深度過濾技術(shù)在含油污水處理中的應(yīng)用

趙瑾睿

摘 要：通過利用深度過濾裝置，提高了水質(zhì)指標(biāo)，能有效減緩注水管網(wǎng)及注水設(shè)備的腐蝕速率，能有效提高老油田原油再次采收效率。

關(guān)鍵詞：深度過濾;纖維球;注水;采收率

一、現(xiàn)狀分析及存在的主要問題

隨著老油田注采結(jié)構(gòu)的調(diào)整，動用地質(zhì)儲量逐漸向二、三類儲層轉(zhuǎn)移，對注水水質(zhì)要求越來越高，保護(hù)地下環(huán)境、實(shí)現(xiàn)油田可持續(xù)發(fā)展是我們面臨的重要問題。目前油田污水站的過濾裝置大部分為石英砂過濾罐，石英砂濾料的顆粒直徑在0.3～8mm不等，利用截留、吸附機(jī)理去除污水中的固相雜質(zhì)，由于石英砂濾料由其自身物性所決定，粒徑過小就不能適應(yīng)工藝要求，因此通過石英砂濾料的濾后水懸浮固體含量在5～10mg/l，僅達(dá)到C3標(biāo)準(zhǔn)，不能滿足注水水質(zhì)的要求。

為了滿足老油田注夠水、注好水、平穩(wěn)注水、安全注水的要求，提高油田二次、三次原油采收率，減輕對地下環(huán)境的污染，利用深度過濾裝置對含油污水進(jìn)行深度過濾。

二、結(jié)構(gòu)、工藝流程或工作原理，設(shè)計及工藝圖表

由于油田已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)的中、后期，采出液中的含水量為60～80%，有的甚至高達(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，也是水資源的極大浪費(fèi)。因此，對油田含油污水必須進(jìn)行處理回注，可以為油田帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。目前油田含油污水常規(guī)處理流程是：來水 →除油→沉降 → 過濾 → 回注。

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。由于回注回用水對含油及懸浮物指標(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)也就成為整個工藝的關(guān)鍵和難點(diǎn)。

過濾器是油田污水處理最后一道除油、除懸浮物的重要工序，目前油田普遍使用的過濾器有多層濾料（石英砂、無煙煤等）過濾器和核桃殼過濾器等。核桃殼過濾器除油效果相對較好，但是控制懸浮物能力較差，多層濾料過濾器比核桃殼過濾器控制懸浮物能力稍好，但除油效果不佳，尤其濾速太低（一般選用8-12m/h），同等處理量選用設(shè)備數(shù)量太多，增加一次投資費(fèi)用。核桃殼、煤、石英砂等顆粒濾料存在一些共同的缺點(diǎn)：

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

2、由于粒度?。?.3～0.5mm），易破碎，反沖洗時容易流失，需要經(jīng)常補(bǔ)充漏失的濾料。

3、對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，使整個過濾工藝癱瘓。

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0.6μm2分為低（A）、中（B）、高（C）滲透三類。又將每類標(biāo)準(zhǔn)分3級要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中滲透的B1級及低滲透的A3級要求懸浮物顆粒粒徑控制≤2μm，低滲透的A2級、A1級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、無煙煤）和核桃殼濾料所無法達(dá)到的。

為滿足低滲油藏注水水質(zhì)指標(biāo)要求，保證處理后凈化水質(zhì)達(dá)到A2 級處理要求，因此，在石英砂過濾罐后，增加深度過濾，深度過濾器采用改性纖維球過濾器。

纖維球?yàn)V料是用滌綸纖維絲在球心處被緊緊地固定，纖維絲大致沿球的半徑方向伸展，成直徑Φ30毫米大致呈球形的絨團(tuán)。改性纖維球是纖維表面經(jīng)過改性處理，對油及有機(jī)雜物的吸附能力增強(qiáng)的新型濾料，其主要特征在于濾料呈柔性、富有彈性、濾層空隙可變。因其受濾料自身重量、水頭損失及水流方向等幾個方面的作用，形成工作時整個濾層呈上層疏松、下層密集，具體說來：由于濾料為可壓縮的軟性濾料，而在整個濾層中沿水流方向由上而下水頭損失逐漸增大，加之濾料存在自身重量即下層濾料應(yīng)承受上層濾料重量的壓力，由于這兩種原因的存在均形成整個濾層下部空隙較小，上部空隙較大的濾層分布。在過濾初期上層濾料最先吸附和截留水中懸浮顆粒，隨著過濾時間的推移上層濾料吸污逐漸趨于飽和，并逐漸往下層濾料推移，由于濾層截污量逐漸增大，水頭損失也隨之增大，下層濾料所承受的重量也隨之增大，濾料空隙進(jìn)一步減小，濾層使得進(jìn)一步壓實(shí)，這樣隨著時間的延長，出水水質(zhì)反而不會變差，可充分發(fā)揮濾料深層截污的能力，既能保證工作周期，又能保證懸浮物不被穿透，從而保證出水效果，這與普通砂濾及所有硬性濾料相比截然不同，具有極大的優(yōu)勢。

三、現(xiàn)場試驗(yàn)及結(jié)果，并附現(xiàn)場試驗(yàn)情況統(tǒng)計表

深度過濾裝置運(yùn)用后，凈化水質(zhì)可由原C3級提高到A2級，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率提高到100%。

效益分析;

1、生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行，水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

2、注水水質(zhì)滿足低滲油藏注入水質(zhì)要求，提高了注入水的質(zhì)量，為我廠原油上產(chǎn)做出貢獻(xiàn)，經(jīng)濟(jì)效益是間接的，無法進(jìn)行估算。

3、由于深度過濾罐采用串聯(lián)方式運(yùn)行，沒有增加二級增壓設(shè)備，減少了建設(shè)投資。

四 結(jié)論

應(yīng)用改性纖維球精細(xì)過濾技術(shù)，提高了水質(zhì)指標(biāo)，按照中國石化總公司行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，除油效率比核桃殼高20%以上，更優(yōu)于雙濾料;比核桃殼及雙濾料過濾器控制懸浮物顆粒的能力高1～2個等級，出水可以滿足低滲透層要求，滿足了注水水質(zhì)要求。

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