• / 4
  • 下载费用:5 下载币  

辽河油田稠油污水处理方法探讨

关 键 词:
辽河 油田 油污 水处理 方法 探讨
资源描述:
辽 河 油 田 稠 油 污 水 处 理 方 法 探 讨韩冷冰(辽河油田曙光工程技术处,辽宁盘锦 124109)摘 要 :辽河油田是全国第三大油田,也是我国最大的稠油生产基地。在稠油开采过程中,产生数量巨大的含油污水。介绍了辽河油田稠油污水的处理方法。稠油污水处理后回收利用可实现以降低投资和运行费用,从而保证辽河油田油气开发目标的顺利实现。关键词: 辽河油田;稠油污水;处理方法is s In is be OD of so as to 献标识码: A 文章编号: 16742012) 082012-06-30; 修订日期 : 2012者简介: 韩冷冰,男,1977 年生,工程师,硕士研究生,主要从事安全环保管理工作 。1 引言辽河油田是全国第三大油田,也是我国最大的稠油(高黏度重质稠油,俗称稠油)生产基地,以稠油开采为主,其稠油产量占总产量的 70%,其油区油层厚,储量丰度高,储量大,已探明稠油地质储量 968用储量 665 同时,辽河油田也是国内油藏类型多 、开发难度大 、工艺最复杂的开发试验区 。在油气田勘探开发过程中,随着原油和天然气的采出,通常会产生大量的含油污水 。根据油品性质的不同,油田污水又可分为稠油污水 、稀油污水和高凝油污水等 。由于各油气田所处的油藏地质 、开采工艺和开采年限等不同,因此不同的油气田污水的水质水量迥异 。即使是同一油藏区块,随着开采时间的变化,其水质水量也在不断发生变化 。油井开采年限越长,原油含水率就越高原油脱出水水量就越大 。目前稠油油田均采用热力方式开采,一般采用蒸汽吞吐或蒸汽驱油形式,我国以蒸汽吞吐为主,现已进入成熟阶段 。热力开采重质沥青质原油的采出液经油水分离后排出的废水称之为稠油污水 。2 油污水产生我国稠油是指地层原油黏度大于 50 s,地层温度下脱气原油黏度大于 100 s,原油相对密度大于 原油 。资源分布很广,地质储量达 1 640 中陆地稠油约占石油总资源的 20%以上 。稠油突出的特点是含沥青质 、胶质较高,胶质 、沥青质含量较高的稠油产量约占原油总产量 7% 。由于稠油中含金属及机械混合物较少,而胶质沥青含量较高,因此以黏度为指标进行分类 。我国的稠油分类标准见表 1[ 1]。表 1 我国稠油分类标准辅助指标相对密度(20 ℃)/(g ·然沥青)(s)50*(100~10 000)50*~100100*~10 00010 000~50 000>50 000稠油分类 级别注: *指油层条件下黏度,无 *指油层温度下脱气油黏度 。环 境 保 护 与 循 环 经 济48在 蒸汽驱开采过程中, 注入 1 .5 而开采 1 ~4 2]。其水质特点是:水温高,含油量大,所含污油黏性大,密度接近于水,乳化严重等,因此不易处理 。稠油废水中的主要污染物是石油类 、悬浮物,还含有硫化物 、挥发酚 、氯化物 、氟化物 、氨氮 、腐生菌和硫酸盐还原菌等,并具有一定的硬度和矿化度 。根据 2012 年上半年统计数据,目前辽河油田日产含油污水总量约 104中稠油污水 104油污水 104凝油污水 104油污水水量占整个辽河油田污水总量的 2]。稀油和高凝油区块污水回注率接近 100%,稠油污水回注率仅为 整个油田污水回注率约为 62% 。中石油要求各油田污水回注率不低于 98%,显然不能达到要求,主要因素是稠油污水 。在所有油气田污水处理中,稠油污水因其水质成分复杂 、油水密度差小 、乳化严重,处理难度最大,因此这些数量巨大的稠油污水的合理处置是摆在辽河油田面前的一个非常严峻的经济和技术问题,也是一个亟待解决的难题 。油污水水质特性的影响稠油污水具有如下特性及影响:(1)稠油污水中油水密度差小,不利于油水重力分离,影响除油效果;(2)除油污水黏性大,稠油污水处理温度影响悬浮物颗粒的沉降与去除;(3)稠油污水水处理温度高(65 ℃),影响悬浮物絮体的沉降性及水质净化效果;(4)由于沥青 、泥砂和大量活性有机物的存在,稠油污水中油与水间易形成稳定的水包油乳状液或水包油 、油包水多层乳状液,增加稠油污水破乳除油的难度 。机化合物的影响以辽河油田欢四联污水处理站的污水为例,稠油污水水质特性见表 2 。从表 2 可知,欢四联稠油污水中含多种无机阳离子,如 K+,部分无机阴离子 2-,主要无机盐为氯化钠 、硫酸盐和碳酸盐,硫化物和亚铁盐极少,无亚硝基化合物 。这些物质及其阴 、阳离子的存在,不仅影响稠油污水的水质稳定(如结垢),且影响稠油污水中的 其是氯化物的含量 。有研究表明,当 时,稠油污水中 由表 2 可知,欢四联稠油污水中 00 ,因此,无机盐对稠油污水中的 3]。机化合物的影响稠油污水中有机化合物按其来源可分为两类 。一类是随油水一起产生的自然有机物,如油脂 、环烷酸 、芳香族化合物 、脂肪酸等 。色谱 / 质谱(S)分析表明,欢四联稠油污水中自然有机物种类高达 60多种,其中以酚及其衍生物含量最高,可达 60%;其次是正构烷烃,含量达 32%,从而成为污水中 另一类是稠油开采过程中外加的有机物添加剂,如驱油剂 、降黏剂 、缓蚀阻垢剂 、破乳脱水剂等 。这些有机物的存在均对稠油污水中 其是外加有机物,具有化学结构稳定不易降解的特性,对 4]。基于稠油污水中的 无机物对其影响甚微的特点,可知欢四联稠油污水 括油类 、自然溶解性有机物和生产中外加有机物 。稠油污水中含油量对 。从表 3 可以看出,含油量增加,而现场取样结果表明,外加有机物添加剂占 0% 。响稠油污水处理效果的因素综上所述,影响稠油污水处理效果的因素主要是:采油过程中加入的各种添加剂,使得污水含油量高,乳化严重,成分复杂,水质波动大;稠油是天然的高黏度 、高分子复杂化学物质,且埋藏浅,多蕴藏在砾岩之中,开采时必然从地层中携带出大量矿物成分,水质硬度高,杂质含量大,进一步增加了稠油污水的处理难度;采出液在脱水沉降过程中,加入了破项目 水质进水温度 / ℃ 65硫化物(((500400(50K+/(600硬度 /(2 000乳化油 /(3 000浮油 /(2 000矿化度 /(4 000污水黏度 /(s) >(g ·1 000200 (300表 2 辽河油田欢四联稠油污水水质特性49表 3 稠油污水中含油量对 据含油量 乳 剂,大量的化学药剂残留在污水之中,使污水形成了较稳定的乳状液,这种污水不仅含油量高,而且乳状液的稳定性极强;稠油黏度较大,使污水除油以及净化处理更加复杂,难度更大;由于稠油热采方式的改变及开采年限的增加,使得稠油污水水质变得不稳定,影响除油效果 。3 辽河油田稠油污水处理方法目前,对稠油污水的处理主要有深度处理后再回用 、达标处理等方式 。稠油污水的深度处理及回用是指将稠油污水进行深度处理后作为高压热蒸汽发生器(简称注汽锅炉)给水,实现稠油污水的资源化,可充分利用其水源和水温,节约清水和燃料,防止对水体和地层的污染 。油污水回用工程辽河油田经过十余年的研究试验和工程实践,并借鉴国外成熟的工程经验, 已形成了一套可靠适用的稠油污水处理回用于注汽锅炉的特色处理工艺:原水 —调节 —混凝沉降 —溶气浮选 —吸附除硅 —粗滤 —精细过滤 —弱酸软化 —回用注汽锅炉 。本文以辽河油田欢三联稠油污水处理站为例 。艺流程及设计水质欢三联稠油污水处理站设计规模 20 0 m3/d,工程总投资 元,2002 年 11 月投产,工艺流程见图 1[ 3]。艺特点(1)保证水量和水质的缓冲调节,设计采用 2 座5 000 联),调节时间 8.9 h 。(2)先除油后除悬浮物,强化除油;充分发挥溶气浮选承前启后的关键作用 。先采用斜管除油罐除油,再经荷兰产的高效 选机去除油和悬浮物,浮选机采用部分回流加压溶气气浮工艺 。(3)因核桃壳滤料表面多微孔,吸附能力较强,具有较好的除油和截污特性,初滤采用核桃壳过滤器,体外搓洗;精滤采用加拿大产多介质过滤器,投加助滤剂进行微絮凝精细过滤,利用鼓风机对滤料进行表面和深层辅助清洗 。(4)大孔弱酸树脂交换容量大 、抗污染能力强,适合稠油污水中硬度的去除,软化采用一级大孔弱酸树脂固定床软化工艺 。(5)完善的 、有针对性的加药系统设置 。(6)工艺自控设置完善,具备所有池 、罐的液位检测和报警,各段进出水流量计量,所有转动设备在线监测,一级提升泵 、过滤泵 、外输泵变频调速,所有工艺机泵与处理设施的状态信号等微机监视功能 。稠油污水处理技术现状辽河油田杜 84 污水处理站热采超稠油分离出的污水水质复杂,具有高温(70 ℃以上) 、高含油量(大于 10 000 ) 、高悬浮物含量的特性 。所含超稠油黏度大 、密度与水接近() 、流动性差(相变温度拐点大于 58 ℃) 。该污水稳定性极强,室内放置几个月或更长的时间都不发生变化,其原因是在原油开采和处理过程中加入大量的化学助剂,污水形成了比较稳定的乳化液,很难破乳 。另外,污水中油和悬浮物含量高,使普通净化剂对这种稳定的乳化液作用甚微 。并因超稠油的黏度大极易给整个处理工艺,尤其是后续过滤工序带来致命的冲击,严重时整个处理工程面临报废的危险 。研究结果表明,效除油剂 A,C 两组分复合,应用于超稠油污水的预处理,主要是去除污水中的石油类和悬浮物,通过大量的定性和定量实验,确定 A,C 两组分的最佳配比和投加量,以此投加量复合使用时,含超稠油污水乳化体系迅速破乳,原油凝集 、上浮,悬浮杂质凝聚 、下沉,无挂壁现象,处理后水质达到了预处理的目的 。其作用机理是 含油污水的负离子吸附能力较强,再通过 C 剂的助凝作用,降低了乳化液滴界面膜的强度,使膜内包复的油被释放出来,并被交联后的呈网状结构的大分子链所吸附,从而使污水得以初步净化[ 5]。针对超稠油污水的特点,辽河油田还开发了对O/W 型乳状液具有高效破乳性能的净水剂和对悬浮物具有高效絮凝性能的絮凝剂,充分发挥两种药剂的协同作用是实现超稠油污水净化处理的有效途径 。采用不同分子量的阳离子絮凝剂,然后经过大量筛选实验,将优选出的破乳剂与阳离子絮凝剂进行图 1 辽河油田欢三联稠油污水处理工艺流程原油脱出水 调节罐 斜板隔油罐 浮除油剂 絮凝剂一级离子交换 精细过滤器 核桃壳 机械搅拌澄清池二级离子交换 外输水罐 蒸汽发生器排泥蒸汽絮凝剂(下转65页)环 境 保 护 与 循 环 经 济50复 配,对超稠油污水进行破乳 、絮凝实验 。结果表明,二者之间有协同作用,对污水中乳化油的破乳和悬浮物的净化具有良好的效果 。4 结语辽河油田在当前和未来相当长的一段时间内,含油污水是工业废水排放的主要来源 。既包括无法以有效回注或无效回注方式处置的直接从采出液分离出的含油污水,也包括各种井下作业 、联合站清罐和部分完井废水 。稠油污水处理可以实现以石油类为主的水污染物排放总量的削减目标,并降低投资和运行费用,从而保证辽河油田油气开发目标的顺利实现 。同样也为特种采油污水的处理(如含聚合物采油污水 、三元复合驱采油污水)奠定基础 。为已建工程的改造提供技术方案与升级技术,对中国石油采油污水的处理有一定的指导作用和推广价值 。参考文献[1]谢加才,王正江,刘喜林,等. 稠油产出水深度处理回用于热采锅炉的中试研究[J]. 石油学报,2003,24(5).[2]唐善法,张瑞成,田春香,等. 影响稠油污水处理效果的因素与对策研究[J]. 精细石油化工进展,2003,4(6):303]孙绳昆. 去除稠油废水 艺实验研究[J]. 石油规划设计,2004,15(6):344]王兆安,王曙光,刘培辉,等. 曙一区超稠油污水处理方式探讨[J]. 特种油气藏,2000,7([5]刘勇,邹强,段方华,等. 高温稠油污水处理实验与应用[J]005,28(4):92上接50页)升的趋势,变化幅度较大,说明其多样性程度与季节变化有很大关系,可以看出 10 年围封样地群落的多样性程度在三者中处于中间水平 。连续放牧地群落各月多样性指数都比较高,可看出其植物群落的多样性程度在三者中最高 。而撂荒地群落的多样性指数整体看最低,多样性程度也最低 。5 结语退化草地经过多年围封后,已出现地带性植被,这些植被在生长高度 、覆盖度和密度上占有绝对优势 。但是一些杂类草和饲用价值较低的草类也大量存在于群落中 。在 3 块样地的群落组成上,糙隐子草优势度最大,占有绝对优势地位,其次是羊草 、苔草 、猪毛菜 、少花蒺藜,再次是山葱 、胡枝子等 。10 年围封样地与连续放牧地无论是种的丰富度 、均匀度还是种的数量都表现较好,明显优于撂荒地 。10 年围封样地中草地演替处于暖性灌草丛 —暖性草丛阶段,其中禾本科丛生禾草糙隐子草及豆科小灌木兴安胡枝子占有较大优势 。物种多样性丰富,生态恢复状态良好 。连续放牧地正处于退化的时期,少花蒺藜正在逐步入侵整个草场,应尽快防治,提高放牧地的生产力 。撂荒地也应尽快保护起来,减少当地的沙化程度 。撂荒地的利用与保护需要寻求更好的办法加以解决,可以利用围封的方式,也可人为种植些花生 、玉米等粮食作物,以提高当地的经济效益 。参考文献[1]]. 青海环境,2004,14(1):302]赵忠,王安禄,马海生,寒草甸草地生态系统植物群落结构特征及物种多样性分析[J]. 草业科学,2002,19(6):93]王文颖,]. 草业学报,2001,10(3):84]]. 生物多样性,1995,3(3):1255]尚占环,妙爱兴,龙瑞军,]. 山地学报,2004,12(6):6615
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:辽河油田稠油污水处理方法探讨
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-18154.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开