收及处理;5)污油回收;6)系统加药。该流程改造方案其特点为主体采用大罐重力除油沉降流程,具有水力停留时间长;抗冲击能力强,能适应较大水质、水量变化;易于操作,管理简单、方便等优势。药剂的投加实现每个投加点的药剂控制和药剂计量,增加了药剂投加的效果,减少了药剂的浪费。药剂费用低,制水成本低;污泥量小,污泥处理费用低;能耗较低,投资较低等。

3.2预期效果

油站来水在含油≤350mg/L、悬浮物≤120mg/L时,经一次除油罐约6.0h除油及悬浮物沉降处理后,水中含油量和悬浮物均可分别控制在100和70mg/L;经混凝沉降罐进行进一步的除油及悬浮物沉降处理后,水中含油量和悬浮物均可分别控制在40和25mg/L以下;经过滤器过滤处理后,外输污水水质达到B2水质指标:悬浮固体含量≤4mg/L,悬浮固体粒径中值≤2.5µm,含油量≤10mg/L。进行工艺改造并结合化学药剂的适当使用,使处理后采出水质达到SY/T5329规定的B2级指标,可以避免因水质不合格而产生的地层堵塞、注水压力上升等问题,其直接经济效益和间接经济效益都是十分巨大、不可估量的。此外,改造方案实施后,从加强药剂研究和加强化学、物理措施入手,可解决长期以来一直困扰该污水处理站的腐蚀结垢问题,减少对水质二次污染的同时,也将降低维修费用。通过改造,将很大程度缓解存在的注采矛盾,增强油田稳产基础,减缓老井递减。

4结论与建议

该污水处理站目前外输水悬浮物含量、腐蚀率、细菌等各项水质指标严重超标,造成服务区块欠注层增多、吸水指数下降,严重影响油田的稳产高产,同时造成注水压力大幅度升高和生产成本的增多。为保证平方王油田持续稳产,对污水处理站的改造十分重要。按照本方案实施后,污水处理的主流程为大罐重力除油+大罐重力沉降+两级过滤,经过该流程和一些辅助流程之后,可使外输回注水质满足地质要求对水质要求的B2级标准,同时还可以有效解决处理站的腐蚀结垢问题和二次污染问题。改造完成后,应定期对整个系统的腐蚀、结垢及水质情况进行分析调查,以便于及时掌握水质变化情况,对设备的运行参数及药剂类型使用进行适时的调整,以保证处理后水质保持稳定达标。对于加药剂的情况,应紧密跟踪观察水质投药后的变化,并根据实际运行情况和原水水质的变化调整加药量,若原水水质变化幅度过大,还需视具体情况确定是否需重新筛选药剂。

作者:陈康 廖柯熹 单位:西南石油大学

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