许世芹 任重海
中石化中原石油工程设计有限公司 河南 郑州 450018
摘要：针对文南油田地质构造错综复杂，油藏类型多，埋藏深，油气水关系复杂，物性差，对经处理后的采出水作为回注水的水质要求十分苛刻的现实，文章通过对重力式和压力式污水处理及注水一体化撬装装置的不同工艺方案进行了全面、细致的研究、分析和对比，最终优选压力式撬装装置，既能实现采出水的就地处理，就地回注，不建管网，省运费，又可随井迁移，重复利用，是一项快捷、高效、经济、实用的综合处理方式。
关键词：重力；压力；回注；水质
一、项目背景
文南油田地质构造复杂，断层多（超过210个），断块小（平均约0.3km2），油藏类型多（黑油、轻油；注水开发又分中渗复杂断块油藏、高压低渗油藏和常压低渗油藏），埋藏深，油气水关系复杂，物性差，对注入水质要求十分苛刻。而油井的注水开发第一要因就是严格控制注水水质。注入水必须水质合格、稳定，与地层配伍性良好；如不能满足地层要求，轻则会伤害储层，重则影响油井采收率和油田整体开发。
现以10#站为例：共有3口井，日产约120方采出液。其特点：①油井分散，处理规模小；②属于中低渗油藏，注入水水质要求高；③采出水矿化度高（80000-140000mg/L）、水性多样化；④流程可靠性要求高。若考虑建集输管网将所有井的采出液统一收集后，集中处理，由于井少，分散，投入产出比太大，既不经济，也不合理；若采用油车拉油到处理站集中处理，成本高，且运输中水质变化大，给处理和注水造成很大困难。因此，急需找到一种既经济合理，又切实可行的综合可行方案。
二、设计原则
1、满足国家、行业等标准规范对污水处理、回注、环保等相关要求和规定；
2、充分利用已有条件，方便施工、运营、管理和维护；
3、选用满足地层物性、技术先进、配置合理、精度效率较高的设备；
4、力争装置撬装化，易搬迁，可重复利用；
5、采出水100%达标处理后回注，节能降耗；
三、工艺方案
根据油田储层物性和特殊的回注要求，综合各方面的因素，经设计人员多方面对比、分析、研究后，拟考虑研发采出水处理及注水一体化撬装装置，就地处理，就地回注，不建管网，既节省运费，还可随井迁移，重复利用，是一项快捷、高效、经济、实用的处理方式。
3.1、方案一：压力式斜板除油→聚结分离→两级过滤→回注
一体化撬可充分利用来水压，缩分离时间，提升处理效率。
3.1.1工艺原理：利用压力式斜板除油器亲油性玻璃钢波纹材料形成的湿聚结作用，使水中浮油、部分分散油凝结形成大颗粒油珠，在浅池作用下，上浮去除。利用聚结分离器粗粒化材料聚结长大作用使部分分散油成大油珠，再经微涡旋分离体使油珠和SS分除。一级用核桃壳过滤器优良吸附、截留性能，形成较深滤床穿透层，保证出水达B2标准。二次用滤芯式过滤器，保证出水≥A3级标准精度。
①压力式斜板除油器：来水加药混合后进装置前段亲油性玻璃钢波纹聚结段，使水中难分除的小粒径浮油和较大粒径分散油聚结，生成易在短时间内分离的大油珠，随后经隔栅导流板、整流空腔和高强度玻璃钢斜板分离组，浅池条件下水油固三相分离；末端为出水部分。
②聚结分离器：端首多孔布水挡板，保证均匀布水；前段为固定在装置支撑体和器壁上的改性SS丝窝状粗粒化体，后配3组斜交改性SS波纹板，保证出水小粒径分散油聚结；中段为自由分离空腔；后段为高强环氧树脂玻璃钢造横向流微涡旋分离体；末端出水部分。
③核桃壳滤罐：污水中SS、油等流过滤层，经吸附、絮凝、沉淀、截留，水进一步净化。其滤床穿透深度大，孔隙度好，对油吸附作用优良。出口水质可控在B2～B3级。
④滤芯过滤器：为满足该区特殊注水水质，一级过滤后增滤芯过滤，特点：①烧结滤芯由陶瓷、玻璃砂、塑料等粉末材料烧结成微孔作通道，实现吸附、沉淀和截流。②纤维缠绕滤芯由纤维粗纱缠在多孔管上制成，控制缠绕密度制成精度不同的孔径外层大，越往中心越小滤芯。这种结构精度高，能使处理水SS粒径≤2m，含量≤3mg/l，达A3级标准。
3.1.2主要设备：
10m3/h污水处理撬块1套，含：①高效重力斜板除油器1台；②聚结分离器1台；③φ1.2m双滤料滤罐1座；④φ0.5m滤芯式过滤器2座；⑤提升泵、注水泵各1台；⑥3m3缓冲水箱2座；⑦配套、管网阀门；
3.2方案二：重力除油→重力沉降→两级过滤
3.2.1原理：斜板除油器及聚结沉降器依据浅池理论，在除油器中加设斜板，减小沉降时间和沉降距离，从而缩减处理构筑物体积，减小停留时间，提高处理效率。滤罐利用吸附、絮凝、沉降、截留等原理，去除油、SS、细菌及各种氧化和腐蚀产物。
3.2.2主要设备：
10m3/h污水处理撬块1套，包括：①高效压力斜板除油器1台；②聚结分离器1台；③φ1.2m双滤料滤罐1座；④φ0.5m纤维束过滤器1座；⑤H=32MPa提升泵、注水泵各1台；⑥3m3净化水箱2座；⑦配套、管网阀门；
四、方案比选
方案一优点：充分利用来水压，省泵提升，节能；处理效率高，停留短，占地小，集成程度高，工程费稍低，代表了目前采出水处理技术趋势。
缺点：来水水质、水量波动大时，影响平稳性；压力式装置缺乏成功经验。
方案二优点：运行平稳，除油、SS效果佳，水质、水量波动适应性好。
缺点：需两次提升，占地大，污水停留时间长，工程费稍高。
综合比较，推荐方案一。
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:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/17
标签：聚结论文; 水质论文; 油藏论文; 方案论文; 滤芯论文; 压力论文; 粒径论文; 《防护工程》2018年第11期论文;