以水为先,开展基础研究,强化科技创新创效end

以水为先，开展基础研究，强化科技创新创效工艺所化学室2015年7月前言油田进入含水期后，从油井采出液集输系统到污水回注系统，水性、水质分析攸关重要。2015年以来，化学室本着以水为先的理念，深入开展基础研究，创新检测方法，提升方案针对性，有力推动了“所矿结合”活动的开展；同时依托“厂级项目”，加大沿程水质的跟踪力度，加强系统化节点分析，为水质治理工作打下了坚实基础。目录现河工艺所化学室312油田水概况加强水质监测，提高注入水质加强水性分析，治理泵站结垢4下步工作方向注水站注水管网注水井采油井配水间集输站污水站一、油田水概况计量站沿程水质恶化接转站油田污水从驱动原油采出到回注地层补充能量，起到了功不可没的作用，然而采输系统结垢及污水回注系统水质恶化也严重影响了油田正常生产。因此，化学室重点对水性水质进行分析，力求避免集输泵站结垢、净化回注水质，保障采油厂稳产增产。结垢目录现河工艺所化学室312油田水概况加强水质监测，提高注入水质加强水性分析，治理泵站结垢4下步工作方向采输系统结垢的主要原因是水的热力学条件变化或来液不配伍，因此，需要通过水性分析明确结垢原因。目前，化学室主要采取滴定法来分析水样的离子构成；酸洗法来分析垢样成分。由于缺少先进的仪器设备，无法明确硫酸盐垢的类别。不可检测项：钡、锶原子吸收法、发射光谱法垢样分析溶解产气不溶解碳酸盐垢、铁的化合物硫酸盐垢（无法细分）硫酸钙硫酸钡硫酸锶X衍射仪可检测相：钙、镁、钾和钠水样分析阳离子阴离子碳酸氢根、碳酸根、硫酸根、氯离子酸洗滴定（一）常规分析方法创新提出钡锶离子定性检测方法：为了明确硫酸盐垢的类型，面对检测仪器缺陷，工艺所化学室深化室内研究，根据溶解度曲线图，利用不同物质的溶解度差值，开创出一套快速高效的钡锶离子定性检测方法，为科学治理集输泵站结垢工作提供了技术支撑。不同物质的溶解度曲线图不同物质的溶解度曲线（二）创新检测，精细分析类别分子量g/mol溶解度mg/L阳离子溶解度mg/LSO42-溶解度mg/L硫酸钡2332.31.350.95硫酸锶183.611454.459.61硫酸钙13620806111468.2类别钡离子，mg/L锶离子，mg/L钙离子，mg/L肉眼可看出沉淀浓度52.7397.6720以上开始析出沉淀硫酸根离子用量27.3322.41468.2以上100ml水样需用2g/L硫酸钠用量，mL1.5-45238-10001000以上通过玫瑰红酸钠来区别钡锶离子。河4-113站隶属于史127示范区，与河82-5站、河82-9站来液一起汇入外输线，在河4-113站汇入外输线下游处结垢严重，平均约半年时间管线完全堵死。通过垢样定性分析，初步判断主要为硫酸盐垢。为了查明结垢原因，我们对沿程水样进行了水性分析。（三）案例分析酸洗不溶硫酸盐垢取样地点(井号)水量阳离子（mg/l）阴离子（mg/l）矿化度（mg/l）pH值水型K+＋Na+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-CO32-OH-H82-X1692.511808.3600.4140.919292.90654.90032497.47.7CaCl2H82-CX2164.8412594.3624.6102.820457.00618.50034397.27.6CaCl2H4-X113166.96382.4774752.811298.40109.20018617.57.8CaCl2H82-C613.3551211.28618.2572.595694.10263.800156359.86.6CaCl2H82-X117.4513117.91055.535.221912.181.2372.90036574.96.9CaCl2H82-261.4814842.61530.035.225335.8174.1382.10042299.87.2CaCl2H82-2751.694313.7397.0111.67070.1649.8218.30012760.57.9CaCl2（三）案例分析取样地点H82-X16H82-CX21H4-X113H82-C6H82-X11H82-26H82-27混合液水量，m392.564.84166.913.357.451.4851.69398.21SO42-，mg/L000081.2174.1649.886.52硫酸根在混合液中所占比例，mg/L00001.520.6584.3586.52＞硫酸根离子在混合液中的浓度混合液中的硫酸根离子浓度远远小于硫酸钙析出时硫酸根离子浓度1468mg/L，因此，结垢类型为硫酸钡锶垢。结论集输站结垢类型实施效果河4-113站硫酸钡锶彻底治理史127-1站硫酸钡锶彻底治理河39-平1站硫酸钡锶彻底治理王70-4站硫酸钡锶彻底治理牛20-7站硫酸钡锶彻底治理王14-15站硫酸钡锶、碳酸盐垢彻底治理王664外输线硫酸钡锶彻底治理河71-12站硫酸钡锶彻底治理王53-9站硫酸钡锶彻底治理史深100接转站碳酸盐垢，热力学条件变化有所缓解截止2015年7月，累计治理结垢泵站10座，其中9座泵站为硫酸钡锶垢，通过分流措施，得到了彻底治理。（四）治理成果地面集输泵站结垢类型绝大部分为硫酸钡锶垢，普遍位于泵站混输管线及加热炉内部。目录现河工艺所化学室312油田水概况加强水质监测，提高注入水质加强水性分析，治理泵站结垢4下步工作方向（一）工作概况2015年，化学室持续强化水质监测工作，累计完成监测点数833个，同比增加101个；1-6月平均水质符合率为93.9%，同比提高4.1%，水质符合率明显提升，沿程水质也有了一定改善。同时依托厂级项目，深入开展史100、河68沿程水质研究，并加大了源头水质研究力度，取得了一定的认识。监测工作量全厂水质达标率月度变化曲线（二）史100沿程水质概况2015年上半年史南污水站外输水水质符合率为72.34%，其中悬浮物符合率仅为37.5%，含油量符合率为68.75%，平均腐蚀速率的符合率为83.1%，SRB平均符合率为100%。0.0480.4980.0560.0910.0650.03800.10.20.30.40.50.61月份2月份3月份4月份5月份6月份平均腐蚀速率，mm/a平均腐蚀速率：0.076mm/a悬浮物标准:5mg/L含油量标准:3mg/L含油标准:3mg/L源头水质超标排放，各节点水质明显超标，严重污染下游设备管网，管线冲洗后很快被源头水质再次污染。悬浮物含油（二）史100沿程水质概况1月份，3个滤罐轮流更换滤料5-6月清罐，单罐运行稳定剂2015年上半年，源头水质波动的原因分别是过滤罐更换滤料、预氧化停运、加药设备调试及混凝沉降罐清污。设备调试及单罐运行期间除油效果差。标准：5mg/L2月，因更换玻璃钢管线，预氧化停运4月加药设备更换调试，（三）源头水质影响因素分析除油效果差预氧化停运沿程悬浮物变化情况预氧化停运严重影响沿程水质稳定性，各节点悬浮物含量大大增加。1、预氧化装置（三）源头水质影响因素分析原理：强氧化物质去除水中Fe2+、S2-等不稳定离子，同时具有杀菌和去除一定量游离CO2的作用。具有稳定水质的作用。停运影响水质工艺研究所2、混凝沉降罐竖流式混凝沉降罐1-进水管；2-絮凝筒；3-配水窗口；4-伞型集水槽；5-出水堰箱；6-出水管；7-收油槽；8-污油管；9-排泥管混凝沉降：通过投加絮凝剂调节pH到7.2，使水中的成垢离子结晶析出，助凝剂使悬浮物颗粒相互碰撞、聚集、中和电荷，絮凝成较大的颗粒而易于从水中分离。污水从高处的配水窗口流出，沉降过程中，实现油水悬浮物的分离。污泥蓄积过程中，污泥与出水口距离缩小，导致高含悬浮物的水外排。单罐运行时，水流量加大，沉降时间缩短，悬浮物沉降不彻底便随污水排出罐外，导致水质变差。污泥蓄积过程中，污泥与出水口距离缩小（三）源头水质影响因素分析污泥层厚和清污影响外输水工艺研究所3、过滤器过滤作为深度处理的最后一个把关步骤，当前端正常时，可以去除微细颗粒和胶体物质，提高微量油份、悬浮物、细菌以及其他物质的去除率。当前端除油除颗粒效果变差时，可以加大负荷，过滤大量油份、悬浮物等，降低水质污染程度。因此，过滤器停运对外输水水质的影响根据前端除油除悬浮物效果来定。（三）源头水质影响因素分析停运和反冲洗影响外输水进水：出水收油排污口反冲洗进水口工艺研究所定义：液体流经颗粒介质或表层层面进行固液分离的过程。组成：罐体、滤料层、承托层、配水系统、排水系统、搅拌系统和为满足过滤、反冲洗要求而设置的管道、阀门系统。（三）源头水质影响因素分析3、过滤器随着过滤的进展，单位滤层厚度的含污能力逐步趋于饱和；其去除浊度能力随过滤方向逐层转移，当全部滤层失去除浊能力时，滤后水就出现超标的浊度。反冲洗过程示意图工艺研究所出水口反冲排污进水口筛管布水器滤罐反冲洗使滤料层恢复工作能力，对滤料进行反洗再生。（1）将粘附在滤料颗粒上的污物剥落下来（2）将剥落和沉积下来的污泥从滤罐中排出（三）源头水质影响因素分析3、过滤器过滤原理：1、吸附作用2、截留作用（也称机械滤筛作用）3、附着作用4、沉降作用史南污水站过滤罐采取5点反洗法，每天早上及下午5:00对滤罐进行一次反洗，保证两台过滤罐正常运行，反洗时间为20min；7月8日，化学室对史南过滤器反冲洗前后外输水及滤罐出口水质进行实时监测，事实证明：滤罐反冲洗完成后初期水质较冲洗前差，有轻微的超标现象。因此，滤罐反冲洗影响源头水质。3、过滤器（三）源头水质影响因素分析污水处理工艺是一个紧密衔接的流程，每个环节出问题都会导致外输水波动，综合近年来的数据，对设备问题期间外输水监测数据进行分析，得出以下结论。影响悬浮物程度大小的顺序为：过滤罐停运、预氧化装置停运、混凝反应罐加药设备调试、混凝沉降罐清污导致单罐运行、过滤罐反冲洗。影响含油量变化的主要是混凝反应罐加药设备调试和过滤罐停运。（三）源头水质影响因素分析4、处理设备对水质影响综合分析，影响外输水质的大小顺序依次为：设备停运、混凝罐清污、过滤器反冲洗。工序措施时间间隔耗时措施依据除油罐收油10天左右沉降罐进口含油量排泥半年一次2-3天罐底污泥m沉降罐收油自动溢流排泥4个月4天左右罐底污泥接收罐排泥半年2-3天罐底污泥过滤罐反冲洗12小时20分钟/台罐底污泥外输罐反冲洗排泥半年一次2-3天罐底污泥污水罐打往除油罐史南污水站日常维护措施（三）源头水质影响因素分析污泥排放不及时，混凝沉降罐（2个）清污仅需8天左右，但2015年清污工作受各种因素影响，持续了两个月。5、管理不到位（四）沿程水质影响因素分析1、源头水质污水处理站作为水质处理的第一道关，源头水质至关重要。4月28日，源头水质不达标时，下游各节点水质较差，污染沿线构筑物；6月18日，源头水质达标排放时，在管线未冲洗的前提下，沿程各节点水质明显好转。可见，源头水质至关重要。4月28日源头水质不达标时6月18日源头水质达标时史更104井实时监控：7月8日，对史南外输及史更104井口进行实时监测，在14;20-15:20间，史100注水站泵坏，进行了启停泵，15:20井口水质明显变差，水质发黑，悬浮物含量高达158.1mg/L,含油量高达17.4mg/L。在管壁存在二次污染的情况下，压力波动影响井口水质。压力突变，启停泵2、压力波动对井口水质的影响压力波动剥离管壁污物外输水质无变化（四）沿程水质影响因素分析3、细菌对悬浮物的影响根据管线冲洗水中细菌及悬浮物含量变化作图，初步判断悬浮物随SRB菌浓呈指数递增。悬浮物增加，细菌浓度明显升高。（四）沿程水质影响因素分析SRBTGBIB有肉眼可见黑色沉淀有肉眼可见棕色沉淀菌液粘度增大沿程水质监测数据显示，配水间至井口段，铁离子含量大幅度升高，表明管线腐蚀严重。金属在水溶液中的腐蚀是一种电化学反应。腐蚀为悬浮物的增加提供了铁离子，史南外输水1-6月份平均腐蚀速率有两个月超标严重，腐蚀速率不稳定，对下游的流程管线具有较大的冲击。0246810121416史南外输史100注水站进史100注水站出配水间注水井亚铁mg/L104配-104井3