廖維平

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司遼東作業(yè)公司 天津300452)

1 現(xiàn)存問(wèn)題

某油田二級(jí)氣浮選器A/B 罐長(zhǎng)期以來(lái)水相出口含油比一級(jí)氣浮選器的含油高，尤其是二級(jí)氣浮選器B 罐的水相出口含油甚至比一級(jí)氣浮選器A 高3～4 倍。二級(jí)氣浮選器A/B 罐不但沒(méi)有發(fā)揮其應(yīng)有的處理作用，反而將經(jīng)上一級(jí)處理后的生產(chǎn)水在一定程度上污染了。

長(zhǎng)期以來(lái)某油田注水含油指標(biāo)未超過(guò)ODP 規(guī)定的30 mg/mL，大部分時(shí)間注水含油指標(biāo)均在20～25 mg/mL 之間，所以二級(jí)氣浮選器存在的問(wèn)題并沒(méi)有那么突出與緊迫。然而作為處于注水開(kāi)發(fā)中后期的油田，注水效果將直接影響到油田能否實(shí)現(xiàn)“穩(wěn)油控水”這一終極目標(biāo)，只有達(dá)到穩(wěn)油控水目標(biāo)才能最大程度上提升油田最終采收率，實(shí)現(xiàn)投資利益最大化。因此解決二期氣浮選器存在的問(wèn)題，提升注水水質(zhì)的意義重大(圖1、圖2)。

圖2 氣浮B系列水相出口含油對(duì)比Fig.2 Comparison of oil content at outlet of water phase of B-series gas flotation

2 原因分析

二級(jí)氣浮選器處理后的生產(chǎn)污水含油比一級(jí)氣浮選器高，說(shuō)明其內(nèi)部存在污染源導(dǎo)致其水相出口含油不降反升，而不久前二級(jí)氣浮選器才完成清罐作業(yè)，這個(gè)污染源在短短半個(gè)月內(nèi)再次形成。經(jīng)過(guò)分析并結(jié)合工作原理，該問(wèn)題的根本原因應(yīng)該是其收油過(guò)程存在問(wèn)題，罐內(nèi)不收油或收油不徹底造成污油在罐內(nèi)大量積聚，不管上游水質(zhì)如何，均會(huì)被不同程度地污染，造成含油上升。

在驗(yàn)證前，介紹下二級(jí)氣浮選器的收油原理和收油結(jié)構(gòu)。其內(nèi)部分為4 個(gè)浮選區(qū)，一個(gè)緩沖區(qū)，一個(gè)水相區(qū)以及油相區(qū)。浮選區(qū)收油依靠一橫三豎連接在一起的收油槽，緩沖區(qū)及水相區(qū)收油依靠一個(gè)收油喇叭口。經(jīng)過(guò)氣泡攜帶至水面的污油在罐內(nèi)整體液位達(dá)到收油高度后即可進(jìn)入收油槽，經(jīng)收油喇叭口并最終進(jìn)入油室(圖3)。

據(jù)圖4 所知，4 個(gè)浮選區(qū)被收油槽分隔成了8 個(gè)單獨(dú)的收油區(qū)塊，每個(gè)收油區(qū)塊的邊緣均有螺絲固定的可調(diào)節(jié)的收油鋸齒擋板，但原設(shè)計(jì)只能在停運(yùn)的情況下進(jìn)罐調(diào)節(jié)。而緩沖區(qū)和水相區(qū)的收油喇叭口可以利用專用的撥叉在打開(kāi)人孔后實(shí)現(xiàn)在線調(diào)節(jié)收油高度。

圖3 二級(jí)氣浮選器內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖Fig.3 Top view of internal structure of secondary gas floatator

圖4 二級(jí)氣浮選器內(nèi)部結(jié)構(gòu)側(cè)視圖Fig.4 Side view of internal structure of secondary gas floatator

3 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

打開(kāi)二級(jí)氣浮選器A 頂部2 個(gè)24 in(609.6 mm)人孔及10 in(254 mm)人孔進(jìn)行開(kāi)蓋檢查發(fā)現(xiàn)：由于人孔大小及位置限制，8 個(gè)收油區(qū)塊可觀察到收油情況的有6 個(gè)，浮選區(qū)4 中的兩個(gè)收油區(qū)塊無(wú)法看到。6 個(gè)可觀察到的收油區(qū)塊中就浮選區(qū)1 中兩個(gè)收油區(qū)塊及浮選區(qū)2 中一個(gè)收油區(qū)塊在收油(圖5)，兩個(gè)收油喇叭口只有緩沖區(qū)收油喇叭口在收油。其余未收油的浮選區(qū)收油區(qū)塊及水相區(qū)表面均有厚度不一的油層(圖6)。

圖5 浮選區(qū)1，2收油情況Fig.5 Oil collection in flotation zones 1 and 2

圖6 水相區(qū)收油情況Fig.6 Oil collection in water phase zone

同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，浮選區(qū)1 正在收油的區(qū)塊之所以能夠收油是因?yàn)楣摅w進(jìn)水口位于浮選區(qū)1 下方，大量進(jìn)水使污水不斷往上涌，即使浮選區(qū)1 收油區(qū)塊擋板高度與其余浮選區(qū)收油區(qū)塊擋板高度一致，也會(huì)造成浮選區(qū)1 收油區(qū)塊先于其他收油區(qū)塊更快達(dá)到收油狀態(tài)，當(dāng)其他收油區(qū)塊開(kāi)始收油時(shí)浮選區(qū)1 收油區(qū)塊已經(jīng)開(kāi)始有大量清水流進(jìn)收油槽。在實(shí)際操作過(guò)程中，若大量清水進(jìn)入收油槽則會(huì)很快造成油相高液位而不得不將水相液位下調(diào)，此時(shí)又會(huì)造成浮選區(qū)1 之外的其他收油區(qū)塊無(wú)法收到油，一段時(shí)間后無(wú)法收到油的區(qū)塊就會(huì)積聚大量污油，進(jìn)而污染上游來(lái)液造成其水相出口含油不降反升。

對(duì)二級(jí)氣浮選器B 罐開(kāi)蓋檢查后其現(xiàn)狀與A 罐一致。造成二級(jí)氣浮選器出口水質(zhì)不降反升的根本原因就在于各收油槽不能協(xié)同收油，部分收油槽無(wú)法收油導(dǎo)致大量污油積聚污染上游來(lái)水(圖7)。

圖7 浮選區(qū)1大量清水進(jìn)入收油槽Fig.7 A large amount of clean water in flotation zone 1 entering oil collecting chute

4 處理措施

由于罐體設(shè)計(jì)的原因，能夠?qū)崿F(xiàn)在線調(diào)整收油高度的只有緩沖區(qū)及水相區(qū)的收油喇叭口可以通過(guò)專用的撥叉調(diào)整其收油高度，為了在不影響正常生產(chǎn)的情況下提升收油效果，油田操作人員采取一些可行措施實(shí)現(xiàn)了對(duì)收油槽堰板高度的微調(diào)。

圖8 對(duì)收油槽擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)Fig.8 Adjusting baffle of oil collecting chute

二級(jí)氣浮選器A 的根本問(wèn)題就在于收油槽堰板及收油喇叭口高度不一致且并未考慮到浮選區(qū)1 進(jìn)水上涌對(duì)收油造成的影響。所以首先考慮將能夠用工具夠得著的浮選區(qū)2、3 的收油槽外側(cè)可調(diào)擋板向下進(jìn)行調(diào)整，現(xiàn)場(chǎng)利用撥叉及銅錘對(duì)擋板輕微向下?lián)舸虻姆绞綄?shí)現(xiàn)了堰板的下移，先后對(duì)浮選區(qū)2、3 油槽可調(diào)擋板進(jìn)行下調(diào)(圖8)，使其可以與浮選區(qū)1 油槽同步收油，隨后通過(guò)撥叉將緩沖區(qū)及水相區(qū)喇叭口高度調(diào)整到與浮選區(qū)收油槽一樣的收油高度(圖9)。調(diào)整后，除浮選區(qū)1 收油槽因受罐體入口水流上涌收油擋板高度略高外，其余區(qū)域的收油高度均一致。

圖9 對(duì)收油喇叭口進(jìn)行調(diào)節(jié)Fig.9 Adjusting oil collecting horn

5 處理效果

如圖10、圖11 所示，經(jīng)過(guò)調(diào)整后二級(jí)氣浮選器A/B 罐水相出口含油均明顯下降，且均低于一級(jí)氣浮選器水相出口含油，說(shuō)明二級(jí)氣浮選器開(kāi)始發(fā)揮其處理作用，同時(shí)下游注水緩沖罐出口的注水含油也同步下降，油田注水水質(zhì)得到顯著提升。

圖10 氣浮A系列出口含油變化曲線Fig.10 Oil content curve at outlet of A-series gas flotation

圖11 氣浮B系列出口含油及注水含油變化曲線Fig.11 Oil content curve at outlet of B-series gas flotation and water injection

某油田二級(jí)氣浮選器收油裝置經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)后，其處理后的生產(chǎn)污水含油量顯著下降，開(kāi)始發(fā)揮其處理能力，油田的注水質(zhì)量也得到了明顯的提升?！?/p>