摘要：針對低滲透油田回注污水水質(zhì)不達標的問題，采用改性纖維球濾料全自動過濾器，改造頭臺油田污水處理系統(tǒng)。介紹了過濾器的結(jié)構(gòu)、工作原理和主要技術(shù)參數(shù)，并與其它過濾料進行了比較，認為改性纖維球濾料自動過濾器具有過流量大、濾料再生能力強可反沖洗的特點，通過污水處理前后水質(zhì)指標的對比，說明這種過濾器可有效地保證污水水質(zhì)。

1、油田回注水處理概況

由于中國大部分油田已經(jīng)進入開發(fā)的中、后期，采出液中的含水量為60~80%，有的油田其至高達90%。如果這些含油污水未經(jīng)處理直接排放，將造成嚴重的環(huán)境污染，也是水資源的很大浪費。因此，對油田含油污水須進行處理回用，可以為油田帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益。

目前油田含油污水處理后的出路有三種。

一種是處理后用于回注，此為優(yōu)選目標，要求須對水中的油、懸浮物及其顆粒粒徑進行控制；

二種主要是稠油污水，處理后用于熱采鍋爐的給水，要滿足熱采鍋爐給水的水質(zhì)；

三種是多余污水處理后排放，按照中國綜合污水排放標準，除對含油及懸浮物等指標進行控制外，還要對COD等排放指標進行控制。

綜上所述，油田含油污水須進行處理，目前中國油田含汕污水常規(guī)處理流程是：來水→緩沖調(diào)儲→除油、沉降→過濾→回注、回用或排放。

緩沖調(diào)儲的目的是對來水進行均質(zhì)、均量，也兼有預處理目的。除油沉降的目的是去除水中大部分油和懸浮物。過濾是進一步去除水中細粒徑的油和懸浮物，起到水質(zhì)把關的作用。

由于回注及鍋爐回用水對含油及懸浮物指標要求都十分嚴格，因此油田含油污水處理工藝中的過濾技術(shù)也就成為整個工藝的關鍵和難點。

1.1 油田回注水指標及水質(zhì)現(xiàn)狀

自六十年代中國含油污水處理后用于回注至今，各油田污水處理及回注站已具很大的規(guī)模。隨著地層采出水量的不斷提高，注水量成倍增長，注水水質(zhì)要求也更加嚴格，目前執(zhí)行的是1995年中國石油天然氣總公司頒布的行業(yè)標準《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標SY/T-5329-94》。

該標準中規(guī)定，從油層的地質(zhì)條件出發(fā)，將水質(zhì)指標按滲透率小于0.1、0.1~0.6、大于0.6u m²分為低(A)、中(B)、高(C)滲透三類。又將每類標準分3級要求。標準規(guī)定中滲透的B1級及低滲透的A3級要求懸浮物顆粒粒徑控制≤2μm，低滲透的A2級、A1級要求懸浮物顆粒粒徑控制分別為≤1.5，≤1.0μm。這種精度是傳統(tǒng)多層濾料（石英砂、煤）和核桃殼濾料所無法達到的。

2、目前油田污水處理過濾技術(shù)存在的問題

(1)不能滿足低滲透油田回注水對懸浮物含量及顆粒直徑指標的控制要求。

(2)由于粒度�。�為0.6~1.8mm之間），易破碎，反沖洗時容易流失，需要經(jīng)常補充漏失的濾料。

(3)對于稠油污水及原油中瀝青和膠質(zhì)含量較高的采出水，以上濾料容易出現(xiàn)板結(jié)問題，常使過濾無法進行，使整個過濾工藝癱瘓。

3、改性纖維球濾料與其他濾料對比分析

3.1 核桃殼濾料

核桃殼過濾技術(shù)早起源于美國，我困應用較晚，是80年代中后期在因內(nèi)發(fā)展起來的，大慶油田應用的較晚，九十年代中期首先在大慶外圍油田有應用。1998年大批量應用。濾速高，過濾通量大；吸附能力強，除油效果好；反沖洗強度低，白耗水量�。缓颂覛�濾料對懸浮固體的去除效果較差。

3.2 雙層濾料過濾器

雙層濾料過濾器具有操作簡單、運行管理方便、納污能力強、處理效果好的特點，因此在油田生產(chǎn)中其運行效果良好。尤其是在深度含油污水處理時，充分顯示出其處理效果好的優(yōu)點，雙層濾料過濾器的出水水質(zhì)高于單層石英砂過濾罐、單閥過濾罐、雙向過濾罐。

要達到同樣精度要求，改性纖維球過濾器用一層，雙濾料過濾器、砂濾過濾器等需用兩級以上；要達到同樣的處理量要求，改性纖維球過濾器的罐體直徑要小得多。實際應用說明，在相同處理量，相同來水指標情況下，改性纖維球過濾器比其它過濾器僅減少設備投資一項上就達到50%以上（性能價格比），污水處理指標提高一個等級，改性纖維球濾料具有使用壽命長的特點。

4、大慶XX油田污水處理流程

隨著XX油田開發(fā)的不斷深入，原油含水不斷上升，采油污水處理已成為注水開發(fā)油田的重要工作。目前，頭臺油田污水量達1000m³/d，處理后全部回注到油田。XX油田為低滲透油田，對回注水質(zhì)要求高，污水水質(zhì)不達標直接影響油田開發(fā)效果。2000年油田對污水處理系統(tǒng)進行了改造，在油田污水二次過濾過程中采用了改性纖維球濾料，提高了污水處理后的水質(zhì)，滿足了地層注水的要求。

污水處理流程分析

污水處理流程及其優(yōu)點。污水處理流程：污水池→1#、2#氣浮選→提升泵→1次濾罐→2次濾罐→纖維球過濾罐→1000m3注水罐→外輸泵→外輸至XX油田。

改造后的污水處理流程，保留了原重力式沉降流程，增加了混合反應器，這樣提高了過濾器的濾前水質(zhì)，充分利用了原有設備和流程，降低了改造費用；過濾罐采用成撬并聯(lián)安裝，加大了污水處理量，提高了污水過濾精度，滿足了低滲透油田回注污水的要求；提高了污水處理的自動化程度，減輕了操作工人的勞動強度。

5 運行情況及經(jīng)濟效益

在采用了雙濾料全自動過濾器后，污水處理量和污水水質(zhì)均達到設計要求。過濾水懸浮固體含量、油含量、SRB等均已達到《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標及分析方法(SY/T5329-94)》水質(zhì)標準，減少了地層污染，滿足了臨南油田對回注污水要求。其經(jīng)濟效益表現(xiàn)在下面幾個方面：

5.1 水井作業(yè)費用大幅降低

作業(yè)大修井減少從近年水井解堵、作業(yè)大修調(diào)查情況看，XX油田作業(yè)大修水井逐年增多。僅1999年全年大修水井41井次，其中因結(jié)垢、腐蝕嚴重而大修的井32井次，占78%以上。在改性纖維球全自動過濾器投產(chǎn)后，回注污水水質(zhì)提高，作業(yè)大修井明顯減少，2011年作業(yè)大修井17口，減少因結(jié)垢、腐蝕的井15井次，節(jié)約作業(yè)經(jīng)費30.6萬元。

5.2 管線使用壽命得以延長

系統(tǒng)效益提高回注水水質(zhì)主要指標懸浮物和含油達到注入水標準，減少了地層堵塞，注水壓力不在升高，提高了注水量，保證產(chǎn)能需要，為油田的穩(wěn)產(chǎn)創(chuàng)造了條件，同時減緩了污水的腐蝕程度，延長了注水設備及注水管線的使用壽命。

6 結(jié)論及建議

(1)改性纖維球濾料與其它污水處理設備相比具有結(jié)構(gòu)緊湊、流程簡單、過濾效率高、纖維球濾料使用壽命長等優(yōu)點，對實現(xiàn)低滲透油田回注污水水質(zhì)達標，簡化污水處理流程，降低生產(chǎn)成本等具有重要意義，在油田污水處理站可推廣應用。

(2)在改性纖維球濾料與其他濾料不同在反沖洗作業(yè)中，因為纖維球濾料損失等原因使水質(zhì)變差，需加強管理，定期添加濾料，以保證雙濾料過濾器的正常運行。

(3)改性纖維球濾料的運行受進水水質(zhì)影響較小，污水處理工藝中混凝沉降效果直接影響濾前水質(zhì)，需控制進水水質(zhì)，完善工藝流程，保證濾后水質(zhì)指標。

(4)保證纖維球濾料的反洗再生。定合理的反洗工藝，保證纖維球濾料反洗再生完全。

纖維球濾料的反洗不完全、再生情況不好都影響過濾精度和過濾器的正常運行。而反洗太過于頻繁，達不到經(jīng)濟運行的目的。建議選用反洗再生性能好的纖維球濾料，并采用自動控制反洗。