隨著油田開發(fā)的不斷深入,原油含水不斷上升,污水處理已成為油田開發(fā)的一大難題。目前,純梁首站污水量達(dá)20000m³/d,處理后全部回注到純化及梁家樓油田。其中純化油田為低滲透油田,日注污水6000 m³,在首站污水系統(tǒng)改造前污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。1997年,勝利石油管理局純梁采油廠對(duì)首站污水處理系統(tǒng)進(jìn)行了改造,從江漢石油管理局機(jī)械廠購(gòu)進(jìn)了GLWA300/0.6 (S)型雙濾料全自動(dòng)過濾器,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

1、改造前污水處理流程及存在問題　　重力式除油流程:　  　5000m³一次沉降罐來水→2000m³一次除油罐→1000m³二次除油罐→300m³緩沖罐→外輸泵→外輸。　　原壓力過濾流程:
  　　300m³緩沖罐→純化過濾泵房→砂濾罐→外輸泵→外輸至純化油田。　　首站沉降分離主要依據(jù)托克斯沉降分離原理,通過物理、化學(xué)等方法達(dá)到含油污水中懸浮雜質(zhì)分離的目的,但粒徑小的懸浮物及微小的油滴含量仍很高。1985年,首站石英砂過濾罐投產(chǎn),它作為水質(zhì)凈化處理的最后一級(jí),在投產(chǎn)初期滿足了純化油田低滲透地層注水水質(zhì)的要求。但在一段時(shí)間后,由于污油和膠質(zhì)對(duì)石英砂濾料危害較大,出現(xiàn)濾料污染、結(jié)板和濾速降低、出水水質(zhì)變壞等現(xiàn)象,雖采取加大反沖洗強(qiáng)度、延長(zhǎng)反沖洗時(shí)間等措施,但經(jīng)粗濾化罐后的濾后水仍不能滿足要求。

2、改造后污水處理流程及其優(yōu)點(diǎn)　　改造后污水處理流程:　　300m³緩沖罐→純化過濾泵房→砂濾罐→300m³污水罐→外輸泵→雙濾料全自動(dòng)過濾器→外輸至純化油田。　　改造后的優(yōu)點(diǎn):一是保留了原重力式除油流程和原砂濾罐過濾流程,這樣既提高了雙濾料全自動(dòng)過濾器的濾前水質(zhì),又充分利用了原有設(shè)備和流程,降低了改造費(fèi)用;二是在砂濾罐后并聯(lián)安裝了2套GLWA300/0.6 (S)型雙濾料全自動(dòng)過濾器,增大了污水處理量,提高了污水過濾精度,滿足了低滲透油田回注污水的要求;三是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。

　　結(jié)構(gòu)原理及主要參數(shù)

1、結(jié)構(gòu)　　雙濾料全自動(dòng)過濾器主要由過濾罐體、管匯、反沖洗泵和自動(dòng)控制裝置四大部分組成,其中過濾罐體結(jié)構(gòu)如圖1所示。濾罐體內(nèi)分為濾前水腔區(qū)、上下層濾料區(qū)和濾后水腔區(qū)三個(gè)部分。

2、工作原理　　污水流經(jīng)雙濾料全自動(dòng)過濾器濾層,懸浮物被濾層攔截,濾后水通過集水系統(tǒng)從排水口排出。在過濾循環(huán)中,過濾器的過濾流量不變(在正常運(yùn)行時(shí),提高或降低流量會(huì)使污物泄漏,影響過濾性能)。設(shè)備在過濾狀態(tài)下,每隔2h開啟排氣管線閥門10min,以排除容器頂部聚集的氣體。過濾循環(huán)中,被去除的懸浮物停留在濾床上,使過濾阻力增加,處理量降低,且影響濾后水質(zhì)指標(biāo),所以應(yīng)根據(jù)過濾水質(zhì)情況,濾罐每間隔8~24h進(jìn)行15min反沖洗濾料,以去除停留在濾床的懸浮物。通過自動(dòng)控制裝置設(shè)定時(shí)間,進(jìn)行自動(dòng)切換反沖洗。為補(bǔ)充反沖洗過程中的濾料損失,每年定期添加一次濾料。

3、主要技術(shù)參數(shù)　　單罐額定流量: 300m³/h;　　設(shè)計(jì)壓力: 0.6MPa;　　設(shè)計(jì)溫度: 80℃;　　濾前水質(zhì)指標(biāo):懸浮物固體含量≤65mg/L,　　油含量≤170mg/L;　　濾后水質(zhì)指標(biāo):懸浮物固體含量≤3mg/L,油　　含量≤5mg/L,顆粒粒徑≤3μm;　　反沖洗離心泵: 10SH—9 (配75kW防爆電動(dòng)機(jī))。　　過濾器與石英砂過濾罐的比較雙濾料全自動(dòng)過濾器填加的不是單一濾料,而是填裝無煙煤、石英砂和金剛砂等濾料,組成不同密度的上下兩層濾料。根據(jù)水質(zhì)要求,上下兩層濾料的搭配不同,上層為密度較小、粒徑較大的輕質(zhì)濾料,下層為密度較大、粒徑較小的濾料。由于兩種濾料的密度差較大,在水中下降速度也不同,密度大的下沉快,密度小的下沉慢。其優(yōu)點(diǎn)是:經(jīng)過多個(gè)周期反沖洗后,仍能保持“輕、粗”的濾料在上,“重、細(xì)”的濾料在下的分層,形成濾料粒徑自上而下由大到小的反粒度濾層,提高了過濾水的穿透能力,最大限度地發(fā)揮了不同密度、不同級(jí)配指標(biāo)下濾層的截污能力。通過自動(dòng)裝置設(shè)定每8h反沖洗一次(15min),使濾料再生徹底,保證其過濾性能。　　雙濾料全自動(dòng)過濾器與砂濾罐相比,具有過濾量大、濾料再生能力強(qiáng)的特點(diǎn)。石英砂過濾罐是以石英砂為濾料,粒徑0.6~4mm不等,上層0.6~1.2mm,中層1.2~2mm,下層2~4mm。經(jīng)過一個(gè)周期反沖洗后,根據(jù)石英砂的粒徑大小分層,自上而下形成粒徑逐漸增大的濾層。石英砂過濾罐主要存在著濾料易受污油和膠質(zhì)污染,反沖洗效果差的問題。

　　運(yùn)行情況及經(jīng)濟(jì)效益

1、運(yùn)行情況　　1997年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、硫酸鹽還原菌等均已達(dá)到勝利石油管理局污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),減少了地層污染,滿足了純化油田的回注污水要求。污水經(jīng)雙濾料過濾器過濾前后的水質(zhì)指標(biāo)對(duì)比情況見表1。

2、經(jīng)濟(jì)效益　　(1)大修井減少　從近年大修井調(diào)查情況看,純化油田大修井逐年增多,且水井所占比例越來越大。僅1997年全年大修水井29井次,其中因結(jié)垢、腐蝕嚴(yán)重而大修的井24井次,占80%以上。在雙濾料全自動(dòng)過濾器投產(chǎn)后,回注污水水質(zhì)提高,大修井明顯減少, 1998、1999年共計(jì)減少因結(jié)垢、腐蝕而大修的井20井次,節(jié)約資金800萬元。　　(2)作業(yè)次數(shù)減少　首站雙濾料全自動(dòng)過濾器，污水處理系統(tǒng)改造前,污水中SRB菌含量和平均腐蝕率等嚴(yán)重超標(biāo),水井作業(yè)頻繁。流程改造后,水井作業(yè)周期由90天延長(zhǎng)至195天, 1998、1999年共計(jì)減少水井作業(yè)次數(shù)40井次,節(jié)約資金560萬元。　　(3)經(jīng)濟(jì)效益提高　雙濾料全自動(dòng)過濾器污水處理流程改造費(fèi)用300萬元,每年折舊15%,濾料費(fèi)用及反沖洗泵用電費(fèi)每年需2萬元,則年經(jīng)濟(jì)效益為(800+560)÷2-300×15%-2=633萬元。　　(4)系統(tǒng)效益提高　污水水質(zhì)提高后,減緩了污水的腐蝕程度,延長(zhǎng)了注水設(shè)備及注水管線的使用壽命。同時(shí),減少了地層堵塞,提高了注水量,從而保證了地層能量,為純化油田的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。　　(5)社會(huì)效益顯著　實(shí)施了過濾后污水回注,減少了地下的環(huán)境污染,保護(hù)了地下水資源。

　　結(jié)論及建議　　(1)雙濾料過濾器與其它污水處理設(shè)備相比具有流程簡(jiǎn)單、除油效率高、使用壽命長(zhǎng)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(jiǎn)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)在雙濾料過濾器的反沖洗作業(yè)中,因?yàn)闉V料損失等原因使水質(zhì)變差,所以需加強(qiáng)管理,每年定期添加濾料,以保證雙濾料過濾器的正常運(yùn)行。　　(3)雙濾料過濾器的運(yùn)行受進(jìn)水水質(zhì)影響較大,如果能進(jìn)一步提高和控制進(jìn)水水質(zhì),完善工藝流程,水質(zhì)指標(biāo)還可提高。