油田作業(yè)廢水處理技術(shù)

　　新疆油田作業(yè)廢水主要以修井、洗井廢水為主。隨著(zhù)瑪湖地區油田的開(kāi)發(fā)，采用“水平井+體積壓裂”開(kāi)發(fā)模式成為油田公司增儲上產(chǎn)的主要措施，因體積壓裂開(kāi)發(fā)模式的規�；瘧�用，預計未來(lái)5年新疆油田作業(yè)廢水呈現出快速增長(cháng)的態(tài)勢。目前作業(yè)廢水的處理主要依托水驅采出水集中處理站進(jìn)行處理，但是已建的污水處理站設計時(shí)未考慮作業(yè)廢水處理流程，在實(shí)際生產(chǎn)運行中，大多數處理站的作業(yè)廢水都集中在事故池或廢液池內混合后再回收進(jìn)入采出水處理系統處理，給系統帶來(lái)很大沖擊，使得污水處理系統出水懸浮物、粒徑中值嚴重超標。隨著(zhù)新環(huán)保法的實(shí)施，國家對油田污水排放要求越來(lái)越嚴格，對油田作業(yè)廢水處理技術(shù)的研究也迫在眉睫。

　　1、新疆油田作業(yè)廢水處理現狀

　　1.1 作業(yè)廢水產(chǎn)生情況

　　新疆油田公司作業(yè)廢水主要分為4類(lèi)：修井廢水，含有表面活性劑、泥砂以及石油類(lèi)物質(zhì)等，水樣基本沒(méi)有黏度，色度較高;洗井廢水，成份簡(jiǎn)單，主要含泥砂及少量油污;壓裂液返排液，復雜的多相分散體系，新疆油田常用的胍膠壓裂液返排液中主要含有增稠劑、交聯(lián)劑、過(guò)氧化物類(lèi)破膠劑、pH調節劑、助排劑、破乳劑、黏土穩定劑等，具有化學(xué)成分復雜、有黏度、COD和懸浮物含量高、處理難度大的特點(diǎn);酸化返排液，其含有的強酸大多是鹽酸和氫氟酸，并含有各種酸化用添加劑，如緩速酸、酸化緩蝕劑、鐵離子穩定劑、防乳化劑、黏土穩定劑、助排劑等。通常表現為低pH值、COD高、礦化度高的特點(diǎn)。

　　根據2016年統計數據，新疆油田作業(yè)廢水中，修井廢水量占作業(yè)廢水總量的46%;洗井廢水量占作業(yè)廢水總量的21%;壓裂返排液量占作業(yè)廢水總量的28%;酸化液和其它廢液占總量的5%，作業(yè)廢水主要以修井廢水、洗井廢水為主。隨著(zhù)體積壓裂開(kāi)發(fā)模式在新疆油田的大規模應用，壓裂返排液急劇增長(cháng)，預計未來(lái)5年壓裂返排液占作業(yè)廢水總量可達50%以上。

　　1. 2 作業(yè)廢水處理現狀

　　目前新疆油田對作業(yè)廢水，主要采取罐車(chē)就近拉運至污水處理站，儲存在事故池或廢液池內，采用兩種方式處理：廢水量相比站內采出水處理量較小的，采用作業(yè)廢水與水驅采出水摻混至污水處理系統處理;廢水量相比站內采出水處理量較大的，采用預處理方式，預處理后的污水再進(jìn)入采出水處理系統處理。雖然預處理后的水質(zhì)得到了明顯改善，但處理后的作業(yè)廢水進(jìn)入污水處理系統后，仍然沖擊水驅采出水系統，使得處理站出水水質(zhì)達標困難。上述兩種處理方式主要存在以下問(wèn)題：

　　1)作業(yè)廢水沒(méi)有進(jìn)行“分類(lèi)、分質(zhì)”處理，導致占作業(yè)廢水量70%以上且成份相對簡(jiǎn)單的修井、洗井廢水被壓裂返排液“污染”，增加作業(yè)廢水處理難度，導致處理量大，處理費用較高。

　　2)回收混合后的作業(yè)廢水至污水處理系統，會(huì )給系統帶來(lái)很大沖擊，嚴重影響污水處理系統出水指標。

　　3)壓裂返排液公認為是一類(lèi)處理難度非常大的作業(yè)廢水，采用常規水驅采出水處理技術(shù)，返排液中殘余的胍膠分子影響凈化脫穩，易造成過(guò)濾器濾料板結。

　　2、作業(yè)廢水處理技術(shù)研究

　　2.1 技術(shù)思路

　　1)根據作業(yè)廢水成份的復雜程度和處理的難易程度，對油田作業(yè)廢水進(jìn)行分質(zhì)分類(lèi)，將壓裂返排液、酸化液與修井、洗井廢水分開(kāi)儲存。

　　2)修井、洗井等作業(yè)廢水成份相對簡(jiǎn)單，容易處理，依托已建集中處理站設施，采用兩種方式處理：經(jīng)過(guò)沉降除砂、除油處理后，回收至已建污水處理系統處理;由卸油臺進(jìn)入沉降罐，直接回摻原油系統的方式進(jìn)行處理。

　　3)壓裂返排液、酸化液因成份復雜，單獨采取橇裝裝置處理。若壓裂返排液與采出水配伍，則預處理后回摻污水處理系統;若不配伍，則橇裝處理后直接回注油田。

　　2.2 技術(shù)方案

　　1)修井洗井廢液處理方案。

　　對于已建修井、洗井廢水儲存設施的處理站，可依托已建設施，經(jīng)過(guò)儲存池沉降除砂、除油處理后，廢水回收至已建污水處理系統處理，儲存池上部污油定期經(jīng)回收至原油處理系統。對于未建儲存池設施的處理站，不再新建儲存設施，作業(yè)廢水處理采用由卸油臺進(jìn)入沉降罐，直接回摻原油系統的處理方式。工藝流程框圖見(jiàn)圖1。

　　2)壓裂返排液回注處理方案。

　　新建或利舊設置壓裂酸化儲存設施，壓裂酸化液進(jìn)入壓裂酸化廢液儲存池，經(jīng)污水回收泵提升至廢水處理設施，如與站內采出水可以配伍，出水滿(mǎn)足回摻水處理系統指標;若不配伍，出水滿(mǎn)足回注油田指標，處理后的凈化水由注水撬回注油田。儲存池上部污油定期回收至原油處理系統。工藝流程框圖見(jiàn)圖2。

　　3、應用實(shí)例

　　3.1 新疆油田A采油廠(chǎng)作業(yè)廢水回注處理試驗

　　A采油廠(chǎng)因區塊采用體積壓裂衰竭開(kāi)發(fā)模式，產(chǎn)生的作業(yè)廢水主要以壓裂返排液為主，修井洗井廢水量較少。修井、洗井廢水的處理：采用由卸油臺進(jìn)入沉降罐，直接回摻原油系統的處理方式，運行結果表明原油處理系統、污水處理系統均能夠穩定運行。壓裂、酸化廢水的處理：采用單獨儲存，單獨回注處理方式(壓裂返排液與站內采出水不配伍)。2018年3月，A采油廠(chǎng)針對某油區體積壓裂的返排液開(kāi)展了中試驗，處理規模12m3/h。處理工藝采用“氧化破膠-磁加載絮凝-過(guò)濾”工藝，處理后出水的懸浮物及含油均小于或等于5mg/L。100mL凈化水抽濾膜(孔徑0.45μm)時(shí)間小于或等于120s，滿(mǎn)足回注要求。其工藝流程見(jiàn)圖3�，F場(chǎng)試驗結果見(jiàn)表1。

　　根據試驗結果得出，“氧化破膠+磁加載絮凝”技術(shù)應用于壓裂返排液的處理，能夠使處理后水質(zhì)滿(mǎn)足回注水質(zhì)要求。

　　3.2 新疆油田B采油廠(chǎng)作業(yè)廢水處理現場(chǎng)試驗

　　B采油廠(chǎng)作業(yè)廢水主要以修井洗井廢水為主，壓裂返排液約200m3/d。修井、洗井廢水的處理：依托已建設施，經(jīng)過(guò)儲存池沉降除砂、除油處理后，回收至已建采出水處理系統處理，運行結果表明采出水處理系統能夠穩定運行。壓裂、酸化廢水的處理：采用單獨儲存，預處理后回摻水處理系統。2017年5月，B采油廠(chǎng)對壓裂返排液開(kāi)展了中試實(shí)驗，處理規模10m3/h。處理工藝采用“氧化破膠-絮凝沉降-過(guò)濾”工藝，處理后出水的懸浮物小于或等于50mg/L，含油小于或等于20mg/L，100mL污水抽濾膜(孔徑0.45μm)時(shí)間小于或等于120s，處理后污水滿(mǎn)足回摻水處理系統要求。其藝流程見(jiàn)圖4�，F場(chǎng)試驗結果見(jiàn)表2。

　　根據表2試驗結果得出，“氧化破膠+絮凝沉降”技術(shù)應用于壓裂返排液的預處理，能夠使處理后水質(zhì)滿(mǎn)足回摻已建水驅采出水處理系統的要求。

　　4、結論

　　1)作業(yè)廢水直接進(jìn)入已建采出水處理系統，對污水處理系統沖擊較大，影響污水處理系統出水指標。新疆油田根據作業(yè)廢水成分的復雜程度和處理的難易程度，對油田作業(yè)廢水進(jìn)行分質(zhì)分類(lèi)，將壓裂返排液、酸化液與修井、洗井廢水分開(kāi)儲存及處理。

　　2)修井、洗井等作業(yè)廢水依托集中處理站設施，對于已建儲存設施的處理站，依托已建設施，經(jīng)過(guò)儲存池沉降除砂、除油后，回收至污水處理系統處理;對于未建儲存池設施的處理站，采用由卸油臺進(jìn)入原油沉降罐，直接回摻原油系統。實(shí)際運行結果表明回收進(jìn)系統的修井洗井廢水對原油及污水處理系統穩定運行無(wú)影響。

　　3)壓裂返排液成份復雜，單獨采用撬裝裝置處理。試驗結果表明：采用“破膠處理+絮凝沉淀”工藝處理壓裂返排液，能夠使處理后水質(zhì)滿(mǎn)足回摻已建水驅采出水處理系統的要求;采用“氧化破膠+磁加載絮凝”工藝處理壓裂返排液，能夠使處理后水質(zhì)滿(mǎn)足回注水質(zhì)的要求。(來(lái)源：新疆油田公司工程技術(shù)研究院)