渤海油田水处理流程应用探讨 2页

第6期-111-节能减排渤海油田水处理流程应用探讨12刘晶，张振友（1.上海利策科技股份有限公司，上海200233）（2.海洋石油工程股份有限公司，天津300451）[摘要]以渤海油田某在役生产处理平台为例，对生产水处理系统和注水系统的工艺流程及常用设备进行了介绍，并结合原油性质、各平台的注水指标要求进行分析和探讨，总结出适合渤海油田不同工况的生产水处理流程方案，可为后续油田设计生产水处理流程提供参考借鉴。[关键词]渤海油田；污水处理；生产水；注水指标1渤海油田概况零排放，油田区块增产不增污等。因此设计合理渤海为山东半岛和辽东半岛包围的半封闭内的、适应性高的生产水及注水处理流程显得更加海，由辽东湾、渤海湾、莱州湾、渤海中部和渤重要。海海峡组成。渤海油田是目前中国海上最大的油生产水处理流程的选择主要取决于油品的田，也是全国第二大原油生产基地，由中海石油性质和处理指标，密度小的原油，由于油水间密（中国）有限公司天津分公司负责渤海油田勘探度差较大，容易处理，处理级数相对少；不同海开发生产业务。渤海油田有辽东、渤西、渤南、域、地层对排放指标和注水指标要求不同，也会蓬莱、秦皇岛、渤中、埕北、曹妃甸等多个油极大影响处理系统的设计。为了减少对海洋的污田，油质较稠，稠油储量占65%以上。染，用生产水作为注入水在海上油田大力推广，2海上常规水处理流程及处理设备对于一些不需要注水的油田，在地层条件允许的情况下，也可采用将污水回注地层的处理方法。海上采油平台生产出的含油污水，主要为原油从地层带出的地层水，其次是生产中设备及管海上平台常规含油污水处理设备包括自由沉降道滴漏的油水、冲洗设备、管道和平台甲板所产罐、斜板除油器（波纹板聚结器）、离心机、浮选生的含油污水。海上采油平台的含油生产水一般器（诱导式气浮、射流式气浮和溶气式气浮）、水有两种处理方式：一种是处理达到排放标准后，力旋流器、核桃壳过滤器和双介质过滤器。排海处理；另一种是需要注水开发油藏的油田，几种常规水处理设备各具优缺点。斜板除将生产水处理达到注水标准后，注入到地层。由油器适用各种油品，内部无移动部件，维护工作于后者具有减少污水排放、不污染环境的优点，量小，作为第一级除油效果好，但停留时间长，渤海海域一般采用此方案。占地面积大；水力旋流器停留时间短，占地面积对于处理后需排海处理的，要满足排放标小，适用于密度小于0.92的油品；气浮选器适用范准。海上含油污水的排放标准执行GB4914《海围大，需要药剂投入，占地面积大；核桃壳过滤洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》。对于处器能用于生产水中重油的脱除，反洗效果好，核理后回注地层的，注水水质一般要求水质稳定，桃壳需要定期更换；双介质过滤器能够有效除油与油层水相混不产生沉淀，水中不含有大量悬浮和悬浮物，反洗流程复杂，占地面积大。物，对注水设施腐蚀性小。不同地层的注水要求需要回注生产水的渤海油田，通常采用3~4按照SY/T5329《碎屑岩油藏注水水质指标及分析级生产水处理流程。不同的生产水处理级数对方法》中推荐的注水水质指标执行。应不同的处理指标。一级分离一般处理入口含油随着海上油田多数进入高产水期，聚合物为500~2000ppm的生产水，二级分离入口含油为采油技术的推广，产水量愈发加大，生产水处理作者简介：刘晶（1983—），女，辽宁大连人，2009年毕业于中难度增加。另一方面，国家对排放的生产污水中国石油大学（北京）化学工程专业，硕士研究生，工程师。现从事含油量的限制也越来越高，对在建渤海油田实施海上油气田平台工艺设计工作。\n石油和化工设备-112-节能减排2017年第20卷100~400ppm，三级分离入口含油为30~40ppm，四部件，由切向变径入口和柱段组成。在压力作用级分离达到注水指标，入口含油15~20ppm。下，工艺流体通过入口腔切向进入旋流器，沿轴向作螺旋流动。作用在重质水相的离心力使水相3渤海油田原油性质和注水指标对处理流程的影响沿锥段壁运动，轻质油相移向中心形成低压油3.1渤海油田的原油物性芯。最终，外部水相进入尾管段从水出口流出，渤海油田原油物性范围较广，原油密度低压油芯由于底流口的背压逆水流方向流动，从33从0.85g/cm到0.97g/cm，黏度范围从<5cp到同心设置的污油出口流出。>10000cp。金县、绥中、秦皇岛油田密度较大，柱状旋流管道分离器用于污水除油净化时，3一般在0.95g/cm以上，同时黏度也较大，50℃时为高速旋流，一般旋流管内的加速度可达到上千一般仍大于200cp，在生产水处理过程中难度最倍重力加速度。柱状旋流管道分离器与锥形旋流3大；曹妃甸及渤中部分油田原油密度在0.90g/cm器类似，也是依靠旋流产生离心力场从而实现多左右，属轻质原油，50℃时黏度在10cp左右，生相分离的装置，具有结构简单、设备紧凑、处理产水处理难度最小；渤中、锦州区块油田原油密量大、压降损失较低、维护简便等优点。其体积3度一般在0.90g/cm左右，属中质原油，生产水处小巧、重量轻、占地少，与常规锥形分离设备相理难度中等。比，可减少体积的二分之一以上。3.2渤海油田注水指标要求4.3高效旋流、聚结、斜管组合生产水处理系统通常注水指标是由注入的地层及注入地层的为充分利用FPSO等设施的舱室沉降功能，采平均空气渗透率决定。按照SY/T5329《碎屑岩油用带入口旋流的高效斜管进行处理。生产水通过藏注水水质指标及分析方法》，注水指标大致分管线进入旋流管，通过旋流分离，去除大部分油成A、B、C三个等级，每个等级再细分成三个细滴；小油滴经过聚结装置，形成大油滴后进入斜项。渤海油田生产水回注生产地层的水质指标通管组，进一步分离。在整个过程中全程收油。分常属于C1级，处理后生产水要求含油<15mg/L，离出来的水在大舱内进行沉降。此方案能够充分悬浮物颗粒直径中值<3μm，悬浮固体含量<5mg/利用结构舱室容积，节约甲板面积。L。随着渤海区域低渗透油藏的开采，对注入水的4.4陶瓷膜生产水处理系统含油量，悬浮固体含量和粒径中值要求都更加严格，渤中区块已经出现了水质指标要求为A1的油陶瓷膜材料亲水憎油，有利于防止有机类物质田，其处理后生产水要求含油<5mg/L，悬浮物颗的污染，化学稳定性良好，可用强酸、强碱、强氧粒直径中值<1μm，悬浮固体含量<1mg/L，在上化还原剂等清洗剂来清洗再生，机械强度高，能在述四级处理后，又增加了陶瓷膜的精细处理。高温、高压下使用和清洗，并且出水水质好，水质稳定。陶瓷膜生产水处理系统能将生产水处理到很4新型生产水处理设备高指标，含油低于5mg/L，悬浮颗粒低于1mg/L。4.1絮凝磁性分离系统(FMS)5结束语絮凝磁性分离系统首先将生产水中油滴、固对于海上油田生产污水的处理，应根据油田产体颗粒和磁粉用絮凝剂形成磁性絮状物，再通过量、原油物性、环境因素、实际需求等综合考虑，磁力分离器将磁性絮状物从生产水中分离出来。磁力分离比单纯油水重力分离快速、高效，适合同时也要考虑适用于海上平台的新型尺寸小、重量含油生产水处理以及再注入，并且能够去除生产轻的水处理设备，以便更加合理的经济地选择生产水中的重金属。经FMS处理后的生产水油含量少水处理工艺流程，达到生产水处理指标要求。本文于5mg/L，悬浮颗粒少于10mg/L。同时为今后类似生产水处理系统的设计和改造积累了经验，可供有关油田设计时参考借鉴。4.2柱形旋流管道分离器水力旋流器基于离心分离技术，利用两相介◆参考文献质密度差异，在旋流场中产生不同的离心力而达[1]GB4914-2008，海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值到分离的目的。由于离心分离可大大提高颗粒沉[S].降速度，对于两相密度差较小和分散颗粒直径较[2]SY/T5329-2012，碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法[S].小的混合液，具有较好的分离效果。中科院研发的柱形旋流管道分离器无运动收稿日期：2017-01-22；修回日期：2017-04-12