油田回注水处理技术

Posted 2023-01-13 硫化物

篇首语：多练多乖，不练就呆。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了油田回注水处理技术相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

为了提高原油采收率，需向油井中回注大量的水，同时在油、气的生产过程中也会有地层伴生水产生。为了获得合格的油、气产品，需要将伴生水以及注水与油、气进行分离，分离所产生的水中仍然含有一定量的油、气以及其他的固体或液体杂质，这些含有一定量油、气以及其他杂质的水被称为含油污水，其中的杂质有悬浮固体、油、溶解物质(低分子质量有机物和无机盐类、溶解气) 等。由于水资源缺乏，油田普遍将采油污水进行处理后回注地下，但其具有较高的油藏伤害性、较强的腐蚀性和一定的结垢性，因此，《长庆油田污水回注指标控制标准》对所属站点的回注水中油、悬浮物和颗粒物粒径等指标有严格的要求。

1 含油污水水质

长庆油田陕北特低渗透区块某联合站的设计处理能力为500 m3/d，本次水质实测期间的处理设备运行负荷为82．8%。实测含油污水水质: 石油类物质浓度为266 mg/L、硫化物浓度为2．69 mg/L、悬浮物浓度为1 980 mg/L、铁含量为42．5 mg/L; 回注水水质标准: 石油类物质浓度为30 mg/L、硫化物浓度为2 mg/L、悬浮物浓度为15 mg/L、铁含量为0．5mg/L。

2 主要设备及特点

根据含油污水的水质特征及回注水水质要求，主要去除因子为悬浮物、石油类物质、硫化物及铁，且保证处理后的回注水中颗粒物直径＜1．0 μm。目前该区域部分联合站常用的处理工艺为两级过滤，即黑核桃壳过滤器+ 纤维球过滤器。本工程的含油污水处理在两级过滤的基础上增加气浮装置，即采用气浮+ 两级过滤。笔者主要考察气浮装置的增加对两级过滤除污效果的强化能力。

2. 1 溶气气浮系统

本工程选用直溶气浮，具体结构如图1 所示。本气浮系统将空压机、压力溶气罐、回流泵合为一体，在一定条件下，气液混合泵在运转时会有很高的自吸能力把气体吸入高效反应器，形成溶气水，直接释放到气浮池中，产生大量的微细气泡，粘附于经过混凝反应后的废水中的“矾花”上，使絮体上浮，并最终通过斜板溶气气浮机进行清除。该系统主要设备为高效管道反应器(PFＲ) 和斜板溶气气浮机(CDAF) 。

高效管道反应器由3 个特殊设计的混合管道组成，分别加入絮凝剂和溶气水。该反应器具有精确、稳定的GT 值，混凝剂投加后水中污染物脱稳过程稳定，保证絮体均匀增长; 同时在絮凝过程中加入了溶气水，释放出的气泡能结合进絮体的内部，产生共聚反应，大大提高了分离效率。

斜板溶气气浮机在浮选机腔内设置了斜板，水流处于层流状态，提高了分离负荷和效率; 同时该系统采用了斜管高压溶气技术，省去了大体积的溶气罐，溶气压力达到了0．6 MPa，容器量大，加强了气浮的挟污能力，适合处理含油量大、悬浮物高的污水。

2. 2 黑核桃壳过滤器

黑核桃壳过滤器是利用过滤分离原理研制成功的分离设备，采用了耐油滤材作为过滤介质，具有比表面积大、吸附力强、截污量大的特性，可以有效去除水中的油和悬浮物。过滤时，水流自上而下，经布水器、滤料层、集水器完成过滤。反洗时，搅拌器翻转滤料，水流自下而上，使滤料得到彻底清洗再生。主要运行参数: 过滤速度为20～25 m/h; 运行周期为8～24 h; 反洗方式为水反洗，反洗耗水为1%～3%，反洗强度为4～15 L/(m2·s) ，反洗历时为20～30 min，反洗膨胀率为30%～50%。

2. 3 纤维球过滤器

双亲可逆纤维球过滤器采用高新技术使纤维分子结构优化重组，生成性能稳定的新分子基因，从而达到双亲双疏的目的。在过滤时滤料表现出亲油亲水特性，具有良好的自然沉降性进而形成理想的滤床，同时吸附拦截水中的油及悬浮物，反洗时表现出疏油的特性，具有良好的再生性。主要运行参数: 过滤速度为30 m/h; 运行周期为8～24 h; 反洗方式为水反洗，反洗耗水为1%～3%，反洗强度为30 L/(m2·s) ，反洗历时为20～30 min; 水头损失≤0．15MPa。

3 结果与分析

3. 1 无气浮装置下的处理效果

目前，部分联合站仅采用黑核桃壳过滤器+ 纤维球过滤器系统处理含油污水。在本次研究中，首先关闭气浮装置运行含油污水处理系统，进、出水水质见表1。可见无气浮状态下，对石油类物质、硫化物、悬浮物、铁的去除率分别为95．4%、14．5%、95．6%、98．9%; 回注水悬浮物和硫化物浓度未达到《长庆油田污水回注指标控制标准》。

3. 2 加气浮装置下的处理效果

增加气浮装置进行含油污水处理，进、出水水质见表2。可见增加气浮状态下，对石油类物质、硫化物、悬浮物、铁的去除率分别为99．9%、29．7%、99．5%、99．0%，所有分析因子均符合《长庆油田污水回注指标控制标准》。可知，气浮工段可去除74．4%的石油类物质和83．8% 的悬浮物，同时去除了22．7%的硫化物和16．7%的铁，大大降低了后续过滤系统的处理负荷，缓解了过滤阻力的增加速度，延迟了滤料的反洗周期，降低了运行成本。

对比表1、2 可知，增加气浮后，出水石油类、硫化物、悬浮物、铁浓度分别降低了97．4%、17．8%、88．5%、2．2%，使得石油类物质和悬浮物的出水浓度大幅下降，保证了回注水的水质稳定。。

4 结论

在黑核桃壳过滤器和纤维球过滤器的两级过滤基础上，在过滤之前加装气浮装置，可显著提高对含油污水的处理效果，出水石油类物质、硫化物及悬浮物的浓度分别降低了97．4%、17．8%、88．5%，减轻了后期过滤的负荷; 而且回注水水质稳定，达到《长庆油田污水回注指标控制标准》。