青海油田高凝稠油污水处理技术

沈海云 李江龙 张 媛 钟萍

青海油田高凝稠油污水处理技术

沈海云1 李江龙2 张 媛2 钟萍2

1青海油田采油一厂 2青海油田采油三厂

常规的核桃壳、纤维球过滤装置在过滤器顶部均有搅拌机，配套工艺复杂，经常出现轴套密封漏水、卡转、烧电机等问题，损坏后如不能及时维修，将直接影响过滤系统的正常运行。2008年在青海油田某污水站试验应用了径向流核桃壳过滤技术，使得高凝稠油污水处理技术实现了质的飞跃。处理后平均悬浮物固体含量为5.4 mg/L，平均含油量为2.3 mg/L，水质全部达到要求水质指标。

污水处理；高凝稠油；径向流；核桃壳；纤维球

1 污水处理存在的问题

青海油田油层渗透率大部分<120×10-3μm2，凝固点34.8℃，黏度（50℃）平均885.7 mPa·s，矿化度约26 000 mg/L，腐蚀率1.43 mm/a，共有8个污水处理站，日处理污水3.1×104m3。为了实现注入合格污水的目标，先后试验应用过常规筛管核桃壳过滤技术、改性纤维球过滤技术、粗粒化+纤维球过滤技术等多种技术，但是均由于污水矿化度高、腐蚀性强、原油高凝高黏等原因，导致处理设备难以正常运行，水质达标率低，严重影响了生产。早期几种污水处理技术在使用过程中遇到的问题主要有：

（1）筛管、筛板腐蚀结垢严重。由于污水腐蚀、结垢性强，常规的筛管核桃壳过滤技术过流面积小，在使用190天左右时，就会出现过滤器筛管、筛板严重结垢的现象；同时出现反洗、正滤憋压问题，筛管、筛板长期在较高压力作用下开裂，致使滤料严重漏失，造成过滤器失去作用。频繁更换筛管、筛板，成本难以承受。

（2）纤维球污染严重。由于青海油田原油不仅高凝而且高黏，即使采用进口改性纤维球，也会在短期内严重污染，失去过滤能力。采用特制清洗剂将高凝稠油加热到75℃，纤维球也无法被清洗恢复。所以，纤维球过滤技术在青海高凝稠油油田一直无法正常应用。

（3）搅拌机故障多。常规的核桃壳、纤维球过滤装置经常出现轴套密封漏水、卡转、烧电机等问题，损坏后如不能及时维修，将直接影响过滤系统的正常运行。

2 径向流核桃壳过滤技术

为了使高凝稠油污水处理设备的正常、高效运行，使水质达标，经过反复调研论证，2008年在青海油田某污水站试验应用了径向流核桃壳过滤技术[1]，取得了显著的试验效果，使得高凝稠油污水处理技术实现了质的飞跃。

（1）结构组成及主要技术原理。该装置主要由筛筒结构的核桃壳过滤器、料循环泵、不锈钢反冲洗泵及自动控制系统组成。根据混凝动力学原理和微涡旋原理，设计的涡流混凝器可实现除油降浊；核桃壳滤料装填于筛筒环形空间，横向、径向流滤筒式过滤方式，兼有重力沉降分离除杂和过滤除杂双重作用，不同于常规纵向、轴向流滤床式过滤，油和悬浮物总去除率分别达到85%以上，较同体积的过滤器增大过滤面积3倍以上，提高了处理能力[2]。主要技术指标见表1。

表1 主要技术指标

（2）应用效果。青海油田某污水站改造投产设计处理规模为9 000 m3/d，设计指标为悬浮物固体含量≤15 mg/L、含油量≤20 mg/L，2008年10月12日在该处理站应用径向流核桃壳过滤技术。主要工艺流程为：污水沉降罐→污水提升泵→径向流过滤器→滤后水罐→外输。投产后对运行效果进行每月三次连续跟踪，平均悬浮物固体含量为5.4 mg/L，平均含油量为2.3 mg/L，水质全部达到要求水质指标。除了处理效果一直良好外，该技术还具有以下优点：①过滤系统采用两级可串可并的核桃壳组合过滤，自带不锈钢滤料循环泵，具有体外反冲洗功能，滤料装卸补充全部自动化，省时省力，装满一具过滤罐所用时间仅为其他过滤器人工装料的二十分之一；②滤料即使污染，通过体外反冲洗功能很容易清洗再生；③该技术过滤器工艺流程简单，便于操作，不需配备搅拌机等，滤料损失率低（每年小于9%），便于维护与管理，每套过滤器均采用单独的自动反冲洗控制系统，不会因一组控制柜坏影响其他过滤器反冲洗，反冲洗只需按一键即可完成，时间随意确定。

3 结论

由于纤维球在高凝稠油油田污染严重，难以清洗和再生，因此适应性差；而常规的核桃壳、纤维球过滤技术配套工艺复杂，搅拌机易损件多；筛管、筛板腐蚀结垢严重，不适合高腐蚀结垢油田。径向流滤筒式核桃壳过滤方式，滤除率高，过滤面积大，滤料清洗再生容易，通过近两年的实际应用，该技术解决了困扰青海高凝稠油油田污水水质治理难题，为其他类似油田污水水质治理工作提供了借鉴经验。

[1]金胜男．喇嘛甸油田污水处理新技术[J]．油气田地面工程，2012，31（7）：58-59.

[2]武俊宪，张效羽．辽河油田欢三联稠油污水软化技术试验研究[J]．石油规划设计，2004（5）：21-22.

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.034