红山嘴油田稠油污水处理工艺技术研究与应用

第9卷第4期特种油气藏Vol19No14

2002年8月SpecialOilandGasReservoirsAug12002

文章编号:100626535(2002)0320077204

红山嘴油田稠油污水处理工艺技术研究与应用

王述银,李泽伟,张金荣,王文清,荣垂刚3

(中油新疆油田分公司采油一厂,新疆　克拉玛依　834000)

摘要:为解决红山嘴油田稠油污水含污油密度大、粘度高、乳化严重及水温高等问题,红浅稠油处理站建成了一套400m3/h的稠油污水处理装置。投入运行后,机组能将进口污水含油≤2000mg/L、悬浮物≤200mg/L,处理为装置总出口污水含油≤10mg/L、悬浮物≤5mg/L,达到了国家污水排放标准。该装置具有运行平稳、高效、费用较低等特点,是油田稠油污水处理的一项成功技术。

关键词:稠油开发;污水处理;室内研究;现场应用;红山嘴稠油油田中图分类号:TE99112　　文献标识码:A

前　言

稠油污水因其所含污油密度大、粘度高、重及水温高等因素影响,,20,做了大量的工作,为解决稠油污水处理技术难题,油田于1997年与湖南宇宙公司进行技术合作,在所属的重油公司九区92号联合站建成了一套10m3/h的稠油污水处理试验装置。1997年8月,通过专家评审验收,处理后的污水水质达到国家排放水标准。1999年9月,新疆油田在采油一厂红浅稠油处理站建成了一套处理能力为400m3/h的放

:机组进口含油≤12)≤200≤10mg/L、机杂L,达到了国家污水排放标准。

1　新疆油田稠油污水水质概况

水质化验分析结果表明,新疆油田稠油污水含

m以下的油珠占油为500～5000mg/L,水中10μ

全部油珠的85%以上,且为水包油型。油珠粒径

μ分布高峰为5～8m,污水的乳化程度较高,除油难

度很大。表1是新疆油田分公司所属重油开发公司九区92号站和采油一厂红浅稠油处理站污水水质化验分析结果。

表1　九区92号站、红浅稠油处理站污水水质化验分析结果

Tab11　AssayresultofwastewaterqualityinNo192stationofblock9andHongqianheavyoilstation

水质参数

92号站

矿化度

()

22552689

pH值7100～81307100～8160

含油

()≤500

机杂

()

≤80

挥发性酚

()

01600190

水型

NaHCO3NaHCO3

硫化物

()01600

COD()7601655

红浅稠油处理站≤5000≤200

　　　注:以上数据由新疆石油管理局设计院检测。

　　由表1看出,红浅稠油污水水质指标中,除石

油类、悬浮物和化学需氧量外,其余指标均达到了国家污水排放标准。若能将红浅污水中的含油量

、悬浮物和化学需氧量处理达标,就可实现红浅污水排放达标。

2　红浅稠油污水处理装置工艺原理

211　絮凝破乳气浮原理

稠油污水中含有一定量的乳化油及悬浮物,由于它们带有相同电荷,因电性相斥而不易相互凝

　　收稿日期:2001212225　　作者简介:王述银(19632),男,高级工程师,1986年毕业于江汉石油学院,目前在西南石油学院攻读石油工程专业研究生。

　　　3参加该项研究的还有黄继红等。

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结。向污水中加入与污水微粒电性相反的絮凝剂,

电性中和作用破坏了污水中的电荷平衡状态,污水中微粒就会破乳絮凝。与此同时,加入一定量的有机高分子聚合物(助凝剂),利用助凝剂的吸附架桥作用就可在污水中形成较大的絮凝体,经气浮作用而去除,达到去除水中大部分悬浮物和胶体颗粒的作用。212　过滤原理

213　泥状絮凝物回收原理

向泥状絮凝物中加入酸,破坏泥状絮凝物中的

电荷平衡,使油与絮凝剂失去电性亲和而分离,达到回收油和絮凝剂的目的。

3　前期工作及工业性中试

311　室内药剂筛选

絮凝气浮处理后的污水在一定的压力条件下,通过核桃壳滤床,污水中的微细悬浮物及油粒被吸

附、阻截而去除,从而使含油污水处理后出口水质达到外排标准。

在进行放大试验前,针对红浅污水特性,进行了大量的处理药剂筛选工作。从初步筛选出的5种效果较好的絮凝剂、3种效果较好的助凝剂中,最终筛选出综合效果最佳的絮凝剂A5(表2)和助凝剂B2(表3)。

表2　5种絮凝剂室内筛选结果

Tab12　Laboratoryscreeningresultof5flocculatingagents

絮凝剂类型

无

A1A2A3A4A5

加药浓度

()

600700600

含油

()19480013160101004180

机杂

()100161709160151208120

COD)360378165460316

单价

()01780168018501680113

松散松散较松散松散较松散

　　　注:A5剂为湖南宇宙公司产品;A3为四川齐达公司产品;其余为克拉玛依市化工厂产品。

表3　3种助凝剂室内筛选结果

Tab13　Laboratoryscreeningresultof3coagulantaids

助凝剂类型

AB1B2B3

加药浓度

()

600

1010100

含油

()4180418041804180

机杂

()8120615031202180

COD()290260193285

泥渣凝聚情况较松散凝聚较好凝聚好凝聚好

单价

()118021324170

　　注:①所取水样含油1948mg/L、机杂109mg/L、COD1763mg/L;②增加B剂时,A5剂加入浓度不变;③助凝剂B3为国内外地

产品,B2为日本产品,B1为本市化工产品。

312　泥状絮凝物处理回收实验

表4　泥状絮凝物处理回收实验结果

Tab14　Experimentresultoftreatmentandrecovery

泥状絮

酸的加量

项目凝物用量

/kg

/kg

室内实验时,用浓硫酸滴加泥状絮凝物并同时搅拌。絮凝物中的原油和药剂水溶液逐渐分离,分离出的药剂溶液与现场配制的药剂溶液进行对比实验表明:泥状絮凝物分离处理后,回收其中的原油和化学药剂等是可行的。

实验结果见表4。

产生的产生絮凝剂产生机油量水溶液的量杂的量

/kg0121

/kg0177

/kg01018

数值10103

　　　注:反应产生的水溶液中絮凝剂含量为5%。

313　工业性中试

在室内研究取得成功的基础上,在重油公司92号处理站建成了一套10m3/h稠油污水处理量的工业性中试装置。该装置建成运行后,污水处理

第4期　　　　　　　　　　　王述银等:

红山嘴油田稠油污水处理工艺技术研究与应用79

效果较好,处理后的污水水质达到国家排放水标准。试验结果见表5。

表5　92号站稠油污水中试水质化验分析结果

Tab15　WaterqualityassayresultofpilotplanttestforheavyoilwastewaterofNo192station

项目处理前

处理后

pH值7100～81307100～8130

含油

≤500

5

机杂

≤801002130

挥发性酚

01600132

硫化物

01600160

COD76054

　　　注:以上数据由新疆维吾尔自治区环境监测中心站检测。

4　放大试验

红浅污水处理放大装置位于新疆油田采油一厂红浅稠油处理站。整套处理装置占地2000m。由两套机组组成,单台机组的最大处理量为200m/h,装置的最大处理量为400m/h。主要设备有

3

3

2

混凝剂和絮凝剂与污水中的污油和机杂在综合处理机中发生絮凝反应,产生泥状絮凝物,通过气浮除去泥状絮凝物;除去大部分泥状絮凝物的污水,依靠位能流入多级气浮机,由多级气浮机再除去部分泥状絮凝物;通过气浮后的污水经增压泵升压,进行两级果壳过滤,;各,,将泥状絮凝物;油进收油系统回收,溶有混凝剂的水溶液回用,少量的机杂沉积在分离罐底部,定期排入干化池

。

综合处理机、多级气浮机、果壳过滤器、气液分离器等。

411　工艺流程

工艺流程如图,再先后加入混凝剂、;

图1　红浅污水处理装置的工艺流程示意图

Fig11　ProcessflowofHongqianwastewatertreatmentinstallation

80

412　运行效果分析

　　　　　　　　　　　　特种油气藏　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第9卷

红浅稠油污水处理装置建成后,从不同水质、各个工艺环节的处理效果和污油回收率3个方面检验装置运行状况,均收到良好的效果。41211　不同水质条件下的处理效果为了全面细致地了解装置的运行效果,对装置进行了不同水质条件下的运行试验。试验结果表明:含油≤5000mg/L、机杂≤200mg/L的稠油污水,经处理后,装置出口污水含油均能保证在10mg/L以下、机杂在5mg/L以下、COD≤250mg/L,达到国家排放水标准。其污水含油量与加药量、产渣量均成正比。41212　各个工艺环节的运行指标

各个工艺环节的运行指标见表6。

表6　装置各工艺环节参数统计结果Tab16　Parameterstatisticsofeachprocess

项目含油/(mg/L)

()

进装置气液反综合多级气一级污水≤940二级

应罐处理机≤46641213　污油回收率

本装置污水含油回收包括2部分:一部分是气液反应罐回收的污油,收油率为50%;另一部分为泥状絮凝物回收处理装置回收的污油,回收油率为90%。

5　结　论

(1)使外排污水水质有了根本的好转,消除了

污染,保护了环境,具有明显的社会和经济效益。

(2)为新疆油田稠油污水处理提供了一套成

熟的技术和一个成功的范例。

(3)。

编辑　常汉章

(上接第73页)蒸汽接触面积扩大到一定值后,暂

堵剂被冲刷而溶蚀、降解的量有一个急剧增长的过

程,随后溶蚀量又趋平稳。

4　结　论

(1)GS2高温暂堵剂在室温下可成胶。

(2)GS

2高温暂堵剂的突破压力大于10MPa/m,能有效封堵高渗透层。

(3)GS2高温暂堵剂在注汽条件下,经过240h,封堵率仍保持9310%。经过480h,封堵率降至4310%。通过暂堵剂配方的调整,暂堵时间在一定

范围内可调,达到分注合采的目的。

参考文献:

图2　注汽时间与封堵率关系曲线

Fig.2　Relationofsteaminjectiontimeandblockingrate

[1]徐玉兵,崔孝秉1注蒸汽井温度场分析计算设计原理

[J],石油钻采工艺,1996,181

[2]赵福麟1采油化学[M]1东营:石油大学出版社,19881[3][日]山下晋三,金子东助著1阎家宾,等译1聚氨脂手

3　现场应用

GS2高温暂堵剂在曙一区、高三区、洼38块、冷43

块、沈84块共计39口蒸汽吞吐井进行暂堵施工,累计增油487717t,新增产值49715万元,新增利税37119万元,投入产出比为1∶319。经暂堵后,提高了蒸汽吞吐井吞吐效果,同时产生了巨大的经济效益。

册[M],北京:中国石化出版社,19921

[4][德]厄特尔G著1纪奎江,等译1交联剂手册[M]1北

京:化学工业出版社,19901

编辑　刘兆芝

Abstract:Inaccordancewiththesituationofhighformationwatersalinity,hightemperatureanddeepwellsinZhongyuanoilfield,water-drainingfoamerwasdeveloped.Thelengthofcarbonchaininfoamermoleculeis12～16,containinggroupsofC2O2O,C=Nand2SO3Na.Thisfoamershowsfavorablefoamingperformanceinproducedwaterofhighsalinity(160000mg/L)andhighcondensatecontent(200g/m3)fromgaswells,andunderhightemperatureof90～110℃.ThefoamerhasbeenusedinZhongyuanoilfieldandyieldedgoodresult.

Keywords:water2drainingfoamer;principle;indoorsynthesis;performance;fieldapplication;ZhongyuanoilfieldStudyandapplicationofheavyoilsewagetreatmenttechniqueinHongshanzuiWANGShu2yin,LIZe2wei,ZHANGJin2rong,WANGWen2qing,RONGChui2gang(No.1OilProductionPlantofXinjiangOilfieldBranchCompany,PetroChina,

Karamay,Xinjiang834000,China)

Abstract:Tosolvetheproblemofheavyoilsewage,whichishighlydenseandviscous,severelyemulsifiedandhighintemperature,asetofsewagetreatmentinstallationof400m3/hhasbeenbuiltforHongshanzuishallowheavyoil.Afterputtingintouse,oilcontentandsuspendedmatterinsewagehavechangedfrom≤2000mg/Land≤200mg/Lrespectivelyto≤10mg/Land≤5mg/L,whichmeetnationalstandardofdrainage.Thisinstallationisstablyoperated,highlyeffective,andlowcost.Itisasuccessfultechniqueofheavyoilsewagetreatment.Keywords:heavyoildevelopment;sewagetreatment;laboratorystudy;fieldapplication;Hongshanzuiheavyoilfield

PlantofZhongyuanOilfieldBranchCompany,SinoPec,Puyang,Henan457001,China)

特种油气藏

双月刊(1994年创刊)

第9卷第4期(总第33期)

2002年8月出版

主办单位承　　　办　协　　　办　辽河油田分公司钻采工艺研究院主编　马玉龙副主编　祝永军常务副主编　李军生编辑出版　《特种油气藏》编辑部

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辽河油田分公司勘探开发研究院邮编:124010

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印刷　中油辽河油田分公司勘探开发

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