注水系统中污水曝氧技术应用效果

张璨璨

[关键词]聚驱注水站是油田生产的耗能大户，以往的聚驱注水系统完全是靠低矿化度清水稀释聚合物母液，浪费了大量的清水资源。为减少聚驱清水用量，降低聚驱开发成本，达到节能降耗的目的，在聚驱注水站采用射流曝气技术，实现直接利用深度含油污水水质配注聚合物，稀释前通过曝氧方式去除污水中的细菌等物质，不但保证了聚合物溶液的粘度，达到良好的驱油效果，而且节约了大量清水资源。

[关键词]注水站 射流曝气 含氧量 节能降耗

中图分类号：TU74.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0257-01

1、前言

聚合物驱油由于大量采用清水配置和稀释聚合物溶液，致使油田采出水无法完全回注到地下，造成了污水大量外排及环境污染等现象，为了应用油田采出污水配置和稀释聚合物溶液，减少油田污水外排，需要对污水进行曝氧处理，以提高注入的聚合物溶液的地面粘度，同时使该溶液具有较好的抗降解性能，在污水稀释聚合物溶液时，一般要求处理后的污水含氧量达到0.8-1.0 mg/L，经过在北三二站曝氧站现场试验，在初始粘度和清水配置聚合物溶液保持一致的条件下可以达到相同的驱油效果。

为减少清水用量，降低聚驱开发成本，采油三厂一矿北三东区块于采用了清水配置、污水曝氧后稀释抗盐聚合物的技术，污水曝氧后，污水中还原性物质被氧化，可以消除其对聚合物的不良影响。

2、曝氧站概况

根据北三二注水站所辖区块注水井不同阶段、不同水质的注水量和注水水质要求，对注水站进行改造，对站内注水泵和两座储水罐进行双水质工艺改造，对泵出站部分做双出流程改造，将原来的清水注水流程改造为清、污流程。

由于水射气曝氧流程投资低，氧气与污水混和效果较理想，污水含氧量基本达标。注水站南侧新建一座曝氧站，主要设备有：供水泵、水射流器 ，一座储水罐。经曝氧站处理后的污水出水进入注水站的储水罐，在储水罐中进行曝氧反应，释放气体，并利用注水泵回注污水。

系统采用新型水射器，利用压力水从水嘴高速喷出时形成可紊动射流能携带空气，空气和水在混和管内充分混和，溶解、动能传递。扩散管的功能主要把气水乳化液的动能转化为压能，这样喷嘴射流束连续不断地从吸入室内携带走空气，使空气氧化溶于水中，从而完成曝气充氧过程。采用了最新型的可调式喷射器，满足了不同需氧量的工况需求。

3 污水曝氧运行情况

3.1 系统运行情况

曝氧站新建污水缓冲罐容积为300立方米，曝氧站曝氧泵额定排量为346立方米/小时，曝氧系统设计共8条射流器，注水泵额定排量300立方米/小时，运行中必须根据来水量控制好曝氧站曝氧泵排量，保证注水站1500立方米储水罐液位平稳。射流器进口压力应达到射流要求的0.5MPa以上，同时使进出口压差≤0.3MPa，吸气量才能达到工艺参数要求。

正常工作状态下曝氧系统运行1台外输泵（排量346m3/h）、4条射流器（单条射流器排量为80 m3/h，）即可满足生产需要（目前注水站注水泵额定排量为300 m3/h），一台外输泵最多可为4条射流器同时工作提供深度污水。投产初期有4条射流器存在闸门或电磁流量计垫子不严导致运行过程中漏水现象出现，现经与施工方协调已全部更换完毕，达到完好状态。为注水泵提供足量深度污水，可保证注水站下游所带六座注入站所需的水量供给。由于来水量随时变化，应根据上游来水量调整射流器开启数量及流量以确保注水泵收支平衡，这是整个曝氧系统的工作管理重点。

3.2 污水来水量基本满足注水方案水量要求

根据规划预测及目前调水流程，曝氧站所需污水基本能够满足注入要求.但在实际生产中，由于污水来水单位存在反冲洗时段及处理量低的情况，当上游两站来水量不能满足注水站注水量，导致注水站大罐液位下降到低报后，注水站需向矿、厂主管部门提出申请，使用清水保证注水站正常运行。

目前注水量为8600 m3/d ，注水泵排量360 m3/h ，来水为深度污水站和北三二深度污水站，供给量分别为150-160m3/h和160-170m3/h，工频运行1台曝氧泵、电流达到150A，8台射流器运4备4，泵压为0.6MPa，曝氧压差为0.3Mpa。

3.3 污水含氧量达到指标

在污水稀释聚合物溶液时，一般要求处理后的污水含氧量达到0.8-1.0 mg/L，曝氧站根据水量需求8台射流器运4备4，泵压为0.55MPa，曝氧压差为0.3Mpa。曝氧后含氧量1.0 mg/L，注水泵进口含氧量0.8mg/L，含油0.1 mg/L，含悬浮物3.3mg/L。

4、效果分析

4.1 效果评价

曝氧站投产后，污水含氧量达到指标0.8-1.0mg/L，在污水来水量平稳的情况下，供液压力稳定，当井口注入浓度为1100mg/L以上时，井口粘度在40 mPa·s以上，粘度合格率为100%。经过在曝氧站现场试验，在初始粘度和清水配置聚合物溶液保持一致的条件下可以达到相同粘度。

4.2 曝氧系统来水流量计无旁通流程

注水站曝氧系统由于设计原因，两条来水管线上（北二二来水、北十七来水）的两台LWBT-200型来水流量计未设计旁通管线，运行中流量计发生故障或正常仪表到期校验送检时，必须停产维修或拆卸流量计送检，因此在此期间需走旁通管线才能保证连续生产，没有旁通管线就不能保证连续生产。目前两台来水流量计计量都不准确，由于不能停产，没有旁通管线流量计拆不下来，因此无法维修。为保证注水站曝氧系统正常连续运行，需要尽快在两台来水流量计处加装旁通管线.

4.2.2外输泵与缓冲罐设计不匹配

外输泵理论排量为346m3/h和300m3的缓冲罐设计不匹配，运行中极易抽空，工人工作强度大。曝氧泵房与注水站值班室有一段距离，由于设计上不匹配，为保证曝氧系统安全平稳运行，值班员工必须加密检查和控制次数，导致注水站员工在控制流量及液位时工作强度增大，建议增加注水站岗位人员编制。

4.2.3北三二流量计计量不准

由于来水流量计设计均为涡轮流量计，这种流量计的弊端是易卡造成读不出数或读数不准现象时有发生，因此注水站在实际控制过程中需要向上游单位要来水流量，根据来水流量控制射流器数量及排量，不能及时控制来水量，流量波动时处理时间长，建议更换为读数准、故障率低的电磁流量计。

4.3 曝氧站变频器问题

曝氧站设计没有变频，346m3/h的曝氧泵与300m3的缓冲罐之间的调节存在着很大的困难，增大了工人劳动强度，同时也增加了平稳运行、安全运行的隐患。在投产后安装了北十七曝氧站的变频器，发现1#、2#曝氧泵加装变频装置后运行一段时间电机温度高（运行过程中超过70摄氏度），与施工单位及厂家联系后目前尚未解决，目前工频运行。

5、结论

深度含油污水曝氧后配注聚合物工艺的应用，在保证污水含氧量和聚合物粘度合格的情况下，节约了大量请水资源，减少了污水外排，降低了聚驱开发成本。但在地面工艺设计和设备选型上还需要进一步优化，并提高系统自动化程度，降低工人劳动轻度，确保整个系统的平稳运行。

参考文献

[1] 油气田地面工程 《污水曝氧站工艺设计》.