胜利油田采出水处理技术及应用 35页

'胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司SHENGLIENGINEERING&CONSULTINGCO.,LTD胜利油田采出水处理技术进展及应用 国内外油田采出水处理技术现状胜利油田采出水处理技术进展面临的技术问题下一步攻关方向目录 国外油田采出水处理典型工艺采出水回注处理：前段多采用API、CPI除油器、水力旋流除油技术，90年代以来，材料的发展迅速，聚结除油、带有斜管分离的溶气气浮得到广泛应用；后段配套核桃壳过滤。采出水外排处理：多采用气浮生化处理技术，90年代以来，生化处理发展多采用人工湿地系统（CWS）技术。采出水回用锅炉：多采用热石灰软化、反渗透、离子交换技术，最近加拿大、美国采用压汽蒸馏法处理采出水回用锅炉取得进展。一、国内外油田采出水处理技术现状国内外油田水处理技术现状主要体现在工艺技术、设备研发与制造方面。1、工艺技术方面 国内外油田污水处理技术对比油田除油工艺技术过滤工艺技术精细过滤污泥处理技术水用途大庆重力流程、旋流流程石英砂、双滤料污泥浓缩、干化回注外排辽河重力流程、气浮流程离子交换工艺核桃壳纤维球、双滤料细滤料污泥浓缩、干化回注回用锅炉中原重力流程、压力流程、水质改性流程核桃壳、双滤料等过滤器、石英砂砂等过滤器污泥浓缩脱水处理回注胜利重力流程、压力流程、气浮流程、水质改性、离子交换工艺、液-液旋流流程核桃壳、双滤料、石英砂、纤维球复合滤料金属膜、纤维束、多介质过滤污泥浓缩脱水处理回注回注外排回用加拿大冷糊油田气浮流程气浮﹢离子交换工艺胡桃壳、多介质过滤多介质精细过滤机械蒸发脱水后铺路回用锅炉美国生态与环境公司气浮流程生化工艺流程（水生植物、水生植物-化学絮凝法）核桃壳双滤料过滤器多介质精细过滤污泥浓缩机械脱水回注外排印尼ARUN油田气浮流程气浮﹢接触氧化工艺流程胡桃壳过滤器污泥浓缩机械脱水回注外排美国FLOUR设计公司液-液旋流流程胡桃壳过滤器金属滤芯污泥浓缩机械脱水回注结论：在工艺技术的进步上，国内各油田水处理技术水平达到国外先进水平一、国内外油田采出水处理技术现状 2、处理设备一级处理设备国内一般采用重力沉降罐、压力斜板除油器、核桃壳过滤、双滤料过滤设备。国外多采用撇油器、CPI除油器、旋流除油器、IGF、DAF气浮、胡桃壳过滤等。深度处理设备国内应用多是金属膜过滤器、多介质过滤器，国外多采用多介质超细滤料过滤器、砂滤、曝气沉淀、离子交换、电渗析等。气浮机CPI除油器过滤器一、国内外油田采出水处理技术现状 处理设备技术描述应用范围优点缺点API分离器通过加斜板、除油、除悬浮物效果好污水一级处理可以有效去除50～99％的浮油浮油残留量15～100ppmCPI斜板分离器浮油从水中分离污水一级处理有效去除50～99％的浮油和粒径大于150µm的颗粒除大油滴撇油罐除油污水除油除大油滴效率高除大油滴深床过滤滤层厚度不小于1.2m除悬浮物能去除采出水中的小油滴含油超过30ppm的情况下不推荐使用水力旋流器利用液体流速产生的离心力进行分离。污水除油能将水中含油降到10ppm气浮装置在一定压力下，将气体溶于水中，除油、除悬浮物污水除油通过加药，油的去除率在93％以上不能去除溶解油聚结器油滴聚结污水除油一级处理成本低、分离小油滴好不能去除溶解油离子交换器利用树脂的交换能力，将一种离子交换成另一种离子污水除硬处理系统紧凑，用在经过预处理后出水需要预处理（除油、沉淀软化等）双滤料过滤器为去除颗粒物，滤料分层设置，除悬浮固体能有效去除大颗粒物质和可以形成矾花的物质不能去除细小颗粒物生物接触氧化装置生化处理除COD出水含油低不稳定国内外污水处理设备应用情况一、国内外油田采出水处理技术现状 国内外油田采出水处理技术现状胜利油田采出水处理技术进展面临的技术问题下一步攻关方向目录 经过近几年水处理技术攻关、工程设计及技术服务，目前在常规水处理、精细水处理、污水外排及回用方面有了新的进展。二、胜利油田采出水处理技术进展运行80×104m3/d污水7.9×104m3/d外排9.2×104m3/d回灌59.6×104m3/d回注 1、重力混凝沉降除油技术在内部填料：增加耐老化聚结、分离填料罐内排泥：设置分区、滑泥坡排泥、内置式刮泥机排泥、负压排泥。罐结构：集水型式改进防腐措施：玻璃钢罐体、非金属管道。混凝沉降除油技术改进一）、常规水处理技术 2、压力密闭除油除悬浮物技术（1）加强旋流反应效果（2）玻璃钢斜管更改为乙丙共聚蜂窝斜管、不锈钢斜板（3）加大设备底部排泥斗面积（4）设置环型喷嘴冲淤系统。装置出水旋涡流反应区斜管沉降区装置冲排泥系统装置进水压力除油装置斜板材料性能差，材料易腐蚀老化，排泥困难技术特点及技术改进优点：适应水质变化能力强，处理效率高.缺点：内部材料易腐蚀坍塌.一）、常规水处理技术 3、采出水预氧化处理技术（在原水质改性技术上演变而来）混凝沉降罐一次除油罐缓冲罐预氧化装置过滤器来水技术特点能除去水中Fe2+、S2-,杀灭水中菌体，对低浓度的Fe2+、S2-去除率低.起到控制腐蚀、稳定水质电化学预氧化工艺是通过电解富含NaCl的水，对水中的还原性成份进行氧化处理。目前在广利污、史南污两站运行。适用范围水驱常规油田开发产生的高矿化度、高腐蚀性（矿化度大于2×104mg/l、腐蚀速率大于0.5mm/a）含油污水一）、常规水处理技术 4、氮气气浮除油技术在药剂的作用下，形成絮体，通过气浮加速分离实现净化，目前胜利宁海、孤岛孤六、孤三站应用，处理水量4.2×104m3/d。技术指标进口：含油小于2000mg/l悬浮物小于200mg/l聚合物120mg/L出口：含油可达到15mg/l以下悬浮物可达到15mg/l以下聚合物小于5-10mg/L水处理成本：0.9-1.4元/m3二级气浮DNFDNF3000m3一次罐2000m3调储罐混合反应器缓冲罐一次除油罐一级气浮二级气浮二次除油罐缓冲罐反应罐缓冲罐适用范围聚合物驱油田开发产生的含聚污水（聚合物浓度大于50mg/l）稠油污水一）、常规水处理技术 4、氮气气浮除油技术DNF二级气浮DNF3000m3一次罐2000m3调储罐混合反应器缓冲罐一次除油罐一级气浮一级气浮二次除油罐缓冲罐反应罐缓冲罐孤六污水站技术特点及技术改进处理规模1.5×104m3/d加大除油罐停留时间，达到6小时以上。采用氮气气浮设反应罐，药剂强化混合反应；动态调整药剂加入量。一级投有机药剂回收油、二级投无机药剂除悬浮固体和聚合物产生油泥采用板框压滤机脱水除油剂絮凝剂DNFDNF3000m3一次罐一级气浮二级气浮缓冲罐外输一）、常规水处理技术 5、聚结气浮（OPS）+磁分离（CoMag）技术氮气气浮泵含油采出水集泥泵集油泵旋流分离正弦形填料磁粉聚合铝聚合物混合罐来水污泥处理澄清罐循环出水技术特点可用于处理聚合物驱油田开发产生的含聚污水OPS段不加药，利用物理法除油，回收好油磁分离段加药除悬浮物、聚合物一）、常规水处理技术 5、聚结气浮（OPS）+磁分离（CoMag）技术油站来水注水罐去注水站除油罐缓冲罐提升泵OPSCoMag工艺流程序号项目除油罐进水OPS进水CoMag进水CoMag出水备注1含油量1069483240.7连续2悬浮物6039181.9连续3聚合物1261221160连续坨一站5000m3/d工业性试验出水水质一）、常规水处理技术 5、聚结气浮（OPS）+磁分离（CoMag）技术坨一站5000m3/d工业试验情况1、处理效率高，出水水质好。进水平均含油483.7mg/L，经OPS处理后含油降到30mg/L以下，去除率为95.1％，再经CoMag处理后含油降至3mg/L、悬浮物降至3mg/L，聚合物小于1mg/L。2、药剂成本：混凝剂300mg/l,絮凝剂5mg/l，磁粉成本：0.1元/m3，药剂成本:1.08元/m33、产生污泥难处理。产生污泥（含水99.1%）387.9m3。磁粉回收导致污泥物性变化，处理难度加大。目前采用离心机脱水技术，污泥含水可到90%，脱水有效果，但需进一步考察带式板框脱水情况、泥中含油情况。一）、常规水处理技术 1、过滤加金属膜精滤技术采用双滤料过滤加金属膜过滤技术，目前油田共建有污水精细处理站23座，安装各类精细过滤装置38套，精细水处理量2.97×104m3/d。技术指标进口：含油小于20mg/l悬浮物小于10mg/l，悬浮物颗粒直径小于4m出口：含油可达到5mg/l以下悬浮物可达到1mg/l以下，悬浮物颗粒直径达到小于1m水处理成本：0.4元/m3二）、污水精细处理技术进展PTI-1000型膜过滤器膜过滤混凝剂除油罐混凝沉降罐提升泵杀菌剂缓冲罐双滤料过滤混凝剂 2、悬浮污泥加金属膜精滤技术外输回注该技术集加药混凝澄清分离与泥层过滤工艺结合为一体。目前油田共建有悬浮污泥处理站4座，悬浮污泥罐8座，处理水量2.5×104m3/d。.适用范围1、规模中等，处理水量小于1.0×104m3/d2、来水变化不大，水量、水质平稳3、精细水处理的预处理4、悬浮物含量高的含油污水。二）、污水精细处理技术进展技术特点悬浮污泥床过滤技术先导试验及大北、樊家、102站等工程实例表明悬浮污泥床处理后污水中含油量可以达到B级标准，悬浮物及悬浮物粒径中值在C级与B级标准间，它可以作为一级过滤器使用，或作为精细过滤器前的把关设备。 建设胜利现河首站、桩西氧化塘、孤东采油废水达标排放处理工程，形成生物氧化塘、粉煤灰吸附及生物氧化塘处理采油废水技术，处理后污水COD稳定小于150mg/L，达到了国家排放标准。1、过滤+氧化塘达标外排技术桩西氧化塘处理工艺“粉煤灰吸附＋氧化塘”过滤除油氧化塘出水外排污水站来水技术指标进口：含油小于20mg/l，悬浮物小于200mg/l，COD小于300mg/l，出口：含油可达到10mg/l以下，COD小于150mg/l水处理成本：0.3元/m3三）、含油污水外排处理技术 2、气浮+氧化塘处理技术为满足不断提高的污水排放标准要求，进行了“高温水解酸化+中温好氧生物氧化+氧化塘”的采油废水外排深度处理技术研究，处理后污水COD小于80mg/L。实施了一级气浮后出水进生物氧化塘技术，处理后污水COD小于100mg/L。沉降除油后污水气浮除油水解酸化55C冷却设施好氧生化35C氧化塘出水外排水解酸化段好氧生化段氧化塘段三）、含油污水外排处理技术 目前胜利孤岛油田孤五、孤六、垦西站污水已在美国RCC试验室完成小试。成功后将进行大规模的污水资源化应用。1、机械压缩蒸发处理污水回用技术试验四）含油污水回用处理工艺技术 序号项目单位孤五垦西孤六序号项目单位孤五垦西孤六1pH(20℃)7.37.67.023氰化物mg/L＜0.01＜0.01＜0.012电导率μmhos/cm1310024500909024总有机炭mg/L3452423浊度NTU2295.325油和脂mg/L＜5＜5＜54总悬浮固体mg/L32116.826总苯mg/L＜0.050.820.235总溶解固体(105℃）mg/L796015500525027总磷mg/L＜0.05＜0.05＜0.056总溶解固体(180℃）mg/L790015200519028铝mg/L0.16＜0.03＜0.037钠mg/L28405360190029砷mg/L＜0.01＜0.01＜0.018钙离子mg/L13727058.630硼mg/L2.463.512.709镁离子mg/L34.210818.731镉mg/L＜0.01＜0.01＜0.0110钾mg/L28601832铬mg/L＜0.02＜0.02＜0.0211硅mg/L28601833铜mg/L＜0.02＜0.02＜0.0212总硫mg/L6847334铁mg/L0.23＜0.02＜0.02表1原水水质分析结果四）含油污水回用处理工艺技术 表2蒸馏液水质分析结果与锅炉用水质标准对比序号项目单位分析结果锅炉进水水质指标孤五垦西孤六1油脂mg/L≤2.0＜1＜1＜12总悬浮固体mg/L≤2.0＜2＜2＜23总铁mg/≤0.05＜0.005＜0.005＜0.0054二氧化硅L≤500.1740.420＜0.035总硬度（以碳酸钙计）mg/L≤0.10.0250.1320.0156总碱度（以碳酸钙计）mg/L≤2000606027总溶解固体mg/L≤7000＜20＜20＜208溶解氧mg/L≤0.05未检测未检测未检测9pH(20℃)7.5～118.18.44.7四）含油污水回用处理工艺技术 表3蒸馏液水质分析结果与城市供水质标准对比序号项目单位分析结果城市供水水质指标孤五垦西孤六1CODmg/≤5未检测未检测未检测2油脂mg/L≤2.0＜2＜22.43水温℃≤351516144硫酸盐mg/L≤2500.190.230.245总硬度（以碳酸钙计）mg/L≤4500.0250.1320.0156挥发性羟基苯mg/L≤0.002＜0.050.530.0707总细菌量个/mL≤10未检测未检测未检测8pH(20℃)6～88.18.44.7四）含油污水回用处理工艺技术 研究结论采用晶种盐浆蒸发器技术处理孤岛采出水，处理后水质可以满足锅炉用水和配聚水质标准。挥发酚及COD指标达不到城市供水水质标准。结垢问题不会影响蒸发器运行；所有的蒸发试验均没有起泡现象；水回收率：孤五95％，垦西92％，孤六97％。耗电量：21～23kW.h/m3水配套药剂：硫酸、硫酸钠、氯化钙、苛性碱。四）含油污水回用处理工艺技术 目前在胜利油田进行小试。工艺流程：生化出水+保安过滤+超滤+反渗透膜处理，出水达到配聚用水标准。成功后将进行大规模的污水资源化应用。2、“超滤加反渗透”双膜回用技术四）含油污水回用处理工艺技术 国内外油田采出水处理技术现状胜利油田采出水处理技术进展面临的技术问题下一步攻关方向目录 三、面临的技术问题1、新的开发工艺和特殊油藏的开发，作业废液的进入，油水性质变化较大，造成现有处理工艺的不适应性日益突出低渗透、小断块特殊油藏的开发、作业、钻井废液的进入，油田开发各环节中投加的各种化学剂，造成油水性质变化较大，悬浮固体颗粒粒径明显变细，颗粒相互聚并及分离困难，都加大了水系统的处理难度。 孤岛、孤东、胜采等11座站污水中含有聚合物，聚合物浓度达40－120mg/l，增加了处理难度。目前11座站水量约28×104m3/d，占总水量的36.5%，孤岛含聚水污水站外输污水含油量达到2000mg/l以上。三、面临的技术问题孤六来水沉降5min照片孤六来水沉降5小时照片孤六来水沉降24小时照片2、三采注聚油田的不断开发，高含聚污水仍是制约水质提高的主要因素。 国家对节能减排、环境保护的要求越来越高，污水资源化的要求越来越迫切。“山东省半岛流域污水排放标准”2007年1O月1日已执行，外排污水COD含量由150mg/L降低到100mg/L，提高污水达标外排。油田每天配聚用清水、注汽锅炉用清水量达到4－5万方，污水处理后回用替代清水，实现污水资源化，可节约大量清水资源，经济效益十分明显。桩西氧化塘采出水处理外排污水回用注汽锅炉三、面临的技术问题3、污水资源化的要求越来越迫切，急需攻关课题越来越多。 国内外油田采出水处理技术现状胜利油田采出水处理技术进展面临的技术问题下一步攻关方向目录 四、下一步攻关方向设备效率的提高。沉降罐内部结构优化，聚结、斜管分离材料的应用，气浮加强溶气、药剂反应，提高污水处理设备效率；系统的配套。污水站建设配套污泥排出、脱水处理、污油回收、加药投加、成本保障等措施，确保出水水质；污泥无害化、资源化。对含油污泥进行脱水、破乳脱油、生化处理、浓缩及固化等无害化处理，开展作为建筑材料、筑路材料或其他用途的研究，实现污泥的资源化。1、完善和提高现有流程技术水平，提高系统效率 2、采用新工艺、新技术，解决三采采出水处理难题加大新型药剂研究攻关，研制低成本三采采出水处理药剂。加大新型聚结材料、斜管分离材料的应用，提高设备处理效率。进行新型高效分离技术研究、攻关与应用。OPS+CoMag技术、双旋流技术、悬浮污泥床技术、多级气浮技术等。四、下一步攻关方向 3、加强各类新材料研究，提高设备处理精度和效率加大新型膜材料：金属膜、有机纤维膜、超滤膜、反渗透膜等适应油田污水性质的膜材料研究、应用，提高设备处理精度。推广应用玻璃钢罐、玻璃钢管蒸馏线等非金属材料，提高设备的使用寿命。四、下一步攻关方向4、加强污水回用与资源化工作开展高矿化度污水回用锅炉研究，进行机械压汽蒸馏法处理采出水中试。。强化污水处理后配注母液研究，加快工程应用的步伐。 精心诚信创新奉献发展谢谢！'