電化學預氧化在油田污水處理中的應用

　　油田污水回注是提高驅油效率、保持油層產(chǎn)量、穩(wěn)定油井生產(chǎn)能力的重要措施之一。塔河油田一號聯(lián)是目前注水開發(fā)的主力供水源，承擔著碎屑巖、碳酸鹽巖多個區(qū)塊的注水開發(fā)。由于一號聯(lián)污水低pH值、高Cl酸性水質和高含鈣、鎂、鋇的高礦化度水質，存在較強的腐蝕和結垢特性，且處理后的注水水質不能穩(wěn)定達標，不僅對注水和油井生產(chǎn)造成嚴重的不利影響，同時也嚴重影響了油氣田的安全和正常生產(chǎn)。因此引進電化學預氧化處理技術，對一號聯(lián)污水進行水質改性，以達到注水水質穩(wěn)定達標的目的。

　　1、前期一號聯(lián)污水處理系統(tǒng)狀況及存在問題

　　1.1 前期污水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀

　　目前一號聯(lián)污水處理系統(tǒng)實際處理水量為10000~11000m3/d，超過設計規(guī)模9000m3/d，處于超負荷運行狀態(tài)。

　　電化學預氧化前污水處理系統(tǒng)主工藝流程如下：

　　來水→2000m3除油罐→500m3緩沖罐→提升泵→高效壓力聚結除油器→全自動雙濾料過濾器→1000m3外輸緩沖罐→污水外輸泵→回注(灌)站。

　　1.2 來水水質特性

　　1.2.1 污水離子分析

　　一號聯(lián)污水處理系統(tǒng)的處理對象主要是一號聯(lián)120萬噸和150萬噸原油處理系統(tǒng)油井產(chǎn)出來水。一號聯(lián)來水水樣的離子組成見表1。

　　1.2.2 水質指標分析

　　采用SY/T5329標準規(guī)定的方法，沿污水處理工藝流程對一號聯(lián)水質指標及腐蝕速率進行了檢測和監(jiān)測，結果見表2

　　從表1、2中可以看出，一號聯(lián)來水高礦化度、高Cl^-，水中Ca²⁺、Mg²⁺含量較高、屬CaCl₂水型，污水pH值較低，懸浮物、含油量、總鐵較高，處理后的水質除了含油量達到要求外，懸浮物、Fe²⁺較高。

　　1.2.3 水質穩(wěn)定性差

　　由于污水處理系統(tǒng)污水處理劑只添加了絮凝劑、助凝劑兩種，除去了水中大部分固體懸浮物，但并未將鐵離子除去，導致水質穩(wěn)定性差，下游注水站水質變黃，固體懸浮物明顯升高。為達到碎屑巖注水要求，碎屑巖污水處理系統(tǒng)從一號聯(lián)污水處理系統(tǒng)外輸罐來水后經(jīng)過了多介質過濾器二次處理，且處理達標，但下游注水站的水質濁度明顯上升，達不到“注好水”的目的，使清罐周期大?？s短，影響正常注水。

　　2、電化學預氧化基本原理及現(xiàn)場試驗

　　2.1 電化學預氧化的基本原理

　　電化學預氧化的基本原理是通過電化學的方法對來水進行預氧化處理，利用預氧化過程中產(chǎn)生的強氧化態(tài)中間物質在殺滅細菌的同時，將污水中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺、S^2-氧化成單質硫，并使其具有凝聚作用，在較低pH值條件和混凝劑的共同作用下，打破污水中存在的CO₂-HCO^3--CO₃^2-緩沖體系和固有的膠體平衡，使水中的微小雜質顆粒聚集成體積大、密度高、沉降快的絮體，從水體中完全沉降、分離出來，實現(xiàn)水質穩(wěn)定達標的目的。

　　2.2 電化學預氧化處理技術的現(xiàn)場試驗

　　為解決采油一廠油田采出水穩(wěn)定達到回注水質標準的問題，對一號聯(lián)污水處理系統(tǒng)采用電化學預氧化油田采出水治理技術在站內進行了現(xiàn)場小型采出水治理試驗研究，同時考慮到水質改性后結垢、污泥處理等問題，該試驗分為pH=6.5、pH=7.0兩個階段。

　　3、電化學預氧化技術的現(xiàn)場應用

　　經(jīng)過前期的現(xiàn)場小型試驗，一號聯(lián)電化學預氧化污水處理流程于2014年底正式投運，采取“重力斜板除油+壓力除油+預氧化水質改性+沉降分離+過濾”的污水處理工藝。截止到目前已運行了近一年的時間，污水系統(tǒng)運行平穩(wěn)，水質穩(wěn)定達標。

　　3.1 主要工藝流程

　　來水→700m3、1000m3除油罐→200m3污水緩沖罐→提升泵→聚結壓力除油器→電化學預氧化裝置→混合反應器→2000m沉降罐—500m3緩沖罐→提升泵→雙濾料過濾器→1000m3外輸罐→污水外輸泵→回注(灌)站。

　　3.2 水質指標

　　采用電化學設備對一號聯(lián)污水進行預氧化處理，控制合適的參數(shù)條件，應用優(yōu)選出的各種處理劑對污水進行改性、絮凝、助凝，再通過過濾、外輸投加穩(wěn)定劑的方式，使處理后的各項水質指標達到注水要求。

　　通過與前期污水處理方式對比，采用電化學預氧化技術，對水質進行改性，再通過化學混凝的方式綜合治理一號聯(lián)油田污水，有效的去除了污水中鐵離子，保證了沿程水質的穩(wěn)定達標。

　　4、結論

　　電化學預氧化、水質改性污水處理技術的現(xiàn)場應用最大限度地滿足采油一廠的注水開發(fā)和長期穩(wěn)產(chǎn)之需要，標本兼治地解決了油田污水的不穩(wěn)定因素，既保證了“注好水”，又保證了“注上水”。采油一廠自電化學預氧化水質改性技術應用以來，碎屑巖油藏注水系統(tǒng)的水質達標率>90%，配注完成率>90%。( >

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