胜利富林低渗透油田含油污水处理技术探讨
摘要：根据胜利低渗透油田注水开发的需要，鲁明公司开展了富林低渗透油田含油 污水处理技术研究工作，与浙江金龙自控设备有限公司联合攻关，研发了一套适合低渗 透油田地质特点的含油污水处理技术和运行 管理新模式。该含油污水处理技术简单可靠，与常规污水处理工艺相比，可减少施工工程量，节省工程投资30%以上;同时采用BOT运行管理模式，开创了胜利油田污水处理运行管理的新模式，具有一定的推广应用价值。
关键词:富林;低渗透油田;污水处理; BOT模式
1 注水水质指标要求
富林低渗透油田富48块自1990年开发以来， 一直是利用地层原始能量进行弹性开采，地层能量 亏空严重，供液严重不足，必须实施区块注水，补 充地层能量。经过室内岩芯配伍性试验，本区块产 出水与地层的配伍性较好，注水水源应采取本区块 的含油污水，根据《碎屑岩油藏注水水质标准推荐 指标(SY/T5329-94)》要求，注水水质标准等级 为A2级，即含油量小于6.0 mg/L，悬浮固体含 量小于2.0 mg/L，悬浮物颗粒直径中值小于1.5 μm，平均腐蚀率小于0.076 mm/a， SRB菌为0个 /mL，铁细菌为n×102个/mL，腐生菌为n×102 个/mL，试片各面都无点腐蚀。
2 室内试验方案
根据富48块区块注水开发的需要，对富48站 的含油污水进行室内评价。首先对站内污水沉降罐出水水质进行检测化验，检测结果为水中含油 196·6 mg/L，固体悬浮物含量187·8 mg/L;其次 根据注水水质级要求，进行室内工艺流程优化。 试验研究方案在吸取多种成熟的污水处理技术 的基础上，经过精选、集成，并对关键工艺技术进 行了改进。高含油的污水经大罐沉降分离后，通过 多级不同的处理方法，分级、分阶段去除污水中含 油及悬浮物。
首先来水在纳米复合改性填料的作用下，油和 悬浮物相互碰撞聚集变大，增大了油粒浮力及固体 颗粒自重，在浮力与重力作用下完成一级分离;然 后通过向原水中投加药剂，来破坏水中胶体颗粒的 稳定状态;最后在混合反应区一定水力条件作用 下，通过胶粒间以及和其它微粒间的相互碰撞和聚 集，形成易于从水中分离的絮状物质。混合液进入 不锈钢斜管组，在重力与浮力作用下完成悬浮固体 与油粒从水中的二级分离;油和污泥将被收油系统 及排泥系统收集并定时排出。处理后的污水继续进 入多介质过滤单元，在滤层的拦截和吸附作用下， 出水已经能满足高中渗透地层注水的要求，为了达 到低渗透地层更高注水水质的要求，此时，出水可 继续进入金属膜精细过滤装置，最终出水将满足低 渗透地层注水要求，即《碎硝岩油藏注水水质推荐 指标》A2级。
3 工艺流程与设备
根据室内研究方案，确定富48站污水处理工艺流程为:富48站污水罐中的污水经提升泵输送到含油污水处理装置，经加药混合反应后进入多介质过滤装置，再进入金属膜精细过滤装置，最后净化水进入注水罐储存。
该工艺主要包括如下设备:
(1)含油污水处理装置。从污水罐出来的含油 污水泵送到含油污水处理装置中，在絮凝、混凝、 助凝等化学药剂的作用下，经过重力隔油、沉降， 除去污水中的大部分油污及固体悬浮颗粒、泥砂等 杂质，对污水进行预处理。该装置包括混合、聚结 和沉降3个功能区，能使悬浮物含量≤200 mg/L、 含油≤200 mg/L的进水，预处理到悬浮物含量≤ 20 mg/L、含油≤20 mg/L的出水。
(2)多介质过滤装置。将预处理后的含油污水 通过核桃壳、金刚砂等为滤料的多介质过滤装置， 先对含油污水进行过滤，再利用沉降原理，对油和 水进行分层过滤处理。该装置包括核桃壳过滤罐、 金刚砂精密过滤罐两部分，能使悬浮物含量≤20 mg/L、含油≤20 mg/L的进水，处理到悬浮物含 量≤5 mg/L、含油≤10 mg/L的出水。
(3)金属膜精细过滤装置。从多介质过滤装置 出来的污水经金属膜精细过滤装置处理后，能使悬 浮物含量≤5 mg/L、含油≤10 mg/L的进水，处 理到滤后水中含油≤6·0mg/L、浮物含量≤2·0 mg/L、粒度中值≤1·5μm的水平，达到A2级注 水水质标准。
(4)加药装置。为确保污水处理设备平稳运 行，滤后水质稳定达标，需要投加经济高效的含油 污水化学药剂，主要有絮凝剂、混凝剂、助凝剂、 杀菌剂、阻垢剂、缓蚀剂等，为此需要4套药剂 罐、药剂泵和搅拌泵配套装置。
4 装置特点
(1)含油污水处理装置采用混凝、沉降、过滤 三级组合，提高了除油、沉降、过滤效果。
(2)结构紧凑，全密闭一泵到底，管理方便， 无二次污染。
(3)可实现除油、沉降、加药反应、过滤反 冲、排污收油自动化控制。
(4)采用2台多介质过滤装置， 2台精密过滤 装置，一二级串联运行，轮流反冲洗，可简便迅速 地排除滤渣，反冲效果好，既提高设备运行效率， 又方便设备维护保养。
(5)金属膜精细过滤装置串联运行5台PGR -10过滤机组，轮流反冲洗，既能降低设备投资， 又能满足不间断连接运行的流量要求。
(6)采用大面积、低流速过滤，压降低，动力 消耗省。进出口压差小于等于0.02 MPa，且易于 反冲洗。
(7)单机采用分组反冲结构，气液混合快速反 吹法，可迅速地排除滤渣，每次反吹再生效率达 95%以上，反冲效果好。
(8)过滤筒体进口、出口管路及反冲洗部件均 采用不锈钢材料制造，耐腐蚀并能防止水质的二次 污染。
(9)采用PLC自控技术，配套变频器，压力、 液位传感器与阀门气动执行机构，可进行自控反冲 洗操作，便于管理。
(10)产品耐腐蚀性好，再生性能好，刚性好， 使用维护成本低，性能价格比高。
5 现场应用
胜利富林油田富48污水处理站于2008年3月 投产，到目前为止已运行15个月。从32个取样化 验数据来看，在来水含油小于200 mg/L、固体悬 浮物含量小于200 mg/L时，整套污水处理装置出 水水质有29个数据水中含油小于6 mg/L，固体悬 浮物含量均小于2 mg/L，粒径中值小于1.5μm， 占全部数据的90·6%。由此可见胜利富林油田富 48污水处理站滤后水质达到A2级指标的数据可占 90·6%，符合污水处理设备的运行规律。
6 运行管理BOT模式
胜利油田鲁明公司因缺少污水处理技术方面的 专业技术管理人员和操作人员，采用BOT运行管 理模式进行管理，设备的制造、安装调试，药剂的 筛选与购买，设备运行管理等全部工作，均由浙江 金龙自控设备有限公司负责管理，水质取样化验工 作由具有检测化验资质的第三方负责，设备厂家和 鲁明公司进行取样见证，鲁明公司只接受检验滤后 水质。BOT管理模式确保了污水处理设备的正常 运行，保证了含油污水处理后的注水水质达标，解 决了鲁明公司对污水处理设备管理的困难。
7 结语
胜利富林低渗透油田污水处理技术路线正确， 设备选型合理先进，使用化学药剂恰当，处理后污 水水质能达到A2级指标。该技术具有出水精度 高，除油、去机杂效率高，耐腐蚀性强，操作容 易，流程简单，管理方便，单方能耗少，使用成本 低等优点，与常规污水处理工艺相比，可减少施工 工程量，节省工程投资30%以上，是一种新型的 组合式污水处理技术。在管理方面采用BOT运行 管理模式，开创了胜利油田污水处理运行管理的新 模式，具有一定的推广应用价值。
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