污油回收站工艺改进适应性分析

大庆油田国际勘探开发公司

随着油田开发的不断深入，生产规模逐渐扩大，在开发生产过程中，作业、压裂、洗井、管道穿孔以及各类容器清淤等环节不断产生的各类含油污泥、废水、废液以及污油等需要再次进行处理。污油回收站是油田生产过程中的关键环节，在现生产管理模式下，含油污泥处理站外输污油、提捞油、大罐收油、水井作业含油污水、管道穿孔上层清液均由罐车拉运至污油回收站进行处理，处理后的污油重新进入系统进行脱水处理，合格后予以外输。

1 地面建设概况

截至2019 年底，大庆油田某采油厂建有油井5 195 口，注（水）入井4 520 口，建成各类站所188 座，各类容器522 台，加热炉330 台，油、水系统立式储罐290座。根据生产运行现状，污油产生来源共计5 种，分别为含油污泥处理站外输污油、提捞井含水油、大罐收油、水井作业含油污水、管道穿孔上层清液，全年累计产生污油量约4×104m3左右。针对落地油污染严重的问题，该厂2001 年建设了1 号污油回收站和2 号污油回收站，最大外输能力均为276 m3/d；2009 年建成2 座老化油处理系统，采用热化学单独脱水工艺处理2座污油回收站来油。

1.1 污油回收站运行方式

2座已建污油回收站主要接收油水井作业、容器清淤、管道穿孔、提捞油等污油，油水井作业、容器清淤等落地污油通过人工装袋车运至污油回收站，提捞油通过罐车接收的方式运送至污油回收站卸油[1]。目前，由于污油池内伴热管道频繁穿孔、过滤网堵塞等原因导致污油回收站当年10 月到次年4月不能正常运行。

据统计，在污油回收高峰期，外输泵日均运行4～6 h；污油回收低值期时，外输泵日均运行1～2 h，外输液量均进入联合站老化油处理系统。为保证污油回收站正常生产运行，污油池每3个月至少要人工清淤一次，并对污油池及储油池的过滤设施、加热设施及出液口等重点部位加强清淤，以延续污油池的使用时间。

1.2 污油回收站工艺流程

污油回收站工艺流程见图1。

图1 原污油回收站工艺流程Fig.1 Process flow of original sump oil recovery station

污油回收站运行参数为：①真空炉供热温度75 ℃；②外输油温度33～35 ℃；③日均外输量高峰期为35～40 m3/h，低值期为10～15 m3/h。

2 存在的问题及原因分析

1 号、2 号污油回收站自运行以来，有效解决了采油厂落地油回收处理难题，但也暴露出一些问题。

（1）落地污油量增加，污油池设计能力不能满足生产需求。2座污油回收站均为2001年建设，当时采油井2 422 口，截至2015 年底采油井达4 938口，其中提捞井20 口，较2001 年采油井增加了2 516 口。据统计，2001 年采油井共穿孔5 491 次，而2015年采油井穿孔次数增加到8 873次，落地油量大幅增加。目前落地污油、提捞油等最大处理量需达到600 m3/d，已建污油回收站设计处理量为276 m3/d，实际处理能力只有200 m3/d 左右，污油缓冲时间较短，污油回收站处理能力已远不能满足生产需求。

（2）半地下式泵房存在安全隐患，急需改造。2座污油回收站外输泵房于2001年投产使用，为方便机泵上液采用了半地下式建设模式。半地下式泵房设计不符合油气集输设计规范（GB5 0350—2005）中第11.11.4 条的规定，即有爆炸危险的甲、乙类厂房不应采用地下或半地下式厂房，宜采用敞开式或半敞开式厂房。

（3）污油回收站处理工艺落后，无法满足目前生产需求，亟待改进。2座污油回收站处理工艺存在以下四方面问题，致使污油回收站落地污油回收处理达不到预期效果。一是污油回收池过滤工艺简单，仅采用钢网式一级过滤，草、木棍、泥沙等杂质常随着污油进入储油池，堵塞储油池出液口。二是建设结构落后，卸油池后无沉降池进行沉降，造成污油换热、过滤效果不佳。三是无热水冲洗流程，送油罐车常有存油留在罐内，无法外排。四是缺乏外输维持系统，回收的落地污油含蜡量及凝固点较高，外输泵停运时常造成外输管道积液凝堵，原油外输困难，致污油回收站不能实现一年四季连续运行。

综上，分析原有污油回收站不能正常运行的主要原因如下：已建污油回收池规模不能满足采油厂落地污油量逐年递增的需求；站所建设年限较早，现部分已建工艺设计不能满足新规范的要求；大部分设备老化严重，工艺相对落后，亟待改进[2]。

3 改进措施

3.1 污油回收池扩容

根据目前落地污油量以及后续的产能建设，对2座污油回收站污油池规模进行能力确定。按目前生产运行现状，污油回收站卸油池接收污油主要来源包括含油污泥处理站外输污油、提捞井含水油、大罐收油、水井作业含油污水和管道穿孔上层清液。

（1）含油污泥处理站外输污油产生情况。结合目前生产实际情况，含油污泥处理站处理的污泥产生来源有落地含油污泥、井下作业污泥、清淤含油污泥和钻井泥浆。落地含油污泥主要是集输油管道穿孔和作业施工过程中产生的落地油泥，经预估，2019年共计产生落地污泥约1.3×104m3；井下作业污泥主要是抬井口坐防喷器、起杆管、挂蜡起井产生的作业污泥，按每口井产生1 m3计算，每年5 500口井作业，预计产生污泥0.55×104m3；清淤污泥主要是各类容器、大罐、回收水池、储泥池等场所清淤产生的污泥[3]，其中卧式容器清淤量约为0.5×104m3，立式容器清淤量约为1.5×104m3，回收水池及废液暂存池清淤量为2.4×104m3，年产生清淤污泥总计4.4×104m3；钻井及作业泥浆主要由泥浆压井产生，按年均钻井数200口左右、单井产生的泥浆量约280 m3计算，预估年产生废弃钻井液约5.6×104m3。以上落地污泥、清淤污泥等含油污泥经过含油污泥处理站分离后的含水油，预计年外输量1.44×104m3。

（2）提捞井含水油产生情况。结合现生产运行状况，提捞队伍自早6 点至晚8 点期间实施提捞采油，单次提捞时长为30～60 min，日最高提捞20次。根据采油工程预测，2020 年提捞井总井数将达到44口，平均含水率60%～65%，预计年最高提捞液量将达到2.1×104m3。

（3）大罐收油产生情况。注水站储水罐经长时间运行，罐内上层会存留污油。结合目前生产实际情况预估，21 座注水站储水罐年回收油量约0.4×104m3。

（4）水井作业含油污水产生情况。水井作业施工过程中产生的井底返排液及洗井液（周围50 m无油井），每口井最多产生7～8 m3含油污水，预估年产生量约为700～800 m3。

（5）管道穿孔上层清液产生情况。管道穿孔上层清液主要是日常生产过程中由于管道穿孔产生的污水污油，该部分污油存在非确定因素，预计年产生量约100 m3。

根据以上污油总量，预估全年累计产生污油量4.03×104m3，从而确定污油池建设规模。结合已建污油回收站现有场地平面布局，为满足污油回收处理要求，1 号污油回收站需扩建960 m3（20 m×16 m×3 m）污油池1 座，2 号污油回收站需扩建1 200 m3（20 m×20 m×3 m）污油池1座。

3.2 污油回收站工艺流程改进

结合现污油回收站工艺方面存在的问题，污油回收站工艺流程需进行优化。规划从污油回收站就近引入污水管道进入新建缓冲罐，冬季可冲洗外输油管道，防止外输管道凝堵，保证污油回收站连续运行[4]。改进后工艺流程见图2。

图2 污油回收站工艺改进流程Fig.2 Process improvement flow of sump oil recovery station

3.3 污油池结构设计改进

由于污油池为常年运行，为方便清淤及卸车需要，回收池为半敞口设计，接收污油设备选择半地下混凝土池形式，考虑落地污油回收池含泥沙量大，清淤频率高，故设2 座卸油池及沉降池，1 座缓冲池。池顶部设活动盖板，盖板可以吊装，方便以后维修、清淤工作，实现分池清淤，保证连续生产。卸油池池底采用坡度设计，方便淤泥沉积及后续清淤。为保证冬季正常运行及污油池的整体伴热效果，并防止老化油的产生，将伴热盘管设计为多组、立体走向，每组伴热管道间留有人工作业空间，使池底到污油顶层均满足伴热需求。卸油段与沉降段中间设置过滤板，过滤板为钢制结构，在钢板上均匀地开50 mm 直径的圆孔，过滤板底部设0.5 m 高的混凝土隔断，以阻挡沉降后的泥沙流入缓冲段[5]。

以1 号污油回收站为例，该站自2017 年6 月起，对污油池结构、工艺流程以及相关辅助设施进行改造，于2018年7月投产运行至今。自改造投产运行以来，在保证污油沉降时间和下游老化油处理系统正常运行的前提下，处理量由原来的276 m3/d提升至426 m3/d，同时实现一年四季连续运行，运行效率大幅提升，解决了以往因地区天气寒冷污油回收站在11 月至4 月无法正常运行的问题。此外，由于污油回收站工艺流程的优化改进，外输油品质量有了较大提升，有效降低了安全环保压力，实现污油合理回收。

4 结论

（1）污油回收站是在油田开发不断深入的基础上建设的，随着污油量的不断加大，污油回收站建设的必要性日益凸显。建设前，需结合开发预测对油田产生的污油量进行预估，精准确定建设规模，避免投资浪费。

（2）污油回收站建设需充分考虑池内结构和过滤工艺，根据池体结构确定伴热系统敷设方式，确保污油经充分沉降后进入老化油系统，降低老化油处理难度。

（3）污油回收站大部分来液属于相对易处理污油（提捞油），白天接收的污油经过夜晚沉降后直接进行外输，随着各单位提捞井的不断增加，污油回收站基本每天接收新液处理并外输至老化油系统。但结合现运行情况，老化油处理系统工艺流程需要进一步摸索调整，老化油系统在接收难处理的沉降罐收油后可能存在不达标循环运行问题，届时需要停止上游污油回收站的收液，确保污油处理达标。

（4）通过对污油回收站工艺进行改进，污油回收站实现一年四季连续运行，运行效率大幅提升，工艺适应性较好，有效减轻了环保形势压力，为矿区原油产量的提升提供了坚强后盾。