于惠娟，劉海麗，郭長會

(中石化石油工程設計有限公司，山東東營 257026)

隨著油田開發(fā)進入高含水期，更多大量油田污水需要處理及回注，給現有地面集輸處理系統帶來一系列問題：污水處理系統超負荷運行，影響了污水處理效率和效果；原有設施及集輸管網處理能力有限，其增容改造工程量及投資巨大；大量污水無效加熱和長距離往返輸送，導致采出液處理能耗及運行管理維護成本增加。如需達到處理標準，需采用增加設備規(guī)模、加大藥劑使用量、提高沉降溫度等措施，同時將導致采出液處理成本大大增加。

采用“就地分水就地回注”技術，在計量站、接轉站、井組或邊緣小油田等等提前把部分污水分離出來就地回注，可有效解決以上問題。該技術可以簡化工藝流程、節(jié)約投資、降低能耗和運行成本，已成為高含水油田提高經濟效益的重要手段。

目前，國內外成功研究出了三相分離、旋流分離、斜管預分水、末端分相等預分水技術[1-2]。這些技術基本都能滿足采出液預分水(分離游離水)的要求，但分出的污水含油量偏高，后續(xù)需采取污水處理措施進一步降低污水含油量。采用常規(guī)技術需要較長的聚結沉降時間或采取加藥、加氣處理措施[3]，造成處理流程長、工藝復雜、設備較多等問題。

本研究開發(fā)了適用于計量站、接轉站等前端預分水的“就地分水就地回注”高效采出液預分水處理技術。該技術能解決采出液量逐步加大面臨的擴建聯合站困難、管網能力不足及污水往返調配等問題。該技術集成了“油水預分離+纖維聚結除油+斜板除懸浮物”三段式處理工藝，其中，纖維聚結除油技術[4]能夠高效、快速地實現水中深度除油，且該技術便于與其他除油、除懸浮物技術集成于同一裝置，從而實現污水快速達標處理。

2 工藝流程簡介

2.1 采出液參數

井排來液溫度：52～56℃；壓力：0.56～0.6MPa；綜合含水率：98%；懸浮物含量：100～200mg/L；聚合物含量：20.13mg/L；密度(20℃)：980.8 kg/m3；粘度(50℃)：2432mPa·s。

2.2 處理裝置情況

現場處理裝置采用“油水預分離+纖維聚結除油+斜板除懸浮物”三段式處理工藝，集成了沉降、表面聚結、纖維聚結、斜板除懸浮物等技術。裝置共包含四個橇塊，分別是油水預分離橇、纖維聚結除油橇、污水處理橇和緩沖罐橇。裝置占地面積12m×9m，最大處理量為1000m3/d。

2.3 工藝流程

工藝流程如下：計量站井排來液(0.56MPa，52℃)首先進入裝置的油水預分離器，經沉降處理后，含水油及氣相從油水預分離器頂部出口返回至集油管線，污水從油水預分離器底部出口流出進入纖維聚結除油器，油水預分離器采用射頻導納界面儀控制污水管路電動調節(jié)閥出水流量，維持液位穩(wěn)定。纖維聚結除油器采用纖維強化破乳除油技術，內填充親油及疏油纖維，通過碰撞、粘附及釋放等過程實現油滴的聚并及分離，達到深度油水分離的效果，可根據現場需要進行兩級除油器串聯處理。纖維聚結除油器頂部出油進入緩沖罐，底部出水進入斜板除懸器。斜板除懸器處理后的污水及頂部收油均排入緩沖罐內。通過磁翻板液位計進行離心泵的變頻調節(jié)以維持緩沖罐液位穩(wěn)定，緩沖罐內液體經泵增壓后返回至集油管線。

裝置設置四個主要取樣口，依次是井排來液取樣口、油水預分離器污水取樣口、纖維聚結除油器污水取樣口、斜板除懸器污水取樣口。主要考察采出液經處理后的水中含油及懸浮物含量指標。

圖1 現場工藝流程圖

3 現場應用試驗結果

3.1 試驗情況

現場應用試驗旨在考察該高效采出液油水處理一體化技術及裝置的處理效果，驗證技術的長周期性及波動抗性，用以指導“就地分水就地回注”技術的工業(yè)化放大開發(fā)，為進一步現場應用提供技術依據。

試驗重點考察該技術在不同處理條件下的污水處理效果，技術指標是水中油及懸浮物的含量情況。

試驗1：在不添加預分水劑，采用一級纖維聚結除油器的條件下，裝置出口水中含油為100mg/L以下，懸浮物為40mg/L以下。纖維聚結除油器除油率可達85%以上。結果如表1所示。

表1 實驗結果

試驗2：在不添加預分水劑，采用兩級纖維聚結除油串聯處理的條件下，裝置能將水中含油降低至30mg/L以下，懸浮物降低至20mg/L以下。結果如表2所示。

表2 實驗結果

試驗3：在井排來液進口添加預分水劑(添加量為10ppm)，采用一級纖維聚結除油器的條件下，裝置能將水中含油降低至30mg/L以下，懸浮物降低至30mg/L以下。結果如表3所示。

表3 實驗結果

表3(續(xù))

試驗4：在井排來液進口添加預分水劑(添加量為20ppm)，采用一級纖維聚結除油器的條件下，裝置能將水中含油降低至15mg/L以下，懸浮物降低至15mg/L以下。結果如表4所示。

表4 實驗結果

試驗5：在井排來液進口添加預分水劑(添加量為10ppm)，采用兩級纖維聚結除油器串聯，不使用污水除懸器時，裝置能將水中含油降低至10mg/L以下，懸浮物降低至10mg/L以下。結果如表5所示。

表5 實驗結果

3.2 試驗小結

通過試驗驗證，本高效油田采出液預分水處理裝置具有良好的運行穩(wěn)定性及抗波動性。不加預分水劑，采用兩級纖維聚結處理，能將水中含油降低至30mg/L以下，懸浮物降至20mg/L；加10ppm預分水劑，采用一級纖維聚結處理，能將水中含油降低至30mg/L以下,懸浮物降至30mg/L；加10ppm預分水劑，采用兩級纖維聚結處理，不使用污水除懸器時，能將水中含油降低至10mg/L以下,懸浮物降至10mg/L以下。整套裝置無需添加凈水藥劑，不產生化學污泥。纖維聚結除油效率高，停留5至8min，除油率即可達85%以上，大幅減小了除油設備占地尺寸，且纖維聚結除油器在除油的同時具有較好的除懸作用。經過測算，該裝置水處理費用較低，不計回注電耗，處理運行費用約為0.35元/m3水。

4 結論及建議

本研究開發(fā)的高效油田采出液預分水技術處理效果穩(wěn)定，具有良好的抗波動性，自控程度高，可實現無人值守，適用于計量站、接轉站、井組或邊緣小油田井排來液的就地分水回注。如含油指標需要降低10mg/L以下，可以采用“少量預分水劑+兩級纖維聚結處理”或者加大破乳劑用量，此時，斜板除懸技術在后端的除懸作用較小，可在后續(xù)應用中取消斜板罐；如懸浮物指標需進一步降低，可在后端流程增設精細過濾裝置。處理流程密閉的條件下，無需增設提升泵，可利用余壓將處理后的水輸送至注水站水罐，分出低含水原油也可以直接回到原集輸管網。