卧式改性纤维球的改造及其在海上油气田的应用

卧式改性纤维球的改造及其在海上油气田的应用
李治;曹贵;黄兴涛
【摘要】文昌油田群由8个井口平台和一艘FPSO(浮式生产储卸油装置)组
成,FPSO116负责处理来自8个平台的油气水,处理合格后的生产水进行排海.随着油田持续开发,油井含水率也逐步升高,随着调整井和新平台的投产,FPSO116面临的生产水处理压力越来越大.油田增设卧式改性纤维球装置,并结合油田现状,创新性的对纤维球内部集水槽、反冲气管进行改造,对工作模式进行优化,有效地提高生产水处理效果.
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】2019(045)007
【总页数】2页(P34-35)
【关键词】改性纤维球;生产水处理;集水槽;反冲气管
【作者】李治;曹贵;黄兴涛
【作者单位】中海石油(中国)湛江分公司,广东湛江 524057;中海石油(中国)湛江分公司,广东湛江 524057;成都理工大学能源学院,成都 610059;中石油长庆油田分公司第一采气厂,西安 710021
【正文语种】中文
【中图分类】P631.4
1 区域概括
文昌油田群由FPSO116（浮式生产储卸油装置）和8个井口平台组成。

8个井口平台的油气水分别集输至FPSO116集中处理。

FPSO116的生产水处理系统（如图1所示）是由生产水舱、水力旋流器、缓冲罐组成。

上游平台生产正常、下游处理工况稳定时，生产水处理压力较小，处理效果能够满足排海要求，然而，当出现平台返排钻修井液、海管通球、FPSO116分离器油水界面波动、化学药剂效果差等情况时，则会直接影响生产水排海浓度值。

因此，探究新工艺，把生产水粗处理与精细处理相结合，不断提高生产水处理效果，对于油田安全环保生产，具有十分重要的意义。

图1 文昌油田群生产水处理流程
2 生产水处理现状
FPSO116每天接收的液量在17 000m3左右，其中生产水处理量在12 000m3左右。

两台生产水泵的额定处理能力为500m3/h，按额定处理量计算，只有全天处理的生产水都满足排海标准的情况下，才能将一天的生产水量全部处理完，一旦出现不达标需要回舱处理时，只有生产水舱4 000m3的舱容可以缓冲，即最多回舱8h就会出现因无法处理生产水而被迫油井限产、关井。

因此，保证生产水处理效果显得尤为重要。

正常情况下，FPSO116分离器处理后的生产水下舱浓度在100～300mg/L，生产水重力沉降后，由生产水泵加压至水力旋流器，入口浓度在40～100mg/L，水力旋流器出口浓度在20～45mg/L，经生产水脱气罐排海含有浓度控制在35mg/L 以下。

3 生产水处理分类
3.1 生产水排放要求分类
我国海域根据GB4914-2008《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》替代
GB4914-1985颁布的《海洋石油开发工业含油污水排放标准》规定。

针对不同海
域，国家也规定了相应的排放标准，见表1。

表1 不同区域排海要求海域月平均值/（mg/L）一次最大值/（mg/L）一级海域20 30二级海域 30 45三级海域 45 60
文昌油田群海域属于三级海域，本着环保至上，生产与环境和谐发展的原则，油田一直以来以二级海域排海做为最低要求，并力争达到一级排放标准。

目前排海浓度控制在35mg/L以下，能够达到二级排海要求。

3.2 生产水处理级别分类
根据处理程度的不同，将生产污水处理设备分级介绍：
（1）一级分离：斜板除油器、水力漩流器、沉降仓、离心机。

（2）二级分离：气体浮选机、旋流气体浮选机
（3）三级分离：核桃壳过滤器、聚结过滤器
（4）四级分离：活性炭过滤器、多介质过滤器
（5）精细过滤：膜过滤、改性纤维球
4 技术创新点与现场应用
4.1 技术创新点
（1）集水槽改造：采用T型集水槽，改善流体流动效率，提高处理量；
（2）反冲气管改造：将“平齐式”管线改造为“高低错落式”，提高反洗效率；（3）优化工作模式：调整气、水反洗次数及间隔时间，提高反冲水压力；采用海水生产水间歇清洗，提高反洗效果。

4.2 集水槽改造
改性纤维球原集水槽采用“竖状圆柱形结构”，这使得不同方向上的污水达到集水槽的时间不一致，此外，原集水槽还存在过流面积不够的缺陷。

针对此情况，对集水槽进行改造，将“竖状圆柱形结构”改造成“T字型结构”。

如图2所示。

图2 改性纤维球内部集水槽结构图
改造前后数据对比：“竖状圆柱形结构”开孔总面积S1=4 326mm2；“T字型
结构”开孔总面积S2=133 175mm2；出口6寸管截面积S3=17 662.5mm2。

改造后集水器开孔总面积与改造前开孔总面积之比：P=S2/S1≈3；改造后集水器
开孔总面积与6寸截面积之比：P2=S2/S3=7.54。

4.3 反冲气管改造
改性纤维球反冲洗共分为两部分：一是水反洗，其目的在于将纤维球罐内的浮油排走；二是气反洗，其目的在于将纤维球冲散，将纤维球表面的浮油吹散。

两者互相作用，缺一不可。

原反冲气管线“平齐式”布置在罐底部，改造后的反冲气管线能实现对不同部位纤维球的冲洗，更有利于脱浮油。

如图3所示。

图3 改性纤维球反冲气管正视图及侧视图
5 应用效果
针对油田特点，通过对集水槽、反冲气管和工作模式优化后，一方面有效地提高了纤维球水处理能力，另一方面极大改善了生产水处理效果[4] 。

生产水经过纤维球后，含油浓度能够降到20mg/L以下。

卧式改性纤维球在文昌油田群的成功应用，具有重要的环保意义，同时也带来一定的经济效益。

参考文献
【相关文献】
[1] 李宝彦，李淑华.改性纤维球过滤技术的研究与应用[J] .石油化工设备.2008，25（1）.
[2] 张伟.改性纤维球过滤技术在萨北油田深度污水处理站的应用[J] .中外能源，2016，103（2）.
[3] 黄程，王梅，夏荫轩，等.改性纤维球在油田污水处理中的应用[J] .油气田环境保护，2009，19
（3）：22-24.
[4] 唐广荣.改性纤维球过滤技术用于海上油田污水的深度处理[J] .工业水处理，2014，34（11）：78-79.。