联合站污水处理提质优化分析

张维薇，雷启盟

联合站污水处理提质优化分析

张维薇1，雷启盟2

（1. 大庆油田第三采油厂，黑龙江 大庆 163000； 2. 东北石油管道有限公司，辽宁 沈阳 110000）

随着油田开发进入后期，含油污水有效处理是油田不可避免的难题，地层土壤环境受到破坏，污水处理设备腐蚀等多方面影响，联合站污水处理效率降低。因此，对联合站内现有污水处理工艺方法进行提质优化，充分利用水资源，将处理后水回注地层，不仅可以提高污水利用率，保护淡水资源，还可以保持地层能量，有利于油田的可持续发展。

油田开发； 含油污水； 地面集输； 提质优化

我国大部分油田已进入开发的中后期，依靠自身油层压力已经不能满足正常生产，必须依靠机械能量进行采油，通过注水井不停向油层中注入能量，维持地层压力，提高采油井的采收率。现在一般油田采出液含水量在80%，中老油田则高达90%以上，所以，合理处理油田污水成了重要问题。

油田污水主要产生于油田采出水与其他含油类等污水，其成分比较复杂，不仅会对周围环境造成污染，损坏水资源生态体系[1]。采出液中的成分还会堵塞石油管道，影响采收率、造成石油设备损坏等问题，在油田生产中，对含油污水的处理显得尤为重要。

1 油田污水处理工艺

在石油开采过程中，许多环节都需要注水开采，原油外输含水率一般不超过0.5%，所以在外输前必须将采出液脱水，达到合格后外输。由于油田采出液成分复杂，含油污水会对生态系统造成破坏，将油田采出污水经地面处理合格后，再回注地下，循环利用，污水处理工艺在油田的可持续发展、保护良好环境等方面起到了重要作用。注水油田开采工艺流程如图1所示。

图1 注水油田开采工艺流程简图

1.1 油田污水处理工艺方法

由于油田生产规模、生产环境的差异，所采用的污水处理方法也有一定的差异，每种工艺方法有其适用性和局限性，我国污水处理主要采用的工艺技术有物理法、化学法和生物法等。

1）物理法

在我国油田污水处理技术中最常用的就是物理法。物理法主要可以去除大多数的悬浮油、分散油和悬浮杂质，物理法技术成熟、处理效果好，主要包括重力沉降法、吸附法和聚结法等。

2）化学法

含油污水经过物理处理法后，水质还未达到处理标准，还需要用多用处理技术综合处理，在实际的污水处理过程中，通常用化学法做进一步的污水处理。化学法的原理是乳化油，现在常用的方法有化学混凝法、化学转化法等。

3）生物法

国内外对生物处理技术应用广泛，其原理是利用微生物的代谢作用，将污水中的有机污染杂质降解为无机物等。生物法成本低、达到效果好、无污染，常用的处理工艺方式主要有活性污泥法、生物膜法、A/O法等。

我国污水如理若重新注入地层，须对污水处理后的悬浮物含量、含油量等物质进行检验合格，避免污染。一般来说，联合站的污水处理工艺主要流程有：首先，利用重力分离等处理技术将采出液分离；然后，运用化学过滤法进行二次处理；经过二次处理的污水运用活性炭等物质吸附杂质，并结合生物法进行最终处理，经过处理后的污水合格后回注[2]。

1.2 油田污水处理工艺流程

我国油田污水处理工艺通常采用“三段式”处理工艺：油井采出液先进入一次除油池进行油水分离，除去浮油；随后采出水进入到二次混凝除油池，脱除浮油和部分乳化油；流出的油田污水经压力过滤工艺，去除污水中的悬浮杂质和剩余的油，处理后的水满足回注要求进行回注，采出水处理工艺流程如图2。

图2 三段式污水处理工艺流程简图

2 联合站污水处理提质优化策略

由于油藏开发地层水类型主要由Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、K+等元素构成，在地面集输过程中容易出现结垢现象。伴随近年来油田含水率的增加，开发形式多样，污水量随之上升，采出液成分越来越复杂，并且不同地层水质成分多样变化，造成集数系统的管网设备腐蚀结构现象愈来愈严重，应从以下几个方面进行污水处理提质优化方案，解决腐蚀结垢现象。

2.1 药剂的优化

随着采出液中结垢离子的增加，水质逐渐发生变化，联合站的污水处理站应调整药剂来改善水质，例如加投净水剂、离子调整剂、絮凝剂等。其中离子调整剂是使污水中的结垢离子与药剂中的离子相互反应，使原油破乳，其沉淀物形成晶核，再加入阳离子与沉淀物进行沉淀分离[3]。考虑到水质的变化及不稳定性，应考虑后期投加缓蚀阻垢剂，降低腐蚀速率，增强处理后水质的稳定性。

2.2 杀菌工艺的优化

目前，油田采出液中普遍存在大量细菌等微生物，微生物繁殖速度较快，在系统内大量繁殖会引起严重的腐蚀问题，从而引发地层堵塞、管线腐蚀等问题，存在较大的危害。现油田常用的杀菌工艺主要有化学药剂杀菌、臭氧杀菌、紫外线杀菌、等离子杀菌、过滤杀菌、电磁波杀菌等。随着地层的开发、水源变化多样，细菌指标超标现象越来越严重，对设备造成了很大的危害，而化学药剂杀菌费用比较昂贵，且细菌容易产生免疫，因此可考虑电解盐水杀菌技术，成本低，杀菌效果稳定，目前电解杀菌法在含油污水处理中运用越来越广泛。

2.3 污水过滤技术的优化

处理后的水质收过滤效果的影响，过滤技术是油田采出液处理中最关键的环节。我国污水过滤处理主要采用的是双滤料过滤器，按照填装的滤料可分为核桃壳-石英砂过滤器和无烟煤-石英砂过滤器。核桃壳-石英砂过滤器处理油污能力强，但对悬浮物处理能力较差；无烟煤-石英砂过滤器去除悬浮物效果比较优秀，但对过滤前水质的要求较高。结合现油田开采形势，对污水处理要求精度较高，核桃壳石英砂随对过滤前水质要求较宽，但其对水中悬浮物颗粒过滤效果差，水质难以达到标准，因此，针对悬浮物颗粒的污水处理应优化过滤器为无烟煤-石英砂过滤器，滤料反洗再生能力强，水质过滤精度高。

3 结束语

本文针对现有油田污水处理工艺方法、流程研究讨论，结合油田地面开发特点，分析现有污水处理技术存在的不足，分析不同药剂、不同杀菌工艺及不同过滤技术对污水处理后水质的影响，优化现有工艺方法，减少设备的腐蚀、节约成本，为油田可持续发展提供有力支持。

［1］闵志华.油田污水处理现状及发展趋势[J].油气田地面工程, 2014(7)：36．

［2］张晓龙,张煜,屈撑囤,等.长庆油田池46联合站采油污水回注处理实验研究[J].环境科学与技术, 2011(3):98-102．

［3］葛胜祥,尹先清.油田水处理药剂研究进展[J].内蒙古石油化工,2007(12):163-165．

Study on Improving the Treatment Quality of Sewage in CPF

1,2

（1. The 3rd Oil Extraction Factory of Daqing Oilfield Corporation, Daqing Heilongjiang 163000, China;2. Northeast Oil Pipeline Corporation, Shenyang Liaoning 110000 ,China）

As oilfield development enters the later stage, the effective treatment of oily sewage is an inevitable problem in the oilfield. Because the formation soil environment is damaged and the sewage treatment equipment is corroded, the sewage treatment efficiency of the joint station is reduced. Therefore, the existing sewage treatment process in the combined station need be optimized to make full use of water resources and re-inject the treated water into the formation, which not only can improve the sewage utilization rate, protect fresh water resources, but also maintain the formation energy, being beneficial to the sustainable development.

Oil field development; Oil field sewage; Ground gathering and transportation; Quality improvement optimization

2020-05-12

张维薇（1994-），女，吉林省白城市人，助理工程师，硕士研究生，2019年毕业于东北石油大学油气储运工程专业，研究方向：复杂流体流动、地面集输工艺。

TQ085

A

1004-0935（2020）09-1111-03