陳雯雯

（大慶油田第四采油廠規(guī)劃設計研究所）

陳雯雯. 采出水處理站改造工程優(yōu)化設計. 石油規(guī)劃設計，2014，25（3）：35～36

隨著聚合物驅、三元復合驅規(guī)模的不斷擴大，以及水驅普遍含聚合物，采出水處理難度不斷加大，采出水處理站原有濾罐在實際生產(chǎn)過程中陸續(xù)出現(xiàn)了諸多問題，如，濾料流失、反沖洗憋壓且效果變差、濾后水質不穩(wěn)定等，嚴重影響了采出水處理站的正常生產(chǎn)。針對這些問題，2座采出水處理站通過改進濾罐內(nèi)部結構，實現(xiàn)變頻反沖洗，并優(yōu)化相關工藝流程等，提高了采出水處理及濾料再生能力，確保水質達標率的穩(wěn)定。

1 采出水處理站的優(yōu)化設計

1.1 改進濾罐內(nèi)部結構，保證采出水處理效果

目前，由于采出水濾罐內(nèi)部結構存在不適應性，出現(xiàn)反沖洗水泉涌、分布不均勻；反沖洗后罐內(nèi)采出水的上層污油覆蓋在濾料上，進而形成上層濾料板結，造成反沖洗憋壓、跑料、過濾效果變差等問題。因此，針對濾罐存在的一系列問題，進行改進：一是，增設濾料分散再生裝置，阻止濾料形成板結，反沖洗泵出口壓力由原來的 0.2～0.4MPa降至0.08～0.10MPa，從而確保濾料得到充分徹底地反沖洗，有利于濾料再生；二是，增設浮油聚集器，有利于正常過濾及反沖洗后頂層污油的及時回收，繼而提高含油采出水過濾效果，油含量及懸浮物含量達標率分別從90%、73%提升至100%、80%；三是，增設濾層分隔板，主要是將墊料層與濾料層分隔，防止反沖洗時濾料與墊料混層，經(jīng)過2年多的現(xiàn)場運行濾料填補率由原來的17%下降至4%。

1.2 優(yōu)化反沖洗工藝，實現(xiàn)全自動變頻反沖洗

濾罐反沖洗是濾料再生的重要環(huán)節(jié)，工頻反沖洗造成濾料反沖洗不均勻、易流失、能耗高等問題。設計中采用全自動變頻反沖洗，應用微機控制變頻調速技術，將反沖洗水泵、變頻器、濾罐及反沖洗進出口電動閥整合為集中控制系統(tǒng)，實現(xiàn)人機界面對話，值班室內(nèi)即可完成整個反沖洗操作。同時，將反沖洗操作系統(tǒng)設置靈活多樣化，根據(jù)濾罐實際情況，選擇不同的反沖洗方案（全程啟泵反沖洗、前期余壓反沖洗、不啟攪拌器反沖洗），確定不同的待洗濾罐（每次反沖洗濾罐任意組合），設置不同的反沖洗參數(shù)（啟攪拌器時間、反沖洗強度和時間），實現(xiàn)個性化反沖洗。變頻反沖洗設計方案的人性化、精細化、靈活化，不僅降低崗位員工的勞動強度及泵的能耗，而且提高反沖洗效率，從而達到提高水質達標率的效果。

1.3 打破常規(guī)設計思路，實施分批次反沖洗

反沖洗方案確定后，進行回收水池容積校核。該采出水處理站已建濾罐數(shù)量為4組，每組濾罐反沖洗水量 260m3/次，已建 800m3回收水池有效容積560m3。采用集中反沖洗方式，需新建800m3的回收水池1座，回收水一次性進入池中，集中在同一時間段內(nèi)向上游采出水系統(tǒng)排水，排水后2座回收水池空置 18h。采用該設計方案，采出水處理站需新增占地 500m2。為節(jié)約地面建設投資，方案考慮在不新建回收水池的條件下，提高設備運行的時效性，經(jīng)過現(xiàn)場數(shù)據(jù)調查和詳細核算，得出濾罐分批次反沖洗與集中反沖洗達到的反沖洗效果相同，且對上游采出水系統(tǒng)無影響。因此，設計中確定不新建回收水池，利用原有回收水池，采用分批次反沖洗方式。每次依次反沖洗2組濾罐，每批次間隔3h，每次反沖洗總水量 520m3。反沖洗水不集中在一段時間內(nèi)進入回收水池，而是在24h內(nèi)分批間斷地進入池中。實施分批次的反沖洗設計不僅提高回收水池的時效性，而且縮短工程施工周期，節(jié)約工程投資。

1.4 探索回收工藝設計，采用螺桿泵作為回收水泵

以往回收水泵采用離心泵，這種回收方式僅能回收池中采出水，污油只能留在回收水池，隨著時間的積累回收水池有效容積不斷降低，且泵的維護、維修工作量較大。依據(jù)回收采出水污油含量高、雜質多的特性，選擇螺桿泵為回收水泵。首先，螺桿泵可以實現(xiàn)負壓吸入，新建泵房滿足泵的吸入要求；其次，螺桿泵對輸送介質要求較離心泵低，輸送介質中可在一定程度上混有污油、小粒徑固體雜質及少量氣體。經(jīng)過2年多的現(xiàn)場運行，回收水池清淤次數(shù)由1年1次延至2年1次，且清淤高度由0.9m降至0.7m。在回收水泵的運行方式上，設計考慮了回收水泵與反沖洗泵同時運行，充分發(fā)揮回收水池的容積利用率。

1.5 挖潛節(jié)能空間，取消反沖洗水罐伴熱管線

反沖洗水罐保溫措施為罐內(nèi)伴熱管線和罐外保溫層，結合現(xiàn)場運行情況發(fā)現(xiàn)伴熱管線對反沖洗水溫度影響較小。一是，罐內(nèi)反沖洗水的停留時間短，平均停留時間為 2～3h；二是，保溫層效果較好，保溫層采用硬質復合硅酸鹽絕熱板，罐體熱損失很小，罐內(nèi)水溫34℃與來水水溫35.5℃變化甚小，對反沖洗效果基本無影響。因此，設計方案取消反沖洗水罐內(nèi)伴熱管線，減少了一次性伴熱工藝的基建投資，避免后期生產(chǎn)運行中伴熱管線腐蝕穿孔的維修工程量。經(jīng)過3個采暖期運行，反沖洗水罐運行平穩(wěn)，反沖洗效果良好，且降低了日常運行成本。

2 實施效果

進行改造的2座采出水處理站投入運行以來，運行效果比較穩(wěn)定，水質達標率有明顯提高。一是，2座采出水處理站濾罐進出口壓差較小（穩(wěn)定在 0.03～0.06MPa），反沖洗無憋壓現(xiàn)象（反沖洗泵出口壓力 0.08～0.10MPa）；二是，每年春季開罐檢查20座濾罐時，觀察到濾料均較為干凈、松散，上層濾料無板結，濾料基本無流失；三是，采出水水質達標率提高，油含量達標率由90%提高到100%，懸浮物達標率由73%提高到80%；四是，采出水處理站采用全自動變頻反沖洗系統(tǒng)后，實現(xiàn)了人機界面對話，反沖洗調節(jié)方便、靈活，降低員工勞動強度。

3 經(jīng)濟效益分析

一是，不擴建800m3回收水池 2座及配套閥門管網(wǎng)，節(jié)約工程投資約300萬元。

二是，反沖洗采用變頻裝置，與工頻相比年節(jié)電73000kW·h，節(jié)電費3.4萬元/a。

三是，采出水水質得到改善，相關兩個區(qū)塊共175口注水井和 267口采油井受效，注水井平均注入壓力下降0.08MPa，總增注量500m3/d，采油井總產(chǎn)液量上升420m3/d。既達到開發(fā)要求注“好水”的目的，又對油田增產(chǎn)起到輔助作用。

四是，改造工程運行后期設備維修、維護時，減少清淤工程量，每次節(jié)減2萬元。

[1]楊劍天.含油污水處理工藝改進技術研究[J].科學技術與工程,2011,11(36): 9057-9060.