专题四油田污水处理技术

专题四油田污水处理技术水是石油的天然伴生物。目前我国大部分油田采用了注水开发方式，因而水和石油生产联系紧密。随着油田的不断开发，油井采出液不断增加，造成油田污水越来越多，给油田污水的排放和处理带来很大的困难。为了有效利用油田采出的污水，对污水进行处理回注是既经济又实用的办法，然而要确保油田的高效注采开发，对油田注入水水质有一定的要求，所以油田水处理技术是发展我国石油生产的一项重要的新技术。Sewagedisposalofoilfield油田污水处理对于采油厂来说，油田污水主要是原油脱出水。由于大部分油田已经进入开发的中、后期，采出液中的含水量为60～80%，有的油田甚至高达90%。如果这些含油污水未经处理直接排放，将造成严重的环境污染，也是水资源的极大浪费。当油田需要注水时，油田污水经过处理后回注地层，此时要对水中的含油、悬浮物等多项指标进行严格控制，防止其对地层产生伤害。因此，对油田含油污水必须进行处理回用，才能为油田带来巨大的经济和社会效益。Sewagedisposalofoilfield油田污水处理油田污水处理是去除水中的油、悬浮物以及其它有碍注水、易造成注水系统腐蚀、结垢的不利成分。因各油田或区块的水质成分复杂、差异较大、处理后回注水的水质要求也不一样，因此处理工艺应有所选择，处理技术难度较大。含油回注污水的处理，国际国内公认的有两种模式，即絮凝和絮凝与防垢、杀菌、防腐相结合的方法，其核心都是絮凝。油田污水处理现状在国内，各油田都有自己特色的处理方法和工艺，通过对我国主要油田的污水处理回注工艺进行汇总发现：虽然油藏渗透率相近，但所采用的污水处理工艺不尽相同，主要原因是各油田采出水差异较大而造成的。油田污水处理现状目前油田污水处理回注的整体技术、工艺、管理水平还不能满足其油田对污水的回注、再利用，主要原因是水质达标问题。目前油田含油污水处理后的出路有三种。油田污水处理现状第一种是处理后用于回注，此为首选目标，要求必须对水中的油、悬浮物及其颗粒粒径进行控制；油田污水处理现状第二种主要是稠油污水，要满足热采锅炉给水的水质处理后用于热采锅炉的给水；油田污水处理现状第三种是多余污水处理后排放，按照中国综合污水排放标准，除对含油及悬浮物等指标进行控制外，还要对排放指标进行控制。油田污水处理现状来水油田含油污水常规处理流程回注、回用或排放过滤除油、沉降缓冲调储油田污水处理现状缓冲调储的目的是对来水进行均质、均量，也兼有预处理目的。除油沉降的目的是去除水中大部分油和悬浮物。过滤是进一步去除水中细粒径的油和悬浮物，起到水质把关的作用。油田污水处理现状1、回注污水的管线、设备的腐蚀现象严重，药剂的缓蚀率只能暂缓药剂投放段的腐蚀，并不能从根本上降低整体的腐蚀水平。油田污水回注处理工艺中存在的问题2、要使回注污水水质达标，处理水药剂投加量加大，使生产成本过高，有时为了降低运行成本，不得不减少或暂停药剂的投加，造成出水水质不稳定，为注水带来很多麻烦。油田污水回注处理工艺中存在的问题3、回注污水在沿程回注过程中，由于流速、压力、温度、细菌等方面因素的影响造成二次污染，使原本不合格的水质变的合格率更低，这是水质达标率低的一个重要原因。油田污水回注处理工艺中存在的问题4、站内药剂投加的操作及维护往往不能按设计实施，使得设计思路的综合效应无法实现，这也是水处理站运行效率不高的原因之一。油田污水回注处理工艺中存在的问题5、我国许多油田水处理站的自动化程度不高，手动操作多，工人劳动强度大，而且一般比较笨重，不易操作管理，生产效益低。6、从我国各主要油田污水处理回注站所采用的净水工艺可以看出，我国油田污水处理回注的整体技术、工艺、管理水平不是太高，这也是我国大部分油田污水处理回注站处理效率低、水质无法达标的主要原因之一。油田污水回注处理工艺中存在的问题对油田污水处理工作的几点建议进一步完善注水水质标准；深入开展高含水期油气水处理技术研究；加强药剂使用的科学性，提高污水处理效果；配套污水站过滤设施；强化运行管理；Sewagedisposalofoilfield油田污水处理概述物理法除油混凝处理过滤防垢、缓蚀和杀菌(自学)污水处理工艺流程了解污水的主要杂质和水质标准；掌握污水处理方法的基本原理和应用；掌握污水处理工艺流程基本要求Abstract油田污水的来源油田污水处理利用的意义原水中的杂质水质标准原水杂质分析污水处理方法原油脱水站；各种原油储罐的罐底水、将含盐量较高的原油用其他清水洗盐后的污水；为了提高注水量，有效地保护井下管柱，需定期对注水井进行洗井作业，为减少油区环境污染，大部分油田都将洗井水建网回收进入污水处理站；钻井污水、井下作业污水、油区站场周边工业废水等。一、油田污水的来源基本概念未经任何处理的油田含油污水简称原水；经过自然除油或混凝沉降除油后的污水称初步净化水；经过过滤的污水称滤后水；凡是经过处理后的污水都叫净化水。二、油田污水处理利用的意义如果含油污水不处理利用，任意排放必将带来严重的后果，不但浪费了水和原油资源，而且会严重污染环境，影响油田安全生产。因此必须合理地处理利用含油污水。三、原水中的杂质悬浮固体：其颗粒直径范围取1～100μm，泥砂、各种腐蚀产物及垢、细菌、有机物；胶体：粒径为1×10-3～1μm，主要由泥砂、腐蚀结垢产物和微细有机物构成，物质组成与悬浮固体基本相似；分散油及浮油：0～100μm的分散油和大于100μm的浮油。乳化油：原水中有10％左右的1×10-3～10μm的乳化油。溶解物质：无机盐类、气体。四、水质标准1．净化污水回注水质标准注水水质标：国内各油田注水水质标准执行SY/T5329－94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》注入层平均空气渗2透率，μm＜0.100.1～0.6＞0.60标准分级A1A2A3B1B2B3C1C2C3控制指标悬浮固体含量，mg/L≤1.0≤2.0≤3.0≤3.0≤4.0≤5.0≤5.0≤7.0≤10.0悬浮物颗粒直径中值，μm≤1.0≤1.5≤2.0≤2.0≤2.5≤3.0≤3.0≤3.5≤4.0含油量，mg/L≤5.0≤6.0≤8.0≤8.0≤10.0≤15.0≤15.0≤20≤30平均腐蚀率mm/a＜0.076点腐蚀A1，B1，C1级：试片各面都无点腐蚀A2，B2，C2级：试片有轻微点蚀A3，B3，C3级：试片有明显点蚀SRB菌，个/mL0＜10＜250＜10＜250＜10＜25铁细菌，个/mL2n×103n×104n×10腐生菌，个/mL2n×103n×104n×10表6-1推荐水质主要控制指标注：①1＜n＜10；②清水水质指标中去掉含油量。目前，油田污水排放标准执行GB8978-1996《污水综合排放标准》。《污水综合排放标准》按照污水排放法，分年限规定了69种水污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量。2．污水综合排放标准油田站名主要离子含量，mg/L++K+Na2+Ca2+Mg-ClSO42-HCO3-CO32-大庆喇二联1184.010.01.2833.10.01549.996.0中三污1206.08.02.4730.34.81769.5102.8胜利坨四3837.0181445900079112辛一11952.016612172180404020辽河兴一联887.88.04.9326.201672.084.0高升联188.644.114.6212.80317.312.0中原明一联30428960196483537415990濮一联4864725021927863115095990华北雁一联929.729.37.81178.711.3552.30长庆中区集油站2790.133675784849627512010江汉广华集油站752555455711687411232203．国内主要油田原水水质分析国内油田部分污水站原水水质分析表油田站名总矿化度mg/LpH值总铁mg/LCO2mg/LHS2mg/LTGB个/mLSRB个/mL大庆喇二联3674.28.850.150.013.0250250中三污3824.68.500.100.04.025250胜利坨四107657.990.48—0.0844×1041.4×10辛一360367.156.24—0.0200辽河兴一联2982.78.600.07————高升联289.38.720.06————中原明一联812776.502.0057.43.10—33.5×10濮一联1320816.502.0074.52.02—23.5×10华北雁一联27097.50—————长庆中区集油站833006.4——0.05—41.6×10江汉广华集油站1951786.71.4297——国内油田部分污水站原水水质分析表（续表）除表中所列数据外，还有油、悬浮固体及水温等也是原水的重要指标。含油量一般为1000mg/L左右，相应的悬浮固体含量一般为80～250mg/L，少部分油田原水含油量高达3000～5000mg/L，相应悬浮固体含量高达1000～2000mg/L，这两项指标在同一污水站瞬时变化很大。水温一般为30～60℃，个别油田有差异．如华北油田为60～70℃，长庆油田为30℃左右，中原油田为50℃左右。在进行污水处理站工程设计之前对其水质要详细化验分析。3．国内主要油田原水水质分析六、污水处理方法去除水中悬浮杂质：物理法除油、混凝除油、过滤等；防垢、缓蚀和杀菌；密闭隔氧和化学脱氧。三、粗粒化（聚结）除油所谓粗粒化，就是使含油污水通过一个装有填充物（粗粒化材料）的装置，在污水流经填充物时，使油珠由小变大的过程。经过粗粒化后的污水，其含油量及污油性质并不变化，只是更容易用重力分离法将油除去。粗粒化处理的对象主要是水中的分散油，粗粒化除油是粗粒化及相应的沉降过程的总称。1、粗粒化除油机理粗粒化除油的理论依据18o2ow)dg(u油珠浮升速度与油珠粒径平方成正比。如果在污水沉降之前设法使油珠粒径增大，则可大大增大油珠上浮速度，进而使水滴在沉降罐中向下流速加大，这样便可提高沉降罐效率。粗粒化的机理目前尚处在探讨阶段，还未形成统一的理论。总的来说，大体上有两种观点，即“润湿聚结”和“碰撞聚结”。“润湿聚结”理论建立在亲油性粗粒化材料的基础上。“碰撞聚结”理论建立在疏油材料基础上。2、粗粒化材料的选择粗粒化材料从形状来看分为粒状的和纤维状的两大类，从材质上分为天然矿石（如无烟煤、蛇纹石、石英砂等）和人造的（如聚丙烯塑料球和陶粒等）两类。国外应用的粗粒化材料很多，以各种化工产品居多，如聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等等。作为一次性使用主张用纤维性材料，重复使用主要用粒状材料。国内各油田的粗粒化装置都是用粒状材料。对于聚结板材通常可采用聚氯乙烯、聚丙烯塑料、玻璃钢、普通碳钢和不锈钢等。具体选用哪种材质的聚结板，要根据处理水质特性和生产实际需要来确定。2、粗粒化材料的选择单一的粗粒化除油装置一般为立式结构，下部配水，中部装填粗粒化材料，上部出水。组合式粗粒化除油装置一般为卧式，装置首端为配水部分，中部为粗粒化部分，中后部为斜板（管）分离部分，后部为集水部分。粗粒化除油装置工艺结构如图。3．粗粒化（聚结）装置聚结分离器采用卧式压力聚结方式与斜板（管）除油装置结合除油。原水进入装置首端，通过多喇叭口均匀布水，水流方式横向流经三组斜交错聚结板，使油珠聚结，悬浮物颗粒增大，然后再横向上移，自斜板组上部均布，经斜板分离，油珠上浮集聚，固体悬浮物下沉集聚排除，净化水由斜板下方横向流入集水腔。高效聚结分离器工艺原理图见图。聚结分离器