摘要：針對(duì)低滲透油田回注污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的問題，采用改性纖維球?yàn)V料全自動(dòng)過濾器，改造頭臺(tái)油田污水處理系統(tǒng)。介紹了過濾器的結(jié)構(gòu)、工作原理和主要技術(shù)參數(shù)，并與其它過濾料進(jìn)行了比較，認(rèn)為改性纖維球?yàn)V料自動(dòng)過濾器具有過流量大、濾料再生能力強(qiáng)可反沖洗的特點(diǎn)，通過污水處理前后水質(zhì)指標(biāo)的對(duì)比，說明這種過濾器可有效地保證污水水質(zhì)。

1、油田回注水處理概況

由于中國大部分油田已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)的中、后期，采出液中的含水量為60~80%，有的油田其至高達(dá)90%。如果這些含油污水未經(jīng)處理直接排放，將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，也是水資源的很大浪費(fèi)。因此，對(duì)油田含油污水須進(jìn)行處理回用，可以為油田帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

目前油田含油污水處理后的出路有三種。

一種是處理后用于回注，此為優(yōu)選目標(biāo)，要求須對(duì)水中的油、懸浮物及其顆粒粒徑進(jìn)行控制；

二種主要是稠油污水，處理后用于熱采鍋爐的給水，要滿足熱采鍋爐給水的水質(zhì)；

三種是多余污水處理后排放，按照中國綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)，除對(duì)含油及懸浮物等指標(biāo)進(jìn)行控制外，還要對(duì)COD等排放指標(biāo)進(jìn)行控制。

綜上所述，油田含油污水須進(jìn)行處理，目前中國油田含汕污水常規(guī)處理流程是：來水→緩沖調(diào)儲(chǔ)→除油、沉降→過濾→回注、回用或排放。

緩沖調(diào)儲(chǔ)的目的是對(duì)來水進(jìn)行均質(zhì)、均量，也兼有預(yù)處理目的。除油沉降的目的是去除水中大部分油和懸浮物。過濾是進(jìn)一步去除水中細(xì)粒徑的油和懸浮物，起到水質(zhì)把關(guān)的作用。

由于回注及鍋爐回用水對(duì)含油及懸浮物指標(biāo)要求都十分嚴(yán)格，因此油田含油污水處理工藝中的過濾技術(shù)也就成為整個(gè)工藝的關(guān)鍵和難點(diǎn)。

1.1 油田回注水指標(biāo)及水質(zhì)現(xiàn)狀

自六十年代中國含油污水處理后用于回注至今，各油田污水處理及回注站已具很大的規(guī)模。隨著地層采出水量的不斷提高，注水量成倍增長，注水水質(zhì)要求也更加嚴(yán)格，目前執(zhí)行的是1995年中國石油天然氣總公司頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)SY/T-5329-94》。

該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，從油層的地質(zhì)條件出發(fā)，將水質(zhì)指標(biāo)按滲透率小于0.1、0.1~0.6、大于0.6u m²分為低(A)、中(B)、高(C)滲透三類。又將每類標(biāo)準(zhǔn)分3級(jí)要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中滲透的B1級(jí)及低滲透的A3級(jí)要求懸浮物顆粒粒徑控制≤2μm，低滲透的A2級(jí)、A1級(jí)要求懸浮物顆粒粒徑控制分別為≤1.5，≤1.0μm。這種精度是傳統(tǒng)多層濾料（石英砂、煤）和核桃殼濾料所無法達(dá)到的。

2、目前油田污水處理過濾技術(shù)存在的問題

(1)不能滿足低滲透油田回注水對(duì)懸浮物含量及顆粒直徑指標(biāo)的控制要求。

(2)由于粒度�。�為0.6~1.8mm之間），易破碎，反沖洗時(shí)容易流失，需要經(jīng)常補(bǔ)充漏失的濾料。

(3)對(duì)于稠油污水及原油中瀝青和膠質(zhì)含量較高的采出水，以上濾料容易出現(xiàn)板結(jié)問題，常使過濾無法進(jìn)行，使整個(gè)過濾工藝癱瘓。

3、改性纖維球?yàn)V料與其他濾料對(duì)比分析

3.1 核桃殼濾料

核桃殼過濾技術(shù)早起源于美國，我困應(yīng)用較晚，是80年代中后期在因內(nèi)發(fā)展起來的，大慶油田應(yīng)用的較晚，九十年代中期首先在大慶外圍油田有應(yīng)用。1998年大批量應(yīng)用。濾速高，過濾通量大；吸附能力強(qiáng)，除油效果好；反沖洗強(qiáng)度低，白耗水量��；核桃殼濾料對(duì)懸浮固體的去除效果較差。

3.2 雙層濾料過濾器

雙層濾料過濾器具有操作簡單、運(yùn)行管理方便、納污能力強(qiáng)、處理效果好的特點(diǎn)，因此在油田生產(chǎn)中其運(yùn)行效果良好。尤其是在深度含油污水處理時(shí)，充分顯示出其處理效果好的優(yōu)點(diǎn)，雙層濾料過濾器的出水水質(zhì)高于單層石英砂過濾罐、單閥過濾罐、雙向過濾罐。

要達(dá)到同樣精度要求，改性纖維球過濾器用一層，雙濾料過濾器、砂濾過濾器等需用兩級(jí)以上；要達(dá)到同樣的處理量要求，改性纖維球過濾器的罐體直徑要小得多。實(shí)際應(yīng)用說明，在相同處理量，相同來水指標(biāo)情況下，改性纖維球過濾器比其它過濾器僅減少設(shè)備投資一項(xiàng)上就達(dá)到50%以上（性能價(jià)格比），污水處理指標(biāo)提高一個(gè)等級(jí)，改性纖維球?yàn)V料具有使用壽命長的特點(diǎn)。

4、大慶XX油田污水處理流程

隨著XX油田開發(fā)的不斷深入，原油含水不斷上升，采油污水處理已成為注水開發(fā)油田的重要工作。目前，頭臺(tái)油田污水量達(dá)1000m³/d，處理后全部回注到油田。XX油田為低滲透油田，對(duì)回注水質(zhì)要求高，污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)直接影響油田開發(fā)效果。2000年油田對(duì)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行了改造，在油田污水二次過濾過程中采用了改性纖維球?yàn)V料，提高了污水處理后的水質(zhì)，滿足了地層注水的要求。

污水處理流程分析

污水處理流程及其優(yōu)點(diǎn)。污水處理流程：污水池→1#、2#氣浮選→提升泵→1次濾罐→2次濾罐→纖維球過濾罐→1000m3注水罐→外輸泵→外輸至XX油田。

改造后的污水處理流程，保留了原重力式沉降流程，增加了混合反應(yīng)器，這樣提高了過濾器的濾前水質(zhì)，充分利用了原有設(shè)備和流程，降低了改造費(fèi)用；過濾罐采用成撬并聯(lián)安裝，加大了污水處理量，提高了污水過濾精度，滿足了低滲透油田回注污水的要求；提高了污水處理的自動(dòng)化程度，減輕了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

5 運(yùn)行情況及經(jīng)濟(jì)效益

在采用了雙濾料全自動(dòng)過濾器后，污水處理量和污水水質(zhì)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。過濾水懸浮固體含量、油含量、SRB等均已達(dá)到《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法(SY/T5329-94)》水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，減少了地層污染，滿足了臨南油田對(duì)回注污水要求。其經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

5.1 水井作業(yè)費(fèi)用大幅降低

作業(yè)大修井減少從近年水井解堵、作業(yè)大修調(diào)查情況看，XX油田作業(yè)大修水井逐年增多。僅1999年全年大修水井41井次，其中因結(jié)垢、腐蝕嚴(yán)重而大修的井32井次，占78%以上。在改性纖維球全自動(dòng)過濾器投產(chǎn)后，回注污水水質(zhì)提高，作業(yè)大修井明顯減少，2011年作業(yè)大修井17口，減少因結(jié)垢、腐蝕的井15井次，節(jié)約作業(yè)經(jīng)費(fèi)30.6萬元。

5.2 管線使用壽命得以延長

系統(tǒng)效益提高回注水水質(zhì)主要指標(biāo)懸浮物和含油達(dá)到注入水標(biāo)準(zhǔn)，減少了地層堵塞，注水壓力不在升高，提高了注水量，保證產(chǎn)能需要，為油田的穩(wěn)產(chǎn)創(chuàng)造了條件，同時(shí)減緩了污水的腐蝕程度，延長了注水設(shè)備及注水管線的使用壽命。

6 結(jié)論及建議

(1)改性纖維球?yàn)V料與其它污水處理設(shè)備相比具有結(jié)構(gòu)緊湊、流程簡單、過濾效率高、纖維球?yàn)V料使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)低滲透油田回注污水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，簡化污水處理流程，降低生產(chǎn)成本等具有重要意義，在油田污水處理站可推廣應(yīng)用。

(2)在改性纖維球?yàn)V料與其他濾料不同在反沖洗作業(yè)中，因?yàn)槔w維球?yàn)V料損失等原因使水質(zhì)變差，需加強(qiáng)管理，定期添加濾料，以保證雙濾料過濾器的正常運(yùn)行。

(3)改性纖維球?yàn)V料的運(yùn)行受進(jìn)水水質(zhì)影響較小，污水處理工藝中混凝沉降效果直接影響濾前水質(zhì)，需控制進(jìn)水水質(zhì)，完善工藝流程，保證濾后水質(zhì)指標(biāo)。

(4)保證纖維球?yàn)V料的反洗再生。定合理的反洗工藝，保證纖維球?yàn)V料反洗再生完全。

纖維球?yàn)V料的反洗不完全、再生情況不好都影響過濾精度和過濾器的正常運(yùn)行。而反洗太過于頻繁，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。建議選用反洗再生性能好的纖維球?yàn)V料，并采用自動(dòng)控制反洗。