反应时间对油田采出水处理的影响

赵泉安 解兆友 陈娜

摘要：近年来随着油田开采的进行，各油田采油含水率大幅升高，采出水产量激增，随着日益严峻的安全环保形势，油田采出水的处理变得愈发重要。然而国内主要油田仍采用十几年前的老旧工艺及原有设施，在实际运行过程不免暴露出诸多问题，如何在沿用原有工艺设备的前提下，提高油田采出水处理效果愈发具有现实意义。

关键词：油田开采;含水率;采出水;安全环保;工艺;暴露问题

首先对国内主要大油田采用的采出水处理工艺进行简单介绍：大庆油田主要采用自然沉降除油+混凝沉降除油+石英砂过滤的处理工艺;胜利油田采用物理沉降或气浮流程+核桃壳、石英砂过滤+纤维束精细过滤的处理工艺;长庆油田采用沉降罐脱水或三相分离器脱水+除油罐物理沉降分离+核桃壳、纤维束精细过滤的处理工艺。

从以上介绍中我们不难发现，现阶段油田采出水处理工艺并未大范围普及新工艺新技术，仍采用较为原始的工艺，且各大油田采用的处理工艺大同小异，主要利用物理沉降分离配合化学助剂投加，外加精细过滤的模式。其中精细过滤对采出水参数要求较高，一旦发生滤料污染，不仅会降低处理效果，甚至会产生恶性循坏，使水质进一步恶化。因此必须尽可能保证前端水处理工艺的效果，也就是物理沉降分离的效果。

根据Stockes沉降公式：w=[2g（ρS-ρ）gr2]/9μ式中：ρS为颗粒密度;ρ为水的密度;μ为流体黏度;r为颗粒半径;g为重力加速度，根据公式分析采出水中油及悬浮物的分离速度受颗粒大小及表面粘度的影响最为直接，可以通过投加化学助剂来改变参数提高分离速度，这方面也只能在一定程度上提高分离速度，要想提高最终处理效果，必要的反应时间也是一个很关键因素。

在现阶段，油田采出水大幅增加，普遍出现原有设备处理能力不足，采出水处理实际运行无法提供充足反应时间，致使最终处理水质下降。

以长庆油田某集中处理站为例，采用三相分离器脱水经2具1000m3自然除油罐沉降分离，后经旋流反应器进入3具200m3混凝除油罐再次分离，然后增压进入过滤系统精细过滤，期间配合投加相应化学助剂的处理工艺，图1为工艺流程框图：

2010年日处理采出水1400m3，2018年日处理采出水增加至2600m3，表1为相应的采出水处理数据：

通过分析表格数据发现：（1）、2010年采出水经过两具1000m3自然除油罐后，水质改善效果最为明显;（2）、同样在2010年采出水经过3具200m3混凝除油罐后，水质未发生明显改善;（3）2018年，在同样经过2具1000m3自然除油罐后，水质较2010年大幅降低;（4）2018年，在前端水质不理想的情况下，过滤器受到污染，基本失去过滤作用。针对以上几个问题再次分析，在2010年时，日产采出水1400m3，经过两具1000m3自然除油罐（运行液位8.5m，出口液位2.5m，存在1200m3反应空间）时，反应时间高达1200/1400*24=20.6h，同年在经过三具200m3混凝除油罐（出水液位5m，进水高度1.2m，存在反应空间360m3），反应时间仅为360/1400*24=6.2h;2018年，经过两具1000m3自然除油罐反应时间将至1200/2600*24=11h，同年在经过三具200m3混凝除油罐反应时间更是缩短为360/2600=3.3h，对照相应水质数据，不难发现采出水水质受反应时间的影响非常明显，以举例站库为例，反应时间保证在16-20h时，效果较为理想。

就目前油田采出水处理现状，新工艺新技术无法快速大范围普及，并非原有工艺技术不适应处理要求，而是大部分现有设备无法满足实际运行处理量，反应时间严重不足导致处理效果不理想。要想发挥好原有工艺作用，如何保证充足的反应时间同样是一个重要考虑因素。

参考文献：

[1]郭发荣，油田脱水及采出水处理工艺，長庆油田分公司采油工艺专业技术人员培训教材，2009.6

[2]陈忠喜，大庆油田采出水处理工艺及技术，2013.11