油田污水深度处理技术在西区油田的应用

第43卷第8期辽宁化工Vol.43，No.82014年8月LiaoningChemicalIndustryAugust，2014收稿日期收稿日期：2014-03-06作者简介作者简介：杨彩玲（1981-），女，工程师，陕西延安人，2005年毕业于西安石油大学石油工程专业，主要从事油田注水开发工作。油田污水深度处理技术在西区油田的应用杨彩玲1,国权2,席艳2（1.西安石油大学,陕西西安710065;2.陕西省延长油田股份有限公司西区采油厂,陕西志丹716000）摘要：油田污水深度处理技术是在对污水高效气浮除油、多种新型过滤分离技术的基础上，利用特种阴离子交换树脂去除污水中硫酸根、重碳酸根离子，解决了特低渗透油田在注水开发中管线、设备、地层存在的结垢问题。通过在西区油田27井集油站现场试验及应用，污水处理后水质达到了油田回注要求，经室内腐蚀试验、配伍性试验以及岩芯驱油试验证明，腐蚀速率远低于油田标准，净化水与地层水配伍性良好，岩芯驱油试验对比，较原始污水驱油效果明显。关键词：堵塞;深度处理;水质;配伍性中图分类号：TE992文献标识码：A文章编号：1004-0935（2014）08-1013-04西区油田主要油区位于鄂尔多斯盆地的湖相沉积区内，主力油层分布在侏罗系延安组的Y9、Y10和三叠系延长组的长2、长4+5和长6等层位，前期采用混层开采，因延安组采出液中富含硫酸根、重碳酸根离子，与延长组水中大量的Ca2+、Mg2+、Ba2+，Sr2+离子结合形成不溶于酸的结垢沉积物，广泛分布于油田的地面设备与近井油层中，给后期油田注水开发带来很大困难。该油田27井集油站，油井采出液含水45%～55%，通过对该站取样分析，结垢物成分中硫酸盐不溶物含量高达61.8%～75.8%，三氧化二铁4.79%～8.98%，有机物和水分占6.66%～11.5%。污水深度处理技术是综合利用多相流体力学中的高效分离技术除油、以多种新型过滤分离技术组合，形成完善的油田污水处理系统。同时，利用特种阴离子交换树脂去除油田污水中硫酸根离子、重碳酸根离子，解决了特低渗透油田在注水开发中管线、设备、地层存在的结垢问题。1工艺原理图1污水深度处理流程图其中密闭氮气隔氧气浮技术采用涡凹气浮（CAF），是利用涡凹曝气机叶轮在池内高速旋转产生负压吸入氮气，高速旋转的叶轮将吸入的氮气切割成小气泡，微气泡上升过程中将油、悬浮物带到水面，从而实现气浮的目的。污水深度处理技术是采用以氮气为气源的气浮除油装置。同时采用高效去硫酸根阴离子树脂合成技术，使用阴离子交换法去除含油污水中的硫酸根离子，对污水进行深度处理。同时应用具有高交换容量、高强度、大孔隙、超强吸附交换的SL300型、SL301型特种离子交换树脂。从现行工程技术层面上解决了特低渗透油田在注水开发中管线、设备、地层存在的结垢难题。树脂交换原理：R-N（CH3）3Cl+SO42-→R-N（CH3）3SO42-+Cl-图2原始污水含油量与处理倍数的关系图处理系统前后工艺参数如下：来水水质：含油浓度：0～300mg／L；悬浮物含量：0～200mg／L；SO42-840～1330mg／L。出水水质：含油浓度：1～5mg／L；悬浮物含量：1～3mg／L；悬浮物颗粒中值：1µｍ；SO42-≤30mg／L。2现场试验及效果分析2.1现场试验经过对污水深度处理技术理论探索及现场调1014辽宁化工2014年8月研，在西区油田27#集油站进行现场试验。图3交换倍数与剩余硫酸根离子的关系图根据现场布局情况，选择合理空间位置，放置试验装置及试验器材。按装置设计图纸安装、连接管路和阀门。安装过程：①按图纸连接柱体、管路、阀门及增压泵；对各电机进行穿线接线。②按技术要求装填滤料及树脂。③连接完毕，检查各管口、阀门、电源是否达到使用要求。安装结果：装置箱体、柱体、管路、阀门、增压泵、电源已安装完成，经检查符合要求；整体布局合理，进行进水调试。进水调试：（1）来水混凝沉降接通罐区污水来水管线，流速600L/h，取来水水样500mL；在混凝沉降池中加药并搅拌后，静止1h；所加药品为聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM），加药量分别为50mg/L和20mg/L。经混凝沉降后，水质明显变清，水中含有少量悬浮物。（2）三级过滤经混凝沉降后，污水由增压泵，进入一级粗过滤器，进口压力测得0.06MPa；一级过滤出水进入二级除油过滤，压力测得0.03MPa；出水进入三级精细过滤，压力0.01MPa。取三级过滤出水水样500mL，水质清澈，无明显悬浮物。（3）阴离子交换经三级过滤出水，含油、悬浮物均已小于5mg/L，完全达到树脂交换要求水质。来水以一定流速进入树脂交换柱，进行去SO42-处理。交换期间不时对出水进行取样，分析出水中SO42-含量，确定树脂在额定处理量下，交换