某油田采出水处理技术

2014年第1期（总第447期

）上C H IN E SE &FO R E IG N E N T R E PR E N E U R S

1油田采出水处理的技术现状

在采油过程中需要大量的清水回注到地下油层中，以保证其稳定的采油压力。如果对采出水进行处理，并用于回注，则不仅可以满足石油开采中注水量不断增长的需要，同时节约大量水资源，既经济又环保。此外，由于采出水具有水温高、矿化度较高、与地层配伍性好等特点有利于驱油。

“十五及十一五前三年”，中国石油所属各油气田对采出水处理空前重视。在重力沉降、气浮等传统处理工艺的基础上对新工艺、新设备、高效化学药剂等进行了积极的研究和应用，使采出水达标率不断提高。但就目前来看，我国油田采出水技术仍处在初级阶段，其处理技术仍比较单一，在实际应用过程中仍有很多不足之处，加上没有完善的配套体系没有结合国外先进技术对油田原油过滤技术进行改进．使得现有油田采水技术在一定程度上缺乏深度处理。

由于各油田采出水的物理及化学性质差异较大，注水岩层的性质不同，回注水的水质标准是由地层的渗透率决定的。目前国内用于回注的油田采出水处理一般以《碎屑岩油注水水质推荐指标及分析方法》（SY/T5329-1994）作为指导，主要控制目标为油，悬浮物及悬浮物粒径。油田常用的采出水处理方法包括重力分离、化学凝聚、粗粒化、膜过滤与生物法等[1-3]。尽管含油废水的处理方法有多种，但各种方法都有其局限性，在实际应用中通常是2、3种方法联合分级使用，使出水水质达到排放标准。如大港王徐庄油田南一污水处理流程为：油田采出水→粗粒化→浮选→核桃壳过滤器→双滤料过滤器→注水站；新疆东河油田采用的工艺为：油田采出水→水力旋流→深床过滤器→注水站[4]。

2改造前处理工艺

此次改造油田属于低渗透油田，其第三采油工区东16污水处理站处理量为500m3/d ，处理工艺采用典型的两级沉降+两级压力过滤的处理工艺。

此种采出水回注处理工艺处理后水质能达到回注水的A3“8.3.2”（含油量≤8mg/L 、悬浮物固体含量≤3mg/L 、悬浮物粒径

中值≤2μm ）标准。

然而随着聚合物驱采油技术的大规模推广应用，其在有效地提高原油采收率的同时，也导致油、水分离和含油废水处理的难度加大[5]。一方面由于聚合物驱采出水水质成份复杂，阴离子型聚合物的存在会严重干扰絮凝剂的使用效果，导致两级沉降工艺段未能有效地实现含油粗粒化和悬浮物凝聚并沉淀；另一方面由于-COO -基团的亲水水溶极化作用，导致对W/O 型乳状液具有一定的破坏作用，阻碍W/O 型乳状液的生成，却有助于O/W 型乳状液的生成，在带有大量负电荷的颗粒外围又包裹了一层水化壳，从而增强了水中油滴等颗粒的乳化稳定性，使得工艺除油的效果不佳；此外，由于聚合物吸附性较强，携带的泥沙量较大，也增大了压力滤器的负荷，从而导致过滤效果变差，反洗周期缩短等问题。最终导致出水水质无法达标的现象。随着该油田专项治理工作的开展，为解决现有的问题，在对油田进行出水处理时，就应尽可能的采用新的处理技术，将油田采出水问题降至最低，进而使油田采出水水质达到正常标准。

3处理工艺流程改造

3.1工艺流程

针对上述传统的回注水处理工艺无法达标的现状，结合油田管理层提出的改造后回注水标准达到特低渗透油层回注水的A1“5.1.1”（含油量≤5mg/L 、悬浮物固体含量≤1mg/L 、悬浮物粒径中值≤1μm ）水质标准的要求，参考国内外油田污水处理技术的发展趋势[6]，确定了一套含油污水处理新工艺。

在本油田采出水处理新工艺中首次将CAF 涡凹气浮技术、高效流砂过滤器技术与超滤膜分离技术应用于油田回注水的预处理与深度处理中。首先，氧化曝气去除废水中的硫化物，降低其对混凝药剂的干扰；其次气浮和流砂过滤系统有效去除了污水中油污和悬浮物，减少膜的负荷，最后废水经过超滤系统，水质达到“5.1.1”标准。3.2氧化曝气除硫装置

通过对来水检测，发现水中硫化物含量平均值为40.2mg/L ，水中过高的含硫量会影响系统的出水水质。在现场实验中，不

收稿日期：2013-12-20

作者简介：张晓蕾（1982-），女，湖北宜昌人，销售经理，中级工程师，研究方向：项目管理。

某油田采出水处理技术

张晓蕾

（英国海诺威有限公司，

上海201199）摘

要：在原有油田采出水处理工艺的技术基础上进行改造，设计并构建了新的采出水处理工艺，该工艺采用了先

进高效的涡凹气浮系统和连续流砂过滤器，并引入PVC 合金超滤膜技术，工艺流程为：三相分离器来水→氧化曝气除硫→涡凹气浮系统→高效流砂过滤器→PVC 合金超滤膜→注水站。工艺出水达到了油田回注水中A1“5.1.1”（含油量≤5mg/L 、悬浮物固体含量≤1mg/L 、悬浮物粒径中值≤1?m ）标准。

关键词：油田采出水；涡凹气浮；流砂过滤器；超滤膜中图分类号：TE3

文献标志码：A

文章编号：1000-8772（2014）01-0211-02

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进行氧化曝气，水中直接投加PAC 和PAM 药剂，不仅药剂用量大，且出水水质差。在PAC 和PAM 投加量分别为600mg/L 和3mg/L 时，出水依旧浑浊。在氧化曝气10小时后，PAC 和PAM 投加量为120mg/L 和2mg/L 时，出水清澈。

根据现场试验结果，将原工艺中一级沉降除油罐改造成氧化曝气除油罐，充分的曝气氧化使得含油废水中存在的大量低价态硫、铁、锰等还原性物质被氧化成为难溶性颗粒物，同时充氧环境抑制了硫酸盐还原菌等厌氧菌群的生长。装置出水硫化物含量平均值达到0.5mg/L （回注水标准为2mg/L ）。3.3CAF 涡凹气浮装置

针对聚合物驱采油污水的特性，从日本三菱化学品公司引进一种高效絮凝剂，此新型絮凝剂由无机高分子和有机低分子共聚物组成，对聚合物采出水中的悬浮物和残余油有高效脱稳、强絮凝和破乳能力。

CAF 涡凹气浮系统采用了独特的气浮和分离技术，与传统的溶气气浮相比，省掉了溶气气浮需要的空压机、压力罐、溶气释放器、高压回流泵等设备，具有系统简单，占地面积小，能耗低等特点。在进水指标为含油量≤300mg/L 、悬浮物固体含量≤200mg/L ，出水指标为含油量≤10mg/L 、悬浮物固体含量≤30mg/L 。其对来水中油和悬浮物的去除率可以达到90%和80%以上。3.4高效流砂过滤器

高效流砂过滤器系统采用升流式流动床过滤原理和单一均质滤料，过滤与洗砂同时进行，能够24小时连续自动运行，

无需停机反冲洗，巧妙的提砂和洗砂结构代替了传统大功率反冲洗系统，能耗极低。系统无需维护和看管，管理简便。本过滤器的运行可分为原水过滤和滤料清洗再生两个相对独立又同时进行的过程。二者在同一过滤器的不同位置完成，前者动力依靠高位差或泵的提升，而后者则通过压缩空气完成的。

在本油田废水处理工艺中，单一均质滤料采用有效直径1.2mm ，均匀系数1.4的均质石英砂。前气浮出水经过此过滤器处理后，水中含油量和悬浮物固体含量分别为小于5mg/L 和小于3mg/L ，悬浮物粒径中值＜2μm ，悬浮物的去除率达到90%。3.5超滤装置

超滤装置采用了“海南立升净水科技实业有限公司”生产的内压式“PVC 合金超滤膜”（LGW-（W ）-1060V34）。LGW 系列超滤膜组件主要是由数千根细小的中空纤维丝和膜外壳两部分组成。单支组件的有效过滤面积为40m2，所采用的超滤膜的截留分子量为80000道尔顿，它对水中大于0.01微米的颗粒物的去除率可以达到99％。系统采用恒定出水流量和错流过滤的方式，实现连续自动运行。

超滤装置对水中油和悬浮物除去效果稳定，膜后出水中油的含量均小于2mg/L ，悬浮物含量的平均值为0.61mg/L ，粒径中值的平均值为0.73μm ，膜后出水达到了油田回注水的“5.1.1”标准。

4整体改造工艺处理效果

在对各处理单元出水进行研究的基础上，

对本工艺系统处理效果进行了连续监测，结果见表1，其中各项数据均为平均值。

项目进水CAF 涡凹气浮

流砂过滤器

超滤膜标准含油量（mg/L ）232.1 6.34 4.88 1.195悬浮物114.9

19.9

1.570.611粒径中值（μm ）- 1.320.731硫化物（mg/L ）40.20.40.32未检出2pH

8-9

7-87-8

7-8

7-9

表1工艺单元处理效果

从表1中可见，系统最终出水完全达到了工艺改造前的回注水要求。出水效果好主要在于膜技术的应用，通过超滤膜的应用，使污水中油和悬浮物浓度明显降低。同时，本工艺通过改善前处理工艺，有效提高了膜过滤前进水水质，减少了膜污染，为膜技术在油田废水中的应用推广提供了实践基础。

5结论

针对此次技改油田采出水处理现状，对其水处理工艺进行了创新，应用了先进的涡凹气浮和连续砂滤技术，以及膜分离技术，提高了油田污水处理效果，工艺出水水质完全达到了回注水“5.1.1”标准。

工艺中将脱硫处理提前，降低了硫化物对系统的干扰，提高了前处理效果，也降低了膜污染，解决了膜处理油田污水存在的寿命短问题，为膜技术的推广提供了一定的实践基础，同

时也为油田的含油污水处理工艺提供了新的思路。参考文献：

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（责任编辑：刘娇娇）

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