談聯合站污水處理提質優化
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摘要：隨著油田開發進入后期，含油污水有效處理是油田不可避免的難題，地層土壤環境受到破壞，污水處理設備腐蝕等多方面影響，聯合站污水處理效率降低。因此，對聯合站內現有污水處理工藝方法進行提質優化，充分利用水資源，將處理后水回注地層，不僅可以提高污水利用率，保護淡水資源，還可以保持地層能量，有利于油田的可持續發展。
關鍵詞：油田開發；含油污水；地面集輸；提質優化
我國大部分油田已進入開發的中后期，依靠自身油層壓力已經不能滿足正常生產，必須依靠機械能量進行采油，通過注水井不停向油層中注入能量，維持地層壓力，提高采油井的采收率。現在一般油田采出液含水量在80%，中老油田則高達90%以上，所以，合理處理油田污水成了重要問題。油田污水主要產生于油田采出水與其他含油類等污水，其成分比較復雜，不僅會對周圍環境造成污染，損壞水資源生態體系[1]。采出液中的成分還會堵塞石油管道，影響采收率、造成石油設備損壞等問題，在油田生產中，對含油污水的處理顯得尤為重要。
1油田污水處理工藝
在石油開采過程中，許多環節都需要注水開采，原油外輸含水率一般不超過0.5%，所以在外輸前必須將采出液脫水，達到合格后外輸。由于油田采出液成分復雜，含油污水會對生態系統造成破壞，將油田采出污水經地面處理合格后，再回注地下，循環利用，污水處理工藝在油田的可持續發展、保護良好環境等方面起到了重要作用。注水油田開采工藝流程如圖1所示。
1.1油田污水處理工藝方法
由于油田生產規模、生產環境的差異，所采用的污水處理方法也有一定的差異，每種工藝方法有其適用性和局限性，我國污水處理主要采用的工藝技術有物理法、化學法和生物法等。1）物理法在我國油田污水處理技術中最常用的就是物理法。物理法主要可以去除大多數的懸浮油、分散油和懸浮雜質，物理法技術成熟、處理效果好，主要包括重力沉降法、吸附法和聚結法等。2）化學法含油污水經過物理處理法后，水質還未達到處理標準，還需要用多用處理技術綜合處理，在實際的污水處理過程中，通常用化學法做進一步的污水處理。化學法的原理是乳化油，現在常用的方法有化學混凝法、化學轉化法等。3）生物法國內外對生物處理技術應用廣泛，其原理是利用微生物的代謝作用，將污水中的有機污染雜質降解為無機物等。生物法成本低、達到效果好、無污染，常用的處理工藝方式主要有活性污泥法、生物膜法、A/O法等。我國污水如理若重新注入地層，須對污水處理后的懸浮物含量、含油量等物質進行檢驗合格，避免污染。一般來說，聯合站的污水處理工藝主要流程有：首先，利用重力分離等處理技術將采出液分離；然后，運用化學過濾法進行二次處理；經過二次處理的污水運用活性炭等物質吸附雜質，并結合生物法進行最終處理，經過處理后的污水合格后回注[2]。
1.2油田污水處理工藝流程
我國油田污水處理工藝通常采用“三段式”處理工藝：油井采出液先進入一次除油池進行油水分離，除去浮油；隨后采出水進入到二次混凝除油池，脫除浮油和部分乳化油；流出的油田污水經壓力過濾工藝，去除污水中的懸浮雜質和剩余的油，處理后的水滿足回注要求進行回注，采出水處理工藝流程如圖2。
2聯合站污水處理提質優化策略
由于油藏開發地層水類型主要由Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、K+等元素構成，在地面集輸過程中容易出現結垢現象。伴隨近年來油田含水率的增加，開發形式多樣，污水量隨之上升，采出液成分越來越復雜，并且不同地層水質成分多樣變化，造成集數系統的管網設備腐蝕結構現象愈來愈嚴重，應從以下幾個方面進行污水處理提質優化方案，解決腐蝕結垢現象。
2.1藥劑的優化
隨著采出液中結垢離子的增加，水質逐漸發生變化，聯合站的污水處理站應調整藥劑來改善水質，例如加投凈水劑、離子調整劑、絮凝劑等。其中離子調整劑是使污水中的結垢離子與藥劑中的離子相互反應，使原油破乳，其沉淀物形成晶核，再加入陽離子與沉淀物進行沉淀分離[3]。考慮到水質的變化及不穩定性，應考慮后期投加緩蝕阻垢劑，降低腐蝕速率，增強處理后水質的穩定性。
2.2殺菌工藝的優化
目前，油田采出液中普遍存在大量細菌等微生物，微生物繁殖速度較快，在系統內大量繁殖會引起嚴重的腐蝕問題，從而引發地層堵塞、管線腐蝕等問題，存在較大的危害。現油田常用的殺菌工藝主要有化學藥劑殺菌、臭氧殺菌、紫外線殺菌、等離子殺菌、過濾殺菌、電磁波殺菌等。隨著地層的開發、水源變化多樣，細菌指標超標現象越來越嚴重，對設備造成了很大的危害，而化學藥劑殺菌費用比較昂貴，且細菌容易產生免疫，因此可考慮電解鹽水殺菌技術，成本低，殺菌效果穩定，目前電解殺菌法在含油污水處理中運用越來越廣泛。
2.3污水過濾技術的優化
處理后的水質收過濾效果的影響，過濾技術是油田采出液處理中最關鍵的環節。我國污水過濾處理主要采用的是雙濾料過濾器，按照填裝的濾料可分為核桃殼-石英砂過濾器和無煙煤-石英砂過濾器。核桃殼-石英砂過濾器處理油污能力強，但對懸浮物處理能力較差；無煙煤-石英砂過濾器去除懸浮物效果比較優秀，但對過濾前水質的要求較高。結合現油田開采形勢，對污水處理要求精度較高，核桃殼石英砂隨對過濾前水質要求較寬，但其對水中懸浮物顆粒過濾效果差，水質難以達到標準，因此，針對懸浮物顆粒的污水處理應優化過濾器為無煙煤-石英砂過濾器，濾料反洗再生能力強，水質過濾精度高。
3結束語
本文針對現有油田污水處理工藝方法、流程研究討論，結合油田地面開發特點，分析現有污水處理技術存在的不足，分析不同藥劑、不同殺菌工藝及不同過濾技術對污水處理后水質的影響，優化現有工藝方法，減少設備的腐蝕、節約成本，為油田可持續發展提供有力支持。
作者：張維薇 雷啟盟 單位：大慶油田第三采油廠