文_魏麗萍 山東海吉雅環(huán)保設備有限公司

油田采出水作為油田開采的附產(chǎn)物，含有大量的石油類及其他產(chǎn)物，直接外排會嚴重污染環(huán)境，同時油田持續(xù)開發(fā)需要大量的注入水回注到地層以及保持地層壓力穩(wěn)定，油田采出水作為注入水的水源是合理可行的。但油田采出水處理一直是油田面臨的難題，困擾油田的開發(fā)。

長慶油田屬于低滲透油田，采出水處理一直困擾著油田的開發(fā)，突出的難題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）礦化度高：總礦化度 2×104～15×104mg/L，Ca2+、Ba2+含量高。（2）乳化油含量高：主要由于原油性質決定易乳化。（3）懸浮物含量總量大、粒徑小，主要由于產(chǎn)水地層致密，滲透率低所致。（4）腐蝕性強、易結垢。CO2、H2S、溶解鹽、細菌含量高，pH值為5～6，結垢類型主要是BaSO4、CaCO3，總量約200～2000mg/L，多層系水體混合更加劇垢的形成。

隨著新環(huán)保法的實施，各級環(huán)保部門對油田采出水的水質提出了更高的要求，同時也是低滲透油田持續(xù)高效開發(fā)的需要。因此，提高采出水處理水質成為必然的選擇。

1 油田采出水處理現(xiàn)狀

長慶油田建有采出水處理站200余座，日處理水量10萬余m3，一般采用“一級沉降除油+過濾”“一級沉降除油+二級除油+過濾”和“一級沉降除油+過濾（預留）”等多種主體采出水處理工藝，同時輔以配套阻垢、緩蝕、殺菌、水質預處理、污泥處理等配套處理工藝。

近年來隨著開發(fā)認識的提高和水處理技術的進步，對油田采出水處理提出了更高的要求，為此開展了“一級沉降除油+過濾（預留）”工藝水質提升工作，旨在進一步提高油田采出水水質，做到注夠水、注好水、精細注水的目標，滿足油田開發(fā)的需要。

2 油田采出水工藝優(yōu)化

2.1 工藝現(xiàn)狀

“一級沉降除油+過濾（預留）”采出水處理工藝的特點是放大前段，采用大罐沉降原理。具體工藝流程是：集輸系統(tǒng)三相分離器或沉降脫水罐來水經(jīng)過沉降除油罐除油，再通過臥式緩沖水罐緩沖后直接回注地層。該工藝的特點是現(xiàn)場操作簡單，除了增加殺菌劑、緩蝕阻垢劑外，基本上無需增加藥劑，現(xiàn)場操作簡單、管理要求低、運行費用低。

2.2 工藝優(yōu)化

針對目前已形成的運行模式和管理方式，為了更好達到低成本運行和簡捷管理的運行情況，在采出水處理工藝的選擇過程中堅持了以下幾個方面的原則。

（1）篩選不加藥、少加藥的處理工藝

針對油田“一級沉降除油”目前具體的運行情況，將“不加藥、少加藥”的觀點和設計理念融入到初期工藝的選擇和技術路線的確定過程，形成了采出水處理工藝技術本身的優(yōu)越性和前瞻性，為后期的運行管理和降本增效提供了前提。具體體現(xiàn)在以下幾個方面。采用氣浮處理技術，采用不加藥的方式，將氣浮處理作為預處理，既發(fā)揮了氣浮技術處理的作用，同時采用不加藥，又克服了氣浮加藥引起浮渣產(chǎn)生等不利因素，充分發(fā)揮了氣浮處理技術的優(yōu)勢，規(guī)避不足之處；采用旋流除油處理技術，充分利用旋流技術自身的無需加藥的優(yōu)勢；采用電殺菌技術，減緩處理設備及處理系統(tǒng)的腐蝕。

（2）處理工藝單元集成

沉降除油罐出水經(jīng)過緩沖后通過提升泵提升進入后續(xù)精細處理單元，常規(guī)做法是需設置緩沖水罐、精細處理單元裝置、提升泵、反洗泵等配套設施，處理單元分散、接口多，沒有統(tǒng)一的規(guī)劃和整合，經(jīng)研究將緩沖單元、提升單元、反洗單元和精細處理單元統(tǒng)一整合，系統(tǒng)聯(lián)動，整體布置，統(tǒng)一控制，自動化程度高，對外接口單一，形式簡單，可上傳至站場控制系統(tǒng)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)全自動控制。

3 裝置集成優(yōu)化

3.1 緩沖單元、提升單元、精細處理等多單元集成

將緩沖單元、提升單元、反洗單元和精細處理等多單元進行優(yōu)化集成。提升泵可根據(jù)緩沖單元的緩沖水箱或緩沖水罐的高低液位，實現(xiàn)高液位啟泵、低液位停泵；反洗泵可根據(jù)精細處理單元的反洗信號進行反洗；集成依次為緩沖單元、提升單元、反洗單元和精細處理單元，同時提升單元和反洗單元集成布置，提升單元與緩沖單元緊鄰布置，反洗單元與精細處理單元緊鄰布置，裝置整體協(xié)調統(tǒng)一，占地面積小，控制簡單，自動化程度高。

3.2 裝置集成型式優(yōu)化

常規(guī)做法是采用共同的橇座進行集成，實現(xiàn)功能集成、控制集成、制造集成，設備自帶控制柜，實現(xiàn)裝置整體橇裝，然后再進行水處理間、采暖、照明、檢修維護等配套設施。橇裝裝置具體示意如圖1所示。

圖1 橇裝裝置示意圖

為了進一步提高裝置的集成化程度，不僅將緩沖單元、提升單元、反洗單元和精細處理單元進行集成，同時采用了廂式結構，對廂體提出了更多、更高的要求，主要體現(xiàn)在8個方面：造型美觀化、控制自動化、操作舒適化、環(huán)境優(yōu)美化、檢修便捷化、監(jiān)控可視化、空間合理化、安全可控化。做到廂式裝置可室外放置，取消水處理間，占地面積減少40%以上，現(xiàn)場實施情況如圖2所示。

圖2 廂式裝置現(xiàn)場實施情況

3.3 配套設施集成優(yōu)化

裝置集成優(yōu)化，不僅僅體現(xiàn)在將各處理工藝單元集成，同時將采暖通風、可燃氣體檢測與通風聯(lián)動，檢修和維護等輔助功能統(tǒng)一集成于多功能廂式結構，形成一個具備照明、通風、可燃有毒氣體檢測與通風聯(lián)動，自動控制、信息上傳，方便檢修和維護的橇裝裝置。橇裝裝置不僅是設備裝置成橇、功能集成，更多的是設備集成后的系統(tǒng)的優(yōu)化、升級，進一步提高橇裝化設備的要求和標準，形成集成度高、功能齊全的智能裝置。

3.4 建設規(guī)模優(yōu)化

改擴建站改造需要進行站場的動火施工和施工人員的站內(nèi)作業(yè)，這對于油氣站場來說都存在很大的安全風險，動火不慎或施工人員安全意識不強，思想的疏忽將產(chǎn)生嚴重的后果。采用優(yōu)化工藝和集成裝置，打破常規(guī)的建設模式，現(xiàn)場只需連接接口，動火次數(shù)明顯減少，對正常的生產(chǎn)和運行影響很小，方便系統(tǒng)的改造。同時采用室外橇裝化設備，具有占地面積小、安裝簡單、施工周期短、自動化程度高、操作方便、勞動強度低、可遠程監(jiān)視、可移動性等一系列優(yōu)點，在節(jié)約用地、節(jié)省投資、減少用工、降低安全風險等方面發(fā)揮了積極作用，平均減少站場占地面積40%以上，縮短建設周期50%以上，降低投資10%以上。

4 現(xiàn)場應用及效果

2016～2018年長慶油田在原有采出水處理工藝流程的基礎上，采用了優(yōu)化工藝，橇裝的采出水處理裝置已經(jīng)達到60余套，該裝置為一體化橇裝設備，現(xiàn)場只需要做好設備基礎，設備到貨后，只需連通流程即可投運，對生產(chǎn)的影響小，在建設速度、建設投資等方面為長慶油田低滲透油田采出水處理提供了新的思路，系統(tǒng)改造后運行平穩(wěn)，提高了采出水處理水質。處理前后水質指標如表1所示。

表1 進出口水質指標一覽表 （mg/L）

5 結語

在現(xiàn)有油田采出水處理工藝技術的基礎上，通過開展采出水處理工藝優(yōu)化完善研究，形成了適應長慶油田的采出水處理的工藝技術，達到了水質提升、簡化現(xiàn)場管理、運行和維護操作簡單、降低運行成本的目的，解決了目前面臨的問題，對以后采出水處理提供了一種新的參考。