莊建全,郭 鵬,羅江濤,林 剛,紀(jì)艷娟,郭朦朦
(1.中國石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院,江蘇 揚(yáng)州 225009;2.中國石化江蘇油田分公司采油二廠,江蘇 金湖 211600)
FM油田污水系統(tǒng)生化改造與效果評價(jià)
莊建全1,郭 鵬1,羅江濤1,林 剛1,紀(jì)艷娟1,郭朦朦2
(1.中國石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院,江蘇 揚(yáng)州 225009;2.中國石化江蘇油田分公司采油二廠,江蘇 金湖 211600)
分析了FM油田水處理系統(tǒng)存在問題,并根據(jù)水性分析,確定了該系統(tǒng)采用活性污泥法+膜處理水處理工藝。應(yīng)用生化技術(shù)后,F(xiàn)M水處理站水質(zhì)得到明顯改善。通過一年的監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)水處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,達(dá)到了A2級指標(biāo)要求;同時(shí)整個(gè)FM區(qū)塊注水壓力平均下降2 MPa,年節(jié)省清水、藥劑、電費(fèi)等費(fèi)用達(dá)86.8萬元。
生化技術(shù) 油田污水 效果評價(jià)
隨著油田進(jìn)入中后期開采階段,油井產(chǎn)液和含水不斷上升,從節(jié)能降耗和環(huán)??紤],對產(chǎn)出污水進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的處理是油田可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
生化水處理技術(shù)利用微生物的代謝作用,將污水中的乳化油和溶解油轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì),達(dá)到水處理的目的[1]。通過對微生物的馴化培養(yǎng),可使其適合油田污水鹽度高、水質(zhì)復(fù)雜、有機(jī)物含量高的特點(diǎn)。并且生化技術(shù)的高除油率可滿足后續(xù)深度水處理工藝對含油量的苛刻要求。
1.1 改造前存在問題
FM油田污水處理站改造前污水處理量為500 m3/d,污水僅經(jīng)過一級沉降后就進(jìn)行回注;同時(shí)還有部分回注水采用清水,注水量250 m3/d。改造前流程如圖1所示。
隨著FM油田的逐步開發(fā),產(chǎn)液及產(chǎn)水量上升,更多問題逐漸凸顯,主要表現(xiàn)在:
(1)污水處理系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重,存在安全隱患;
(2)污水來源復(fù)雜,水性復(fù)雜多變,結(jié)垢趨勢嚴(yán)重;
(3)污水處理系統(tǒng)運(yùn)行困難,處理后水質(zhì)達(dá)不到有效注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);
(4)污水處理系統(tǒng)流程不完善,水質(zhì)二次污染;
(5)注清水后地層配伍狀況得不到保障,注水壓力進(jìn)一步上升,影響油田開發(fā)效果,同時(shí)浪費(fèi)環(huán)境資源。
圖1 FM油田污水處理站改造前污水處理流程
通過對FM水處理站三相分離器出水進(jìn)行可生化性監(jiān)測發(fā)現(xiàn)(見表2),該站污水化學(xué)需氧量(CODCr)平均值為525.62 mg/L,生物需氧量(BOD5)平均值為235.75 mg/L,可生化指數(shù)(BOD5/CODCr)平均值為0.45,說明該水體具有較好的可生化性,適合采用生化工藝,同時(shí)對水體的水性分析(表3)發(fā)現(xiàn),該水體礦化度為31 512.33 mg/L,需要對微生物菌種在該水體下進(jìn)行馴化,使其能夠適應(yīng)該水體礦化度要求[4]。
表3 FM處理站污水水性分析結(jié)果 mg/L
表4 幾種好氧法處理工藝優(yōu)缺點(diǎn)對比
生化除油工藝目前較多采用好氧法處理,根據(jù)其作用原理和運(yùn)行情況,各方法的優(yōu)缺點(diǎn)見表4。
1.2.2 改造方案確定及設(shè)計(jì)指標(biāo)
針對目前該處理站存在問題以及水體性質(zhì),對系統(tǒng)進(jìn)行改造,主體工藝采用活性污泥法+膜過濾工藝,主要設(shè)備包括:生物污水處理裝置一套,膜過濾器一套,污水提升泵4臺(tái),設(shè)計(jì)污水處理規(guī)模為1 200 m3/d。改造后流程如圖2所示。
圖2 FM油田污水處理站改造后污水處理流程
依據(jù)油藏對注入水水質(zhì)要求,污水處理系統(tǒng)水質(zhì)指標(biāo)擬達(dá)到“A2”級[5]。具體指標(biāo)見表5。
表5 FM油田污水站設(shè)計(jì)進(jìn)出水指標(biāo)
2.1 水質(zhì)情況分析
工程改造后,隨機(jī)對系統(tǒng)的處理水質(zhì)進(jìn)行了抽樣檢測,檢測采樣點(diǎn)為生化進(jìn)口和膜出口。監(jiān)測水質(zhì)指標(biāo)見表6,7。
表6 改造前水質(zhì)檢測結(jié)果
表7 改造后水質(zhì)檢測結(jié)果
綜合以上抽樣檢測分析結(jié)果,項(xiàng)目改造后的污水處理系統(tǒng)運(yùn)行情況較改造前有明顯改善,系統(tǒng)處理后水質(zhì)基本滿足A2級注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求,總體上能夠適應(yīng)有效回注的要求。
同時(shí)為檢驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性,對投產(chǎn)后一年內(nèi)的水質(zhì)情況每月進(jìn)行抽樣檢測,檢測情況見圖3。
圖3 投產(chǎn)一年內(nèi)連續(xù)檢測水質(zhì)情況
根據(jù)一年內(nèi)的水質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,12個(gè)月中除第3個(gè)月懸浮物指標(biāo)平均值略高于2 mg/L外,其他各月懸浮物、含油量及粒徑中值三項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
總結(jié)以上數(shù)據(jù)及分析得出,項(xiàng)目基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的改造目標(biāo),處理水質(zhì)基本滿足A2級注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2.2 注水效果分析
污水處理系統(tǒng)投產(chǎn)后污水的水質(zhì)得到較大改善,從注水泵壓力來看,注水泵出口壓力由26.5 MPa降至24.5 MPa,注水壓力下降2 MPa。這主要是因?yàn)樵搮^(qū)塊注水壓力有了明顯降低,以FM-10注水井為例,見圖4,5。從圖中可以看出,系統(tǒng)改造前注水壓力為24.2 MPa,注水量20 m3/d;改造后注水量不變,注水壓力平均為22 MPa,改造后注水壓力平均降低2.2 MPa。
注水井壓力降低主要是因?yàn)椋?1)污水得到有效處理,污水中的含油、懸浮物顆粒有效去除,降低了對地層孔隙的堵塞污染;(2)以污水代替清水,地層配伍情況好轉(zhuǎn),有助于降低注水壓力。
圖4 FM-10井改造前后注水壓力變化
圖5 FM-10井改造前后注水量變化
2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析
(1)以污代清效益
FM油田有效注水實(shí)現(xiàn)了以污代清,直接經(jīng)濟(jì)效益主要是節(jié)水費(fèi)用,節(jié)約清水成本=清水使用單價(jià)×注水量。改造前使用清水量為250 m3/d,改造后該部分清水為污水所代替。按清水使用費(fèi)2.5 元/m3計(jì)算,注水采用處理后污水代替清水每天可節(jié)約成本625元,每年按照360 d計(jì)算可節(jié)約清水成本22.5萬元。
(2)節(jié)約藥劑費(fèi)用
采用生化處理技術(shù)后,該站減少了助凝劑、絮凝劑、除硫劑等藥劑的投加,可節(jié)約藥劑成本1.5元/m3,每年可節(jié)約藥劑成本46.98萬元。
(3)節(jié)約注水電費(fèi)
系統(tǒng)改造后,水質(zhì)得到很大的改善,對應(yīng)注水壓力均有所下降,注水時(shí)電量也隨之降低,節(jié)約電費(fèi)=注水量×注水壓降×運(yùn)行天數(shù)×電價(jià)。按目前水處理870 m3/d,平均注水壓力下降2 MPa,電費(fèi)按1元/度計(jì)算,每年可節(jié)約電費(fèi)17.3萬元。
通過以上分析可以看出,F(xiàn)M油田水處理站采用生化技術(shù)后,可減少各類成本86.8萬元。
(1)FM油田采用生化水處理技術(shù)后,水質(zhì)得到明顯改善,含油量、懸浮物固體含量有效去除,達(dá)到了A2級水質(zhì)指標(biāo)。
(2)實(shí)現(xiàn)了以污代清的回注目標(biāo),地層配伍情況好轉(zhuǎn),注水壓力平均降低2 MPa,提高了油田開發(fā)效果。
(3)生化技術(shù)的應(yīng)用,減少了藥劑、電費(fèi)等各類成本達(dá)86.8萬元。
[1] 張學(xué)洪,解慶林,王敦球,等.高鹽度采油廢水生物處理技術(shù)研究與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2009:4-6.
[2] 郭鵬,林剛,吳玉華,等.微生物除油技術(shù)在高濁度油田黑水沖擊下的應(yīng)用實(shí)踐[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2014,30(294):57-58.
[3] 莊建全,紀(jì)艷娟,林剛,等.油田采出水COD快速檢測方法研究[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2015,31(309):40-43.
[4] 莊建全,羅江濤,林剛,等.油田含油污水生化處理系統(tǒng)快速啟動(dòng)技術(shù)[J].復(fù)雜油氣藏,2013,6(4):77-80.
[5] SY/T5329-1994.碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法[S].
(編輯 謝 葵)
Biochemical modification and effect evaluation of FM Oilfield sewage system
Zhuang Jianquan1,Guo Peng1,Luo Jiangtao1,Lin Gang1,Ji Yanjuan1,Guo Mengmeng2
(1.PetroleumEngineeringTechnologyResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China; 2.No.2OilProductionPlantofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Jinhu,China)
The problems of water treatment system in FM Oilfield were analyzed.According to the analysis of water,the system was determined to adopt activated sludge process & membrane water treatment technology.With the use of biochemical technology,the water quality of FM water treatment station has been significantly improved.In a year of monitoring,the water treatment system ran stably,reaching the A2 level indicators.At the same time,the average water injection pressure of the entire FM block decreased by 2 MPa.The cost of saving water,electricity and other chemicals achieved 868 thousand RMB yuan.
biochemical technology;oilfield wastewater;impact assessment
2015-11-16;改回日期:2015-12-10。
莊建全(1982—),工程師,現(xiàn)從事油田污水、污泥處理工藝技術(shù)研究。電話:15861330209,E-mail:zhuangjq.jsyt@sinopec.com。
10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.02.015
TE357.6
A