采出水处理新流程配套及新工艺试验完善2009.4.2011111

1、长庆油田分公司2009年新技术新工艺推广项目开题设计报告项 目 名 称：采出水处理新流程配套及新工艺试验完善课（专）题名称：组织编制部门：长庆油田分公司油田开发处编 制 单 位：长庆油田分公司第一采油厂编 写 人：毕凯 侯军刚2009年4月15日一、国内外现状、技术发展趋势、生产需求和市场前景（一）国内外现状从40年代起, 国外各石油公司,如美国贝壳公司、HYDOROMATIOM公司、PWT公司和PALL公司等开始从事采出水处理工艺技术研究,国内在60年代后才开始研究。采出水处理工艺技术从无到有，从简单到较复杂，从不完善到较为完善，形成了一系列的采出水含油处理技术，主要有重力分离技术、压力除油

2、分离技术、气浮分离技术、旋流分离法、过滤技术等常规技术。近年来，又逐步发展了一些诸如吸附法、高级氧化技术、生化处理技术和膜分离技术等深度处理技术。目前，还有多项新技术正在试验阶段，如大庆油田PVC合金中空纤维膜处理含油污水的试验研究、沉降罐+气浮的试验研究、微生物法解决硫化物的试验研究；辽河油田的含油污泥焚烧处理技术研究等等，都为采出水处理未来的发展提供了新的发展空间。作为常规处理技术，处理后的水质含油、悬浮物等含量仍较高，满足不了低渗或特低渗油藏对高水质的要求。油田采出水处理技术在油田的正常生产、持续发展、环境保护等方面发挥着重要作用。目前国内油田污水处理的基本方法为除油混凝过滤回注，在除油

3、过滤方面，各油田多采用深床过滤原理，拦截固相颗粒，过滤设备主要有石英砂过滤器、核桃壳过滤器、双滤料过滤器、多层滤料过滤器以及双向过滤器，这些技术各有优缺点。其中石英砂、核桃壳过滤器是目前我国油田水处理站中应用最广、处理效果较好的两种形式。但是,上述两种过滤器由于滤料粒度小,反冲洗易流失,尤其核桃壳滤料具有亲油性,滤料易受污油和胶质污染，滤料再生困难，反冲洗效果较差。纤维球过滤器是我国近几年发展起来的深床高精度过滤器,其滤料纤维细密,过滤时可以形成上大下小的理想滤料空隙分布,纳污能力大,去除悬浮物的效果高，目前在部分油田广泛应用。 在低渗透油藏污水处理回注技术应用上国内相对较少，国外主要是在采用

4、常规处理工艺时辅以精细过滤技术，处理设备包括预滤器和精滤器，应用较好预滤器有美国PWT公司和HYDOROMATIOM公司生产的核桃壳过滤器、美国CENATCO公司生产的双高速过滤器和美国贝壳公司研制的双滤料过滤器，对于进一步提高处理水质的精滤器有Pall中心过滤装置和PallFlood Goand高压筒式过滤器。 检索内容：油田采出水处理的发展及展望，张维智等，石油规划设计2008年9月；油田采出水处理技术与发展趋势研究，张逢玉等，环境科学与管理2007年10月；油田采出水处理技术现状及发展趋势，刘建兴等，工业用水与废水2007年10月；油田采出水处理技术进展，张学佳等，工业安全与环保2007

5、年8月；油田采出水处理现状及新技术应用，王底举等，江汉石油学院学报2004年10月；（二）技术发展趋势随着人们对油田采出水经处理后作为采油注水一系列优势的认可，油田采出水回注技术和经过深度处理后排放技术，已越来越受到国内外研究者的重视。从污水处理的必要性、技术方法的可行性以及工艺设备的经济性等方面来考虑，研制和开发新型的水处理药剂，先进设备的研制和新技术的应用，以及生物处理技术和膜分离技术的研究和推广，成为采出水处理系统研究的发展趋势。油田采出水处理配套工艺技术一直是油田注水系统设计、运行、管理关注的问题，是实现油田注水高效开发的关键因素之一，采出水处理系统现场应用的采出水处理工艺可分为：重力

6、混凝沉降除油工艺技术、压力密闭除油技术、气浮选除油技术、液一液旋流除油技术、过滤技术、低渗透油田注入水精细处理技术等。根据采出水的前期研究结果，对采出水处理流程中的除油罐容量适度加大，简化后续过滤工艺，配套针对性较强的水质调节技术（一区一站一对策），减缓采出水系统的腐蚀趋势，提高采出水综合处理效果。即反应沉降+一级过滤工艺技术适合长庆油田采出水的特点，并在其它油田得到成功推广。（三）生产需求和市场前景安塞油田目前已形成年产300万吨的生产规模，有注水井1565口，平均日配注35799m3,根据产建部署，2015年将达到400万吨，油田年产出水量将达到380万方，提高水质指标，配套采出水处理新工

7、艺，对油田生产和环境保护有着极其重要的作用，对油田发展显得更为重要。首先安塞油田地处鄂尔多斯盆地，黄土高原，水资源极其匮乏，大部分开采区块地下水不足，也无地表水可用。部分区块因水源不足，自2004年年底实现了采出水的全部有效回注，随着近几年油田的大规模建产，采出水回注量逐年增加。2008年注水1150104m3，其中采出水回注量277.5814104m3，占注水总量的24.13%。采出水的回注缓解了油田用水紧张局面问题，并能创造较好的经济效益。安塞油田为典型的“三低”油田，污水有效达标回注是油田高效开发的关键，油田污水处理工艺技术受到各方面的重视，研究与之相配套的新工艺新流程是解决目前采出水处

8、理技术的关键，具有很好的社会意义。综上所述，安塞低渗油田污水回注处理技术显的尤为重要，采出水处理技术应用前景较好，对国内低渗油藏的开发具有较大的指导意义。由于现有的处理工艺尚未完善，采出水处理后水质尚达不到油田公司采出水回注含油20mg/l，悬浮物10mg/l的指标要求，虽然自2004年采出水已实现100%回注，但处理水质不达标，势必会对地层造成污染。所以，继续对现有采出水处理工艺进一步完善。二、研究目标和主要研究内容（一）研究目标1、通过对采出水处理系统沉降除油过滤环节进行分析，监测各个环节的水质，确定影响水质处理的关键环节。 2、根据水质检测结果，对水质处理不达标的环节，分析评价该环节的处

9、理工艺，进一步完善工艺流程，提高水质标准。3、采出水处理系统以张渠、贺一转调整改造为研究对象，分析改造后工艺的实用性，建立一套新的采出水处理配套工艺，实现采出水达标回注。（二）主要研究内容油田采出水处理主要包括絮凝沉降、过滤除油、污泥处理、杀菌防腐等工艺，本课题研究范围主要为过滤除油及配套新工艺，处理内容主要为悬浮物、含油量和细菌含量等。1、采出水处理过程中投加的药剂不仅种类繁杂，而且对水质的针对性强，结合采出水前期研究成果，通过现场大量实验，筛选出处理药剂；同时根据工艺流程特点，优化加药方式、加药浓度，综合考虑药剂种类间隔周期及相互作用，对现场应用效果做出评价。2、研究应用适合于安塞油田开发

10、区块分散、处理规模相对较小的集高效除油、精细过滤为一体的含油污水处理装置，通过完善工艺流程，对处理设备内部结构、大罐排泥装置进行试验定型，完善储罐及管网设备防腐工艺，建立形成一套实用性强，处理效果好的工艺体系。3、对不同处理设备、不同的处理工艺模式进行评价，最终确定相应的安塞油田不同开发区块的采出水处理工艺技术；并从技术、经济、安全等方面评价分析在油田的适应性。三、关键技术和技术研究路线（方案）比选（一）技术关键1、优选经济适用的污水过滤处理工艺；2、针对不同开发层位对污水处理水质标准要求，对不同水处理装置进行有效集成，形成满足不同要求的一体化污水处理新流程新工艺；3、研究制约提高水质标准的主

11、要因素，优化加药方式、加药浓度，筛选出适合不同水质的药品类型及投加浓度。 (二) 技术研究路线四、主要技术经济考核指标1、形成经济适用的一体化污水处理工艺体系；2、处理水质达到长庆油田分公司制定的水质标准；油田采出水回注技术推荐指标注入层平均空气渗透率10-3m2100.0控制指标悬浮物浓度,mg/L5101015悬浮物粒径,m3335含油量,mg/L10152030平均腐蚀率,mm/a0.076SRB菌,个/ml10TGB菌,个/ml100辅助指标总铁量,mg/L0.5PH69溶解氧,mg/L0.05硫化物,mg/L2.0二氧化碳,mg/L-1.01.0油田不同层位采出水回注主要技术指标油田

12、区块层位渗透率主要指标(10-3m2)悬浮物含量(mg/L)含油量(mg/L)安塞油田塞152长217.381020靖东长233.81020五、项目验收最终成果及成果形式提交安塞油田采出水新流程新工艺试验完善研究成果报告及相关的研究资料库和电子文档。22六、项目研究进度计划（按照里程碑阶段编制进度计划，填写计划进度表，并用甘特图表示）（一） 计划进度表说明：阶段目标为经过该阶段研究应取得的阶段成果，目标应具体、量化，具有可考核性。研究阶段起止时间研究内容阶段目标准备阶段2009年1月2009年3月通过对现有工艺流程进行分析，收集大量的现场资料，寻找水处理的薄弱环节。明确采出水处理水质不达标的主

13、要因素实施阶段2009年4月2009年7月1、对反应罐的内部结构、大罐排泥装置进行试验定型；2、完善储罐及管网设备防腐工艺；3、优选污泥浓缩干化处理设备；4、结合前期采出水研究成果，对采出水处理药剂进行筛选评价，并开展现场试验；5、根据工艺流程特点优选加药方式及加药浓度；6、对张渠集中处理站、贺一转实施工艺流程改造，做好监督，收集现场资料。对采出水处理新工艺的现场试验进行定型现场试验及评价阶段2009年8月-2009年11月对张渠、贺一转采出水处理新工艺现场应用效果进行评价明确新工艺现场的适用性及优缺点总结阶段2009年12月编写总结及汇报材料（二）计划进度甘特图七、资源计划（一） 人力资源计

14、划研究人员姓名职称/职务所学专业单位/部门人工费率（元/月）在项目各阶段研究时间和主要承担任务描述准备阶段实施阶段报告编写阶段包立军副所长采油工程采油工艺研究所组织协调监督检查报告审核毕 凯工程师/主任采油工程采油工艺研究所实施方案的审核及修改现场实施及组织协调进度的监督及督促编写总体报告及相关材料张 旺工程师 采油工程采油工艺研究所注水系统优化调整方案的编写注水系统优化调整的现场实施及组织协调收集调整后各站点的运行情况，并分析编写报告李 艳助理工程师采油工程采油工艺研究所现状调查，资料的收集及整理资料收集整理，数据的收集及核实分析资料，制作图表吴文妮助理工程师采油工程采油工艺研究所现状分析及

15、治理对策的制定现场实施工作量的核实及资料数据的整理，数据分析侯军刚助理工程师采油工程采油工艺研究所现状分析并编写开题报告资料收集整理，数据的收集及核实收集流程改造后各站点的运行情况并分析及整理李岩助理工程师采油工程采油工艺研究所方案审核，组织协调现场实施监督参与报告编写 (二) 设备资源计划 单位：万元序号仪器设备名称生产厂家隶属单位购置、使/占用台件购置、使/占用费使用理由八、前期研究基础情况和支撑条件分析1、项目前期研究基础情况安塞油田是全国闻名的特低渗油田，属致密砂岩油藏，初期评价低产低效，无经济开采价值，对于注水开发根本没有可行性。经过研究、试验、总结，成功地实现了注水开发。90年代初

16、以来，安塞油田在十几年对低渗、特低渗油藏的探索过程中取得了巨大成功，积累了大量的经验，同时也形成了特低渗油藏特色注水技术，特别是精细的水质处理工艺技术，为该项目的前期研究奠定了基础。安塞油田从1999年开始,通过简单沉降、除油处理后，对渗透率相对较高的长2、长3层、延安组进行了目的层回注，2001年又对特低渗长6油层进行了污水回注试验，目前共有张渠二区、塞152、塞407、塞413、塞431等5个长2、长3层区块和塞160井区1个延安组区块进行污水回注。现场试验证明通过精细水质处理，在安塞油田低渗和特低渗油藏进行采出水回注是可行性。为确定污水处理工艺技术。同时公司对不同开发层位污水回注水质标准

17、进行精细划分、确定。但是根据采出水回注标准，目前现有的处理工艺无法满足采出水回注标准，通过以上新流程新工艺的改造调整，为污水处理工艺技术创造了较好的研究条件。2、与国内外合作研究及技术引进相结合的可能性长庆油田公司采油一厂与国内各石油公司和科研机构保持着良好的稳定合作关系，有合作的可能。3、与基本建设、技术改造等工程结合的可能性该项目属于油田采出水回注中新流程配套新工艺试验，其研究过程将紧密结合生产实际，资料大多来源于现场第一手资料，形成的最终成果也将直接服务于油田生产，特别是后期产能建设区块可直接应用到该项成果，大大减少油田建设投资，节药水资源、生产运行成本和环境保护，有很好的经济效益和社会

18、效益。九、与本项目有关的专利检索及其法律状况分析本项目所运用的各项技术和成果并不涉及其他个人和单位的专利，所形成的专利和成果归中国石油长庆油田分公司所有。十、应用前景和经济效益预测（一）应用前景通过安塞油田采出水处理新流程配套新工艺试验完善的研究，建立与之相适应，相配套的工艺流程，为下步提高水质处理指标、实现采出水达标回注提供强力的技术支撑。根据发展计划，长庆油田原油产量在2015年将突破5000万吨，安塞油田原油产量将达到400万吨，油田年产出水将达到5000万方，这些含油污水的处理和回注迫在眉捷。因此进行安塞特低渗油田污水处理新流程配套新工艺试验研究，实现污水达标回注，对长庆油田污水处理和

19、回注的推广应用具有很好的借鉴作用。同时它也是解决油田污水去路的最好途径,既能缓解油田注入水资源缺乏矛盾,又能减少油田地面建设投入费用，还能满足环境保护的要求，对油田可持续发展和新建区块经济投资具有重要的意义。（二）经济效益预测十一、经费预算明细表 项目分类各研究阶段预算（按照里程碑阶段编制）准备阶段实施阶段报告编写阶段小 计1、材料（大宗）2、分析（检验、测试）3、设备购置/租用4、计算机时/资料处理、解释5、燃料动力消耗6、样机试制7、现场试验8、其他直接费（1）外协（2）调研（3）培训（4）咨询（5）评审/验收其他费用： 小 计9、不可预见费10、房屋占用费11、直接人员费12、管理费 合

20、 计十二、项目人员组织项目组织结构表姓 名单位/部门年龄职称/职务从事专业联系电话Email地址项目经理包立军第一采油厂采油工艺研究所工程师/副所长石油工lj_cq项目用户总监项目主要研究成员毕 凯第一采油厂采油工艺研究所28工程师/主任石油工k_cq张 旺第一采油厂采油工艺研究所29工程师石油工w3_cq李 艳第一采油厂采油工艺研究所28工程师应用化iy3_cq吴文妮第一采油厂采油工艺研究所28助理工程师石油工wn_cq侯军刚第一采油厂采油工艺研究所27助理工程师石油工jgang_cq李 岩第一采油厂采油工艺研究所27助理工程师石油工y02_cq张鹏超第一采油厂采油工艺研究所助理工程师石油工hpch_cq康 帅第一采油厂采油工艺研究所24助理工程师石油工程029-86508