油田污水净化及净化水回收利用工艺

段一黄柯王文涛（.玉门油田百思特工程咨询有限责任公司，甘肃 酒泉 735000；.玉门油田作业公司，甘肃 酒泉 735000）

油田污水净化及净化水回收利用工艺

段一1黄柯2王文涛1（1.玉门油田百思特工程咨询有限责任公司，甘肃 酒泉 735000；2.玉门油田作业公司，甘肃 酒泉 735000）

油田污水净化及回用不仅关系到环境问题，而且直接影响油田正常生产，本文针对污水净化工艺的几个成功技术，就玉门油田近年回注水工程中存在的问题，提出了基本思路；就地层回注对环境和油田生产的影响，总结出问题的解决方法。

污水净化；回用；污水回注；结垢

1 油田污水净化工艺

污水净化对不同水质需要采取针对性解决方案。以下参照几个成功的案例，做几方面思考。

1.1 净化工艺需要考虑净化水水质标准和腐蚀结垢性能

中原油田采油污水具有较强的腐蚀性和结垢性，属于高矿化度、高含铁的CaCl2水型，而且细菌含量较高。污水处理过程中加入了助凝剂、絮凝剂、PH调节剂等，絮凝、防腐和防垢过程统一考虑。加入除铁药剂除铁、杀菌；应用工艺手段降低溶解氧浓度，从而大幅度降低了污水的腐蚀速率；通过控制pH值，提高除铁效率和悬浮物去除率，降低了HCO3-浓度，降低了污水的结垢量。实现了水处理与腐蚀、结垢控制的有机统一，净化水满足注水需要。

中原油田明二污采油污水含硫量较高、颜色发黑、水中细菌（SRB、TGB）含量较高，平均腐蚀速率较高。通过选择除硫处理药剂、研究絮凝强化方法，应用复合碱调整混合水的pH。除硫剂、絮凝剂加量达到一定比例时，净化水的透光率可达到99.7%；悬浮物、含油量、总铁及滤膜系数均达到了回注指标；SRB、TGB含量达标、污泥量显著降低；腐蚀速率降低；处理后水的离子含量、静态腐蚀速率及与地层水的配伍性均符合回注要求。

1.2 处理工艺应涉及净化水回收利用及资源无害化处理

稠油污水处理的方法有三种：对污水进行深度处理后回用热采锅炉；用生物化学方法，使污水达标排放；将所产稠油污水调往附近的稀油油区处理合格后回注地层。辽河油田稠油污水处理过程中，开展高效絮凝剂体系研究及强化絮凝技术研究，优化处理工艺，使处理后的稠油污水达到进炉水质标准；自主研发出高效的硅垢阻垢剂和除硅剂；采用固化技术对污泥进行资源化、无害化处理。净化水水质完全符合回注要求。

玉门炼化总厂致力于各类污水的回收及综合利用。尽管原油重质化导致污水含硫量逐年上升，我们仍不断提高系统酸性水的利用率，酸性水经过脱油、除杂质等净化后，作为电脱盐装置的补水，现在每个小时可为脱盐罐补充酸性水净化水19吨；2013年投运的污水深度回用装置，将以往原油加工产生的污水净化处理后为装置循环水补水，今年，玉门油田炼化总厂还将其作为厂区的绿化用水；玉门炼化总厂的水处理车间，污水经过处理后达到了饮用水级别。净化水的合理利用对环境保护极为有利。

玉门油田青西污水处理厂毗邻联合站，联合站装置系统循环水多为新鲜水，净化水处理合格后能够替代新鲜水、除盐水，全部被联合站装置利用，不但能够减少回注量还能减少新鲜水用量。

1.3 避免采用清污混注技术，提升处理后净化水的地层配伍性

玉门油田老区注水多采用清水、污水单独处理分别回注的方式。该方式增加地面工程投资和操作工的工作量，增加清水消耗量。另外，两种水质间的差异，增大了注入水在地层结垢的可能性、注入水产生腐蚀、结垢的因素逐渐复杂化。

老油田改造需要借鉴塔里木油田的清污混合后处理技术。污水、清水混合后再经过处理，达标后注入地下，这样可以降低地层腐蚀、地层结垢的速率，也能为上产提供一定的帮助。

1.4 含油污泥固化处理，避免大量污泥对环境产生负面影响

采油作业中、污水处理中产生的含油量超过8%污泥有如下处理方式：污泥热解方式、萃取方式。来实现油/固体颗粒的有效分离，达到污油回用，残余固体无害化排放。以上两项技术，可回收含油污泥中80%左右的油。成本低廉、处理后的含油污泥可进行资源化处理或达标排放。含油量低于8%的含油污泥处理，旨在控制污染物浸出。处理后的污泥抗压强度高、处理成本低、浸出物的COD含量低，可作为墙砖、地砖等建筑材料。

2 净化水地层回注方案的确定

高含水油藏注水，可减少高成本采油、避免污染环境等，是一种有效的驱油方式，效果直接影响油井产量及最终的驱油能力。分层注水采用的水多为地下采出液经污水处理系统处理后直接向油层回注。但是怎么注、注多少、注后效果如何、对储层造成什么影响对设计者来说存在很大盲目性。

玉门油田青西采油厂近年来注水规模不断扩大，但是本年度完成的注水井只有一口顺利投产，其余的注水井压力高、注不进，采用酸化增注后仍无任何效果。工程不能顺利投用影响生产进度、造成投资浪费。主要原因在于储层物性不好，目的层岩性以白云质泥岩、泥质白云岩为主，裂缝以低角度缝为主。

基于以上问题，设计者需要做大量工作以减少设计返工、建设中断、建成后废弃。

（1）确定方案：确定一套注水方案必需初选层位、对介质和地层的配伍性做深入研究，以此来确定该地层储水能力，然后优选回注层位、计算注入压力和地层吸水能力。

（2）方案验证：周边注水压差和逐年地层压力是该层位吸水能力的有效判断途径。基于上述两点做出参数估计，建立概念模型后，对模型做出数值模拟，确定层位最大注水量，考虑最初确定井的注水可行性。

（3）试注：井位、注入压力、注入量确定后可以试注，但不宜投入大量财力。如果试注成功还要考虑该方案对底层会不会产生负面影响。

（4）清、污水配伍性研究：对处理后污水各项指标做化验分析，测试好各项指标，考虑净化水水质是用于地层注水还是外排污水。

3 回注的不良影响及解决方法

3.1 净化水回注对分层测试影响

污水处理的原水为地下采出液和洗井水等。地下采出液矿化度高、含原油、含有部分的溶解气和细菌，洗井水中含固体悬浮物。污水处理系统净化水不达标仍被用作注水的情况下水质问题会直接影响分层测试。

污水腐蚀管网和堵塞井下管柱：出砂的井在注水井工作筒内堆积细砂，堵塞工作筒，影响测试仪器工作；堵塞水咀：净化水固体悬浮物较多，固体悬浮物容易堵塞滤网，容易使偏心配水管柱配水器堵塞器内的水咀堵塞结垢，使油压迅速上升，注水量下降，注水合格率降低；堵卡水表：因地层堵塞，水量压力波动大，地面水表读值精度低，与井下流量计取值存在较大误差，堵卡严重水表停转时；泵压低：由于地势高低差异和注水管线内污水杂质多，管线内壁容易被腐蚀结垢，流量、压力不稳定，从配水间分水器上测量出来的泵压过低，不便进行调试。

3.2 污水回注对地层的影响

处理达标的净化水回注地下，对地层影响很小，但是由于技术限制、来液性能复杂易变，很难严格达标。另外，地层水和注入水混合时也会发生结垢。不达标水质矿化度过高、含多种油田助剂，会导致地层结垢、腐蚀、堵塞、注水井作业周期缩短，对油层造成极大伤害。沉积物积于管线、岩石孔隙表面，严重损害储层渗透率。

3.3 解决方法

净化回注过程全程把关是避免上述影响的关键。净化处理，避免结垢；减少固体悬浮物含量；在油管内壁增加防腐蚀涂层来隔绝气体腐蚀；注水站至配水间应稳定泵压，连续均匀地泵送注入水，注水管线要经常冲洗；控制水中氧的溶解度，避免铁锈产生；沉降罐定期清洗；严格控制化学药剂用量和质量；操作人员熟练掌握系统处理过程，控制系统连续供水、平稳运行。

水敏、固相颗粒堵塞是降低储层渗透率的直接原因，所以造成起初注水正常，后期效果不好、注不进的现象。计算机预测，通过储层特性分析和污水水质评价，做静态结垢实验、动态结垢实验、水质与储层配伍性实验，进而得出水质与地层相容性实验结果，可以很好的指导生产。

［1］邹根宝《采油工程》。石油工业出版社，1998.

［2］赵林、李支文、程艳《油田清水污水混配产生沉淀原因分析油田化学》，2005，22（1）：52.

［3］伟利《结垢配伍性试验及预测技术》。工程技术，270～271.

［4］梅洋《江苏低渗透油藏注水水质和配伍工艺研究》。学位论文，2005.

［5］波·恩·鸟斯阔夫《油气混输流程的改造》。油田设计，1972年01期.