涠洲12-1油田包括5个平台装置, 随着开采时间的延续, 生产井的含水逐步上升, 到目前为止, 5个平台的总生产水量约有3300方/天。而油田现有的污水处理系统是10多年前油田刚投产时的处理技术, 采用撇油罐和水力旋流器串联运行进行处理, 污水排海浓度在12-15mg/L左右。虽然排海污水已经达到国家要求, 但是油田非常重视对海洋环境保护, 决定对现有污水处理系统进行升级, 把对海洋环境的影响降低到最小。
同时, 为了落实《中国海洋石油总公司节能减排工作实施方案》要求的“海上油田在产量快速提高的情况下, 要贯彻增产不增污的原则”, 后续油田开发项目的污水处理需要到涠洲12-1油田的生产装置进行处理, 并全部回注至地层。但是, 目前涠洲12-1油田的达标生产污水 (SS约10ppm, 含油量约14-18ppm) 不能满足回注水的标准 (SS<3ppm, 粒径中值<32μm, 含油量<8ppm) , 因此需要再增加一级精细过滤才能满足回注要求。
1 工艺原理
涠洲12-1油田此次污水系统的改造, 选用了“比斯坦”公司研制开发的KGL系列高精度快速过滤系统, 该系统使用特殊的过滤介质 (改性纤维球) 为过滤材料, 在一定的滤速下, 悬浮物被过滤材料表面截留, 而在较高的水流速度下, 悬浮物又可以脱离过滤材料表面, 从而达到反冲洗的效果, 不会产生因悬浮物吸附饱合而堵死失效, 其过滤精度可以达到5μm, 可以满足大水量污水的高精度过滤要求。
该过滤系统总共包括10个单独的过滤罐体和一套PLC控制系统。每个罐体为一个过滤单元, 工作时汽缸将过滤材料压紧, 需要过滤的水流入压紧的滤料, 经过滤料过滤后, 由集水器流出, 完成过滤过程。当滤料截留物质增多时, 水头损失加大, 需要进行反冲洗, 反冲洗时, 汽缸将滤料松开, 水从集水器流入, 经过过滤单元由反冲洗出水口流出, 进入平台闭排系统。在反冲洗过程中, 反冲洗水来自其他过滤单元的过滤出水, 不需要反冲泵及反冲水池, 不必停机, 设备过滤程序照常进行。
每单个过滤单元只是整体过滤器的一个组成部分, 在运行过程中, 系统最少需要由三个过滤单元联合组成, 才能实现过滤的全部功能。当进出水压差达到设定值时, 压差开关给PLC一个信号, 或者当程序计时器达到设定的时间间隔时, PLC执行反冲洗程序, 每个过滤单元按照顺序进行反冲洗, 而剩余过滤单元继续运行, 承担污水处理任务, 并为反冲洗过滤单元提供干净的反冲洗水源。
2 工程实施
污水深度处理工艺系统的施工主要分为三个阶段:一、前期调研试验, 二、设备安装及管线连接, 三、系统调试。
2.1 前期调研试验
为了了解污水深度处理工艺系统在涠洲12-1油田的污水处理过程中的处理效果, 在前期的调研试验中, “比斯坦”公司首先通过一套小型不锈钢烧结滤管过滤器实验装置在平台上进行测试, 收集测试数据和资料, 并进行综合分析, 把测试结果作为下一步制定方案的依据。
2.2 设备安装及管线连接
污水深度处理工艺系统的10个罐体分散布置, 设备安装及管线连接的工作是整个工程的重点, 这部分的工作量占整个工程的60%, 这一部分工作主要由乙方施工, 工程的质量和进度由甲方派出的项目工程人员进行监督, 油田主要是协调各施工单位, 监督现场施工安全, 确保油田安全生产和作业。
2.3 系统的调试
设备系统的调试工作是由油田现场、乙方施工负责人、以及厂家人员共同来完成的。其中厂家负责进行指导, 油田现场为调试工作创造各种条件并配合进行操作, 施工负责人则负责对调试中出现的问题进行整改。油田生产部门模拟了各种工作状况下的试运行情况, 全面检测了设备各项功能和指标, 对出现的问题及时整改, 对暂时不能整改的作好了备案记录。
最后, 调试工作完成后, 污水深度处理系统运行平稳, 根据调试的实际情况和厂家建议, 系统投入正常运行, 整个污水深度处理改造工程结束。
3 系统效果分析
污水深度处理工艺系统投用之前, 涠洲12-1油田的生产污水排放浓度一般在14-18ppm左右, 而系统投用后, 污水的排放浓度基本稳定在8-10ppm左右, 生产污水的排放有了非常大的改观。
如果计算污水深度处理系统投用前污水排海平均浓度为16ppm, 每天排放生产污水3300方, 每天的烃类排污量为:
3300方/天*16ppm=52.8升/天
而污水深度处理系统投用后, 污水排海浓度下降到平均9ppm, 在同样的生产工况下, 每天的烃类排污量为:
3300方/天*9ppm=29.7升/天
因此, 油田每年生产污水的烃类排污量减少了:
结果表明, 污水深度处理工艺系统在涠洲12-1油田的应用, 达到了每年减少烃类排放量约8316升的良好环境效益, 并且为后期的生产水回注项目的实施, 最终实现零排污的目标创造了条件, 取得了预期的效果。
摘要：涠洲12-1油田污水深度处理工艺系统主要是用改性纤维球作为过滤介质, 进一步处理在石油开采中产生的含油污水, 该系统的稳定运行达到了很好的环境效益, 并且为今后的生产水回注地层项目的实施创造了条件。
关键词：改性纤维球,污水处理,节能减排
参考文献
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[2] 靳辛.采油污水处理及实例分析.
[3] 李颖川.采油工程.