中石化中原石油工程设计有限公司 河南郑州 450018
摘要：针对中原油田外部重要战略接替的白音区块存在的储层物性分布差异大、采出液水性差异明显和综合含水率高、水质不稳、配伍性极差且回注率低的现实状况，文章通过科研团队的无数次试验、分析和研究，舍弃了建集输管网和车载集中处理的方案，研发出三种含油污水处理组合撬及一体化回注水撬，就地处理，就地回注，不仅省去集输网投资和节省运费，还可随井迁移，重复利用，是高效、经济、实用、快捷的优选工艺。
关键词：配伍性；压力；回注；达标；
一、项目背景
中原油田上世纪90年代投入勘探、开发内蒙白音区块，2004年滚动开展产能建设。该区块现在已成为中原外部重要资源战略接替区之一。其油井采出液含水率逐年上升，当前综合含水率约52%。白音属植被发育较差的内陆沙漠化草原，生态链条本身就相对脆弱，若采出水不经过处理直接排放，对残弱的周边环境将造成无法弥补的损失和污染。与此相关的是储层若无法及时注水填补压力，势必对储层原油采收率产生重大影响。而达成回注的先决条件是回注水质必须达到相关规定标准。若回注水水质不满足注入的储藏层需要，水质不稳定，与其没有良好的配伍性，势必影响和伤害它，降低采收率，甚至影响油田整体可持续发展。若采用淡水回注，需求量大，对本身处于沙漠化的该区块来讲，极其奢侈、不经济，还有可能因过度开采地下水而影响地下水系平衡。为节约宝贵的淡水资源，降低采出水外排产生的各类污染和影响，其回注水应优先利用处理后的采出水；若处理后采出水量不足，可再用淡水作补充。如何科学、合理、经济、实用地破解含油污水的处理和回注是各级领导普遍关注和希望尽快解决的头等大事。
经中原多次试验、分析和研究：该区块纵向和水平向储层物性分布差异大，非均质性强，采出水水性差异大，各井产出水配伍性极差，勿直接交叉注水或混注。井在逐级开发中分布分散，若建集输网集中处理，成本奇高；若车载到处理站一起处理，运费高，水性差异大，且水质在运输中易变化，配伍性极差，处理和回注困难很大。多年、多批次的科研证明：研发含油污水处理组合撬及一体化回注水撬，就地处理，就地回注，不仅省去集输网投资和节省运费，还可随井迁移，重复利用，是高效、经济、实用、快捷未来发展趋势。
二、设计原则
1、满足各级标准规范对污水处理、回注相关规定；
2、全部就地处理，达到回注水标准、全部回注，满足地层物性要求，保护环境和储层；
3、技术先进，工艺合理，精度和效率高；
4、装置小型化、撬装化，省占地，可复用，易搬迁；
三、设计方案
1、方案一：重力除油→重力沉降→过滤（加压）→回注
重力式污水处理工艺：沿用多年、行之有效的方法；运行相当稳定，效果可靠，去除油和SS效率较高。
原理：充分运用油、水、固的密度差异，依据重力特性，油轻上浮，固重下沉，分离去除。流程起始的根据浅池理论设计的斜板隔油池及平流式沉降池是在传统除油器中优化增加斜板，缩短沉降距离和时间，浓缩建构筑物尺寸，提高效率；利用吸附、絮凝、沉降、截留等原理的过滤罐可去除油、SS、细菌及氧化和腐蚀产物。
主要设备和建构筑物：斜板隔油池、平流沉降池、双滤料罐、提升泵、加压泵、注水泵、净化水箱、加药装置等，总投资约44万元。
优势：运行平稳，除油、SS效果好，出水≥B2级指标；
不足：占地较大，污水停留时间较长。
2、方案二：压力隔油→压力沉降→压力过滤→回注
我国20世纪80年代开始出现和发展压力式处理工艺，占地省，效率高，适于撬装。
原理：可全密闭，污水在压力下沉降分离，缩短沉降时间。
主要设备和建构筑物：不同与重力式的是：沉降池由平流式变为压力式，其余相同或相似，总投资约45.5万元。
优势：采用新型小体积设备，占地少，效率高，污水停留时间短，出水水质好。
不足：消耗稍大，水质、水压波动适应性稍差。
3、方案三：斜板隔油→浮选→两级过滤
近年来逐步发展起来的气浮处理工艺：技术成熟、效率高、适于分散油和乳化油含量较高的污水处理工艺。
原理：水中通空气或天然气后，液体界面有缩小趋势的原理，使污水中SS依附气泡上浮，去除。
主要设备和建构筑物：溶气浮选器、石英砂过滤器、精细过滤器、变频加压泵、注水泵、缓冲罐、加药装置，总投资约46.5万元。
优势：技术成熟，对分散油、乳化油及沉降难去除的细微SS处理效果好，设备小，占地少，两级过滤，精度高，处理水≥A3级。
不足：耐冲击性差，若源水含亲水性杂质，需投加浮选剂。
四、结论
1、三种处理工艺均能能确保就地处理全部产出水，满足回注要求，满足环保要求，切实可行；
2、三者各具特色，各自适用条件和优势，实际运用中，结合实地情况，合理选择；
3、首先结合实际，投入100m3/d、200m3/d处理规模应用，待取得满意成果后再扩大应用，同时继续拓展开发处理规模600m3/d、10003/d的系列，全面投入应用和收获经济、环境和社会效益。
作者简介：
许世芹：女，1976年生，高级工程师，现工作于中石化中原石油工程设计有限公司
论文作者:许世芹,任重海
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/7
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