采出水处理一体化装置在板深37区块应用的可行性研究

朱 艳

采出水处理一体化装置在板深37区块应用的可行性研究

朱 艳

（中国石油大港油田公司，天津 300280）

板深37区块注水水质要求较高，来自板一联合站的注入水水源不能满足条件，需对采出水进行精细处理，达标回注。而采出水处理一体化装置具有除油、过滤、杀菌、阻垢等功能，现场管理方便，功能集成度高，大大简化了采出水处理流程。本文着重对该区块应用采出水处理一体化装置进行了可行性分析及工艺流程设计，提高了实施可行性，能有效保证注水水质达标，可降低运行和管理费用。

采出水处理一体化装置；注水水质；工艺流程；设计

板深37区块地面位于天津市滨海新区港东新城附近，隶属于大港油田采油四厂的板桥油田板北地区。该区块受埋深、成岩作用等多重因素影响，储层物性相对较差，主体为中低孔-低渗储层，采出水矿化度大（5 196~12 103 mg/L），来自板一联合站的注水水源不能满足回注地层要求[1]，为达到储层保护的目的，提高采出水处理水质，降低处理成本，为该区块配套完善的采出水处理工艺显得十分必要。

1 板深37区块注水来源及水质情况

1.1 注入水来源

板深37区块所在地区注入水水源来自板一联经核桃壳、纤维球过滤器处理后的采出水，从板一联输送至板三注，随后通过25 MPa高压注水管线，输送至4座井场（板深68、板834、板835 和板836井场），回注至板深37区块地层。

1.2 水质情况

板深37 区块空气渗透率分布范围较广，为（4.4~788）×10-3μm2，注水水质应满足平均空气渗透率104×10-3μm2的指标要求，即采出水含油≤15.0 mg/L，悬浮固体含量≤5.0 mg/L，粒径中值≤3 μm，SRB 25个/mL[2]。

板一联出水水质执行《大港油田注水水质指标》（Q/SYDG2022-2013），要求：含油≤20 mg/L，悬浮物≤10 mg/L，粒径中值≤4 μm，满足板桥油田大部分区块水质要求。而板深37区块注水水质要求高于板一联，所以板一联处理后水质不满足板深37区块的要求。水质对比情况如表1所示。

表1 板一联出水水质与板深37区块注水水质标准对比表

综上所述，板一联出水的控制指标中，含油量能够满足板深37区块的注水要求，主要是悬浮物和粒径中值不能满足要求。去除板一联来水中的悬浮物，减少到目标值是主要任务。

2 采出水处理一体化装置的原理

基于板深37区块精细注水的需求，依托板一联现有采出水处理装置，需配套新建精细水处理装置，对板一联（部分）采出水进行再处理，从而满足板深37区块注水需求。结合板一联处理后水质效果、杀菌功能等，同时基于对板一联在用采出水处理工艺应用情况分析，规划在板三注新建占地少、工期短、投资少、功能集成度高的精细采出水处理系统，对板一联来水进行集中处理，降低来水中的悬浮物，处理达标后，供给板北地区注水井回注。

出水处理一体化装置的技术原理是利用溶气向心气浮除油、溶气增氧脱硫、溶气增氧灭厌氧菌等原理设计。通过在一体化水处理罐的进水管上进行溶气增氧，增加的氧用于S2-的氧化去除和厌氧菌的杀除，其他气体用于罐内气浮，从而提高多功能一体化油田水处理器的除油、脱硫、杀菌效果。另外通过多介质滤层过滤提高出水精度，出水的精度提高，减少了活性氧对有机物的氧化消耗；活性氧在水中存在，有利于提高多功能一体化油田水处理器的杀菌效果[1]。

图1 采出水处理一体化装置内部结构示意图[1]

3 采出水处理一体化装置在板深37区块的应用可行性分析

3.1 应用可行性分析

针对大港南部油田产出水矿化度高、细菌含量高、采出水处理量大的特点，应用了具有除油、过滤、杀菌、阻垢等功能的一体化集成装置。该装置在采油三厂官一污、小一污、女一污、枣一污等采出水站应用后，各站水质达标率一直稳定在较高的水平，2019年小一污、自一污、枣二污综合水质达标率分别为100%、94.43%、97.43%，其中小一污等站水质处理效果良好、稳定。

此外，采出水处理一体化装置对油和悬浮物的处理效率较高，自一污、枣二污、小一污平均含油量去除率为77.13%，悬浮物去除率为67.03%，反洗效果较好，滤料再生能力比普通核桃壳和纤维球过滤器要强，处理效果长时间保持稳定。

鉴于采出水处理一体化装置的应用情况可见，板深37区块采出水同样具有矿化度高的特点，且来水水源悬浮物含量超标，应用采出水一体化处理装置可行有效。

3.2 工艺流程设计

3.2.1 设计规模

因板三注目前有最大回灌水量约850 m3/d，预测最大回灌水量为1 500 m3/d，均大于板深37 区块所需的最大补水量386.6 m3/d，所以富余水量足以弥补板深37区块产注不平衡所造成的缺口。根据板桥油田板北地区注水量2017-2024年预测，板北地区最大日注水量为2020年2 911 m3/d，确定设计规模为1=3 000 m3/d。

3.2.2 设计水量

s=1+2+3+4

式中：s ─采出水处理站设计计算水量，m3/h；

─时变化系数，k=1.00～1.15；

1─原油脱水系统排出的水量，m3/h；

2─送往采出水处理站的洗井废水等水量，m3/h；

3─回收的过滤器反冲洗排水量，m3/h；

4─站内其他排水量，m3/h。

4主要指采出水处理站排泥水处理后回收的水量及其他零星排水量，当无法计算时可取1的2%～5%。

其中：=1.00；1=125 m³/h(3 000 m³/d)

2=0 m³/h；3=0 m³/h(125 m³/h)；

4=2.5 m³/h(取Q1的2%)；

S=125+0+0+2.5=127.5 (m³/h)

因此，设计采出水计算水量取130 m³/h。

3.2.3 设备参数

一体化多功能采出水处理装置主要由2台多功能一体化处理罐（Φ3000）、1台反洗泵、2台滤料循环泵、2台加料池、1台储气罐、2台反冲洗回收水外输泵组成，合为一体，置于一个整体撬上。配套自动反冲洗参数采集仪表及自动化控制系统，将采集的数据远传至站内值班室，实现远程监控。另外还有2台空压机和1台控制柜，分别放置于注水泵房和值班室内，具体设备参数如表2所示。

3.2.4 处理工艺流程

一体化多功能采出水处理装置的处理工艺流程主要有4部分，具体如下。

（1）主体流程：板一联来水→多功能一体化水处理器（新建）→滤后水罐（300 m3，新建）→注水泵。

（2）反冲洗流程：滤后水罐（300 m3）→反冲洗泵→多功能一体化水处理器（新建）→反冲洗回收水罐（200 m3，新建）→反冲洗回收水外输泵→板三注站外板8站至板一联低压集输管道。

表2 采出水一体化装置的设备参数

（3）污油回收流程：多功能一体化水处理器（新建）、300 m3滤后水罐、200 m3反冲洗回收水罐（新建）的污油回收至排污池（新建）→排污池提升泵→板三注站外板八站至板一联低压集输管道。

（4）排污流程：多功能一体化水处理器（新建）、300 m3滤后水罐、200 m3反冲洗回收水罐（新建）的采出水回收至排污池（已建）→排污池提升泵→板三注站外板八站~板一联低压集输管道。

4 结束语

采出水处理一体化装置具有占地少、工期短、投资少、功能集成度高等特点，可缩短采出水处理工艺流程，提高采出水处理水质，在板深37区块成功运用后，不仅能完成“注够水、注好水、精细注水和有效注水”的目标，还可降低管理和运行费用[3]，达到了油田高效、低成本开发的设计建产标准要求。

［1］周松.多功能一体化水处理装置在大港油田的应用研究[C].中国油气田地面工程技术交流大会论文集，2013.

［2］沈洪玲，李智慧，蔡维国，等.板深37区块新区产能建设地面配套工程总说明[R].天津大港油田工程咨询有限公司，2016.

［3］杜杰，郭志强，张帆，等. 一体化采出水处理装置研究及应用[J].油气田环境保护，2014（8）：21.

Study on the Feasibility of Application of Integrated Water-treatment Plant in Banshen 37 Block

（PetroChina Dagang Oilfield Company, Tianjin 300280, China）

Water quality requirements for water injection in Banshen 37 block are high, the water from Banyi combined station cannot meet the conditions required by Banshen 37 block, so fine treatment is needed before the reinjection. The integrated water-treatment plant has the functions of oil removal, filtration, sterilization and scale removal. The equipment is not only functional integration, but also convenient for site management. In this paper, the feasibility of application of integrated water-treatment plant was studied, and the process flow was designed to improve the feasibility of the application and ensure the water quality to reach the standard effectively, and reduce the operation and management cost.

integrated water-treatment plant; quality of injection water; process flow; design

2019-12-13

朱艳（1986-），女，工程师，硕士研究生，天津市人，2012年毕业于中国石油大学（华东）油气田开发工程专业，从事油气田地面工艺技术管理工作。

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1004-0935（2020）03-0279-03