FM油田污水系统生化改造与效果评价

庄建全，郭 鹏，罗江涛，林 刚，纪艳娟，郭朦朦

(1.中国石化江苏油田分公司石油工程技术研究院，江苏 扬州 225009；2.中国石化江苏油田分公司采油二厂，江苏 金湖 211600)

FM油田污水系统生化改造与效果评价

庄建全1，郭 鹏1，罗江涛1，林 刚1，纪艳娟1，郭朦朦2

(1.中国石化江苏油田分公司石油工程技术研究院，江苏 扬州 225009；2.中国石化江苏油田分公司采油二厂，江苏 金湖 211600)

分析了FM油田水处理系统存在问题，并根据水性分析，确定了该系统采用活性污泥法+膜处理水处理工艺。应用生化技术后，FM水处理站水质得到明显改善。通过一年的监测，发现水处理系统运行稳定，达到了A2级指标要求；同时整个FM区块注水压力平均下降2 MPa，年节省清水、药剂、电费等费用达86.8万元。

生化技术 油田污水 效果评价

随着油田进入中后期开采阶段，油井产液和含水不断上升，从节能降耗和环保考虑，对产出污水进行经济有效的处理是油田可持续发展的关键。

生化水处理技术利用微生物的代谢作用，将污水中的乳化油和溶解油转化为稳定的无害物质，达到水处理的目的[1]。通过对微生物的驯化培养，可使其适合油田污水盐度高、水质复杂、有机物含量高的特点。并且生化技术的高除油率可满足后续深度水处理工艺对含油量的苛刻要求。

1 FM油田水处理系统改造

1.1 改造前存在问题

FM油田污水处理站改造前污水处理量为500 m3/d，污水仅经过一级沉降后就进行回注；同时还有部分回注水采用清水，注水量250 m3/d。改造前流程如图1所示。

随着FM油田的逐步开发，产液及产水量上升，更多问题逐渐凸显，主要表现在：

(1)污水处理系统腐蚀严重，存在安全隐患；

(2)污水来源复杂，水性复杂多变，结垢趋势严重；

(3)污水处理系统运行困难，处理后水质达不到有效注水水质标准；

(4)污水处理系统流程不完善，水质二次污染；

(5)注清水后地层配伍状况得不到保障，注水压力进一步上升，影响油田开发效果，同时浪费环境资源。

图1 FM油田污水处理站改造前污水处理流程

通过对FM水处理站三相分离器出水进行可生化性监测发现(见表2)，该站污水化学需氧量(CODCr)平均值为525.62 mg/L，生物需氧量(BOD5)平均值为235.75 mg/L，可生化指数(BOD5/CODCr)平均值为0.45，说明该水体具有较好的可生化性，适合采用生化工艺，同时对水体的水性分析(表3)发现，该水体矿化度为31 512.33 mg/L，需要对微生物菌种在该水体下进行驯化，使其能够适应该水体矿化度要求[4]。

表3 FM处理站污水水性分析结果 mg/L

表4 几种好氧法处理工艺优缺点对比

生化除油工艺目前较多采用好氧法处理，根据其作用原理和运行情况，各方法的优缺点见表4。

1.2.2 改造方案确定及设计指标

针对目前该处理站存在问题以及水体性质，对系统进行改造，主体工艺采用活性污泥法+膜过滤工艺，主要设备包括：生物污水处理装置一套，膜过滤器一套，污水提升泵4台，设计污水处理规模为1 200 m3/d。改造后流程如图2所示。

图2 FM油田污水处理站改造后污水处理流程

依据油藏对注入水水质要求，污水处理系统水质指标拟达到“A2”级[5]。具体指标见表5。

表5 FM油田污水站设计进出水指标

2 生化技术应用效果分析

2.1 水质情况分析

工程改造后，随机对系统的处理水质进行了抽样检测，检测采样点为生化进口和膜出口。监测水质指标见表6，7。

表6 改造前水质检测结果

表7 改造后水质检测结果

综合以上抽样检测分析结果，项目改造后的污水处理系统运行情况较改造前有明显改善，系统处理后水质基本满足A2级注水水质标准的要求，总体上能够适应有效回注的要求。

同时为检验系统运行稳定性，对投产后一年内的水质情况每月进行抽样检测，检测情况见图3。

图3 投产一年内连续检测水质情况

根据一年内的水质指标统计结果，12个月中除第3个月悬浮物指标平均值略高于2 mg/L外，其他各月悬浮物、含油量及粒径中值三项指标均达到设计要求。

总结以上数据及分析得出，项目基本实现了预期的改造目标，处理水质基本满足A2级注水水质标准的要求。

2.2 注水效果分析

污水处理系统投产后污水的水质得到较大改善，从注水泵压力来看，注水泵出口压力由26.5 MPa降至24.5 MPa，注水压力下降2 MPa。这主要是因为该区块注水压力有了明显降低，以FM-10注水井为例，见图4，5。从图中可以看出，系统改造前注水压力为24.2 MPa，注水量20 m3/d；改造后注水量不变，注水压力平均为22 MPa，改造后注水压力平均降低2.2 MPa。

注水井压力降低主要是因为：(1)污水得到有效处理，污水中的含油、悬浮物颗粒有效去除，降低了对地层孔隙的堵塞污染；(2)以污水代替清水，地层配伍情况好转，有助于降低注水压力。

图4 FM-10井改造前后注水压力变化

图5 FM-10井改造前后注水量变化

2.3 经济效益分析

(1)以污代清效益

FM油田有效注水实现了以污代清，直接经济效益主要是节水费用，节约清水成本=清水使用单价×注水量。改造前使用清水量为250 m3/d，改造后该部分清水为污水所代替。按清水使用费2.5 元/m3计算，注水采用处理后污水代替清水每天可节约成本625元，每年按照360 d计算可节约清水成本22.5万元。

(2)节约药剂费用

采用生化处理技术后，该站减少了助凝剂、絮凝剂、除硫剂等药剂的投加，可节约药剂成本1.5元/m3，每年可节约药剂成本46.98万元。

(3)节约注水电费

系统改造后，水质得到很大的改善，对应注水压力均有所下降，注水时电量也随之降低，节约电费=注水量×注水压降×运行天数×电价。按目前水处理870 m3/d，平均注水压力下降2 MPa，电费按1元/度计算，每年可节约电费17.3万元。

通过以上分析可以看出，FM油田水处理站采用生化技术后，可减少各类成本86.8万元。

3 结论

(1)FM油田采用生化水处理技术后，水质得到明显改善，含油量、悬浮物固体含量有效去除，达到了A2级水质指标。

(2)实现了以污代清的回注目标，地层配伍情况好转，注水压力平均降低2 MPa，提高了油田开发效果。

(3)生化技术的应用，减少了药剂、电费等各类成本达86.8万元。

[1] 张学洪，解庆林，王敦球，等.高盐度采油废水生物处理技术研究与应用[M].北京：科学出版社，2009：4-6.

[2] 郭鹏，林刚，吴玉华，等.微生物除油技术在高浊度油田黑水冲击下的应用实践[J].石油工业技术监督，2014，30(294):57-58.

[3] 庄建全，纪艳娟，林刚，等.油田采出水COD快速检测方法研究[J].石油工业技术监督，2015，31(309):40-43.

[4] 庄建全，罗江涛，林刚，等.油田含油污水生化处理系统快速启动技术[J].复杂油气藏，2013，6(4):77-80.

[5] SY/T5329-1994.碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法[S].

(编辑 谢 葵)

Biochemical modification and effect evaluation of FM Oilfield sewage system

Zhuang Jianquan1，Guo Peng1，Luo Jiangtao1，Lin Gang1，Ji Yanjuan1，Guo Mengmeng2

(1.PetroleumEngineeringTechnologyResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China; 2.No.2OilProductionPlantofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Jinhu,China)

The problems of water treatment system in FM Oilfield were analyzed.According to the analysis of water，the system was determined to adopt activated sludge process & membrane water treatment technology.With the use of biochemical technology，the water quality of FM water treatment station has been significantly improved.In a year of monitoring，the water treatment system ran stably，reaching the A2 level indicators.At the same time，the average water injection pressure of the entire FM block decreased by 2 MPa.The cost of saving water，electricity and other chemicals achieved 868 thousand RMB yuan.

biochemical technology；oilfield wastewater；impact assessment

2015-11-16；改回日期：2015-12-10。

庄建全(1982—)，工程师，现从事油田污水、污泥处理工艺技术研究。电话：15861330209，E-mail：zhuangjq.jsyt@sinopec.com。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.02.015

TE357.6

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