试验·研究1污水处理的意义华北油田含油污水主要包括:采出原油经过处理站脱水脱气处理后分离出来的水,在油田开采过程中所产生的污水。
含油污水一般具有以下特点:含油量高,含有多种离子如Ca2+、Ba+2、Mg2+等,含有多种气体如H2S、O2等,含有多种悬浮体,含有细菌。
随着注聚合物三次采油在油田开发后期的广泛应用,采出油污水中含有大量的聚丙烯酰胺残留物,这给油田污水的处理带来了很大的难度。
随着油田开采年限的延长,采出液的含水率不断上升,这些含油污水已成为华北油田的主要污水回注水源,油田污水处理的水质提高,将给污水回注带来较大的经济效益。
2污水处理技术原理油田污水回注时,一般要经过物理方法、化学方法、物理和化学相结合的方法处理后回注地层,对回注水质有着严格的要求,一般执行SY/T5329—1994《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》,对污水中的悬浮固体、含油、粒径中值、矿化度、细菌含量、腐蚀速率、Fe2+等多项指标要进行严格的控制,防止其对注水管线腐蚀和污染、伤害地层。
3污水处理技术现状华北油田主要通过改造收油和排污装置,形成了两级沉降+两级过滤处理工艺及配合投加药剂、分段控制水质指标的管理模式;用负压排泥、浮筒收油、过滤器半自动反冲洗等工艺实现污水处理。
流程一般为“沉降+过滤”,主要是除去原油和悬浮物,在各污水处理站广泛应用,投产初期效果较好,后期变差,水质不达标。
随着油田深入开发,采出液水质发生一定变化,同时低渗透油田对水质要求进一步提高,目前此工艺不能完全满足回注水质要求。
按照SY/T5329—1994标准,2010年底对华北油田55座污水处理站进行检测,单项指标达标率:悬浮物达标率22%;含油达标率80%;平均腐蚀率达标率80.9%;腐生菌达标率98.2%;硫酸盐还原菌达标率20%;溶解氧达标率40%;矿化度达标率为0,所有站均超过1000mg/L。
约20%的站腐蚀比较严重,部分油田地层水中存在钡、锶离子,导致地层结垢严重。
4污水处理技术急需解决的主要问题4.1污水处理工艺技术华北油田虽然在污水处理方面取得了一定的成绩,但还存在一些问题,污水处理系统没有密闭,自动化程度低,工艺老化。
化学药剂成本高,特别是药剂用量大,药剂费用居高不下,与油田降本增效矛盾较大,影响到处理水质的指标和系统保护。
注水管线腐蚀依然比较严重,地层结垢严重,污泥华北油田污水处理现状及展望王一婷1周俊2郭建东1赵尚柱3贾永良1(1.华北油田采油工艺研究院;2.华北油田公司注水科;3.华北油田采油五厂)摘要详细介绍了华北油田污水处理技术的现状,分析了急需解决的问题,并指出今后污水处理发展的趋势。
华北油田污水处理重点攻关方向是含聚合物污水的处理技术,通过引进和开发新的处理技术及先进的设备,来提高污水处理的自动化程度,确保油田污水的高效处理和合格回注。
关键词油田污水处理技术新工艺新技术发展趋势DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2011.09.001第一作者简介:王一婷,2004年毕业于河北工业大学,工程师,从事化学采油研究工作,E-mail:cyy_wangyt@,地址:河北省任丘市华北油田采油工艺研究院,062552。
Testing &Research处理技术有待解决。
4.2低温含油污水处理技术主要针对华北二连油田,采出液温度较低,在40℃下原油破乳剂效果不好,致使废水含油浓度增大,这给常温集输工艺带来了一定的困难。
4.3聚合物驱、二元复合驱采油污水处理技术在油田开发后期,为了提高原油的采收率,向地层中注入一定浓度的聚合物,如聚丙烯酰胺、表面活性剂等,导致采出污水中含有一定量的聚合物。
含聚污水成分复杂,具有黏度高、乳化稳定性强和可生化性差,油、水、泥难分离的特点。
这是目前油田污水处理中主要面临的难题。
5污水处理发展趋势华北油田污水处理急需解决的问题除大力引进新技术、新工艺、新设备,加大对油田污水系统改造的投入外,关键是依靠科技进步,加强科技攻关。
针对油田出现急需解决的难题开展研究,开发一批实用新技术,满足油田开发的需求。
5.1压力组合除油装置主要是防止氧进入含油污水处理系统,国内外研制了大量的压力式组合除油装置。
这些装置都是在上述粗粒化及斜板除油技术基础上发展起来的,在装置后一段加石英砂过滤段,这样可以起到混凝除油除悬浮物作用,降低了水中的溶解氧含量,降低悬浮物含量,防止对管线的腐蚀率,提高水质质量。
5.2新型水处理药剂的研制和开发据华北油田的污水处理现状,研制性能优良的低温稠油破乳剂是急需要解决的问题,还要开展生物破乳剂、絮凝剂、防垢剂、杀菌剂,低污染或无污染的水质处理剂的研究和开发,形成适合不同温度、区块特点的高效、多效、低成本的水处理剂系列,以满足油田不同污水处理的需要。
5.3开展防腐蚀、防垢治理研究急需开展系列防腐剂和防垢剂的研究工作。
根据不同油田采用不同防腐剂、防垢工艺,物理化学方法相结合,在源头上筛选化学药剂,防止沿程污染、腐蚀管线、地层结垢。
5.4开展污泥低成本无害化处理工艺研究完善沉降罐、隔油罐、污水池等排泥工艺,根据含油污泥的特性引进适合工艺和技术,变废为宝。
5.5开展降低污水矿化度技术研究采出水矿化度高与地层结垢、管线腐蚀有着密切的关系,要根本解决油田污水防腐、防垢,需要将矿化度降到1000mg/L 以下,有针对性地选用低成本处理技术。
5.6膜分离技术的研究及推广集成膜分离技术是将膜分离与传统的油田水处理技术相结合,可以弥补各自的缺点,并最大限度地发挥各自的优势,如与生物处理技术相结合的膜生物反应器,与化学絮凝、沉淀技术相结合,以及将不同级别孔径的过滤膜相结合的分级过滤等。
这种膜组件减少了多单元处理模式,具有高效、动态、破乳特性的功能膜。
这些技术都将使各种污水处理技术各尽所长,以达到最好的处理效果和最佳经济效益。
目前过滤的微孔膜、折叠滤芯、预涂膜、改性金属丝过滤,应该会有一定的发展前景[1]。
5.7含聚合物的污水处理技术降解聚合物的方法包括机械降解、热降解、化学降解和生物降解。
微生物降解聚合物效率高、对环境无污染,必将成为解决含聚合物的污水处理技术的重要手段。
微生物经固定化后,对有毒物质的承受和降解能力明显提高,其中包埋法有较好的综合性能,应用也最广泛。
微生物固定化技术在处理油田含聚污水领域有着良好的前景。
目前,超声波技术等一些降解聚合物的新技术也已经得到应用[2]。
随着聚合物驱在油田开采中的广泛应用,油、水分离和含油废水处理的难度加大,而且利用常规水驱含油污水处理工艺技术难以达到回注水质要求;因而,开发含聚合物污水回注处理工艺目前也是研究的热点。
5.8油田采出水达标排放技术根据国家环保要求,对油田外排污水的主要污染物,尤其是COD、氨氮两项指标都做出了严格的规定。
应用目前的处理设备和工艺技术难以达到水质要求。
急需引用新工艺和技术,将采油过程中产生的大量油田污水,经过深度处理后达到饮用或灌溉的水质标准,从而缓解我国某些地区水资源严重缺乏的问题,将具有非常重要的现实意义[3]。
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