采出水处理新流程配套及新工艺试验完善.doc

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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C－ENATCO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Pall　FloodGoand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1150×104m3，其中采出水回注量277.5814×104m3，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×10-3μm2

<1.0

1.0~10.0

10.0~100.0

>100.0

控制指标

悬浮物浓度,mg/L

<5

<10

<10

<15

悬浮物粒径,μm

<3

<3

<3

<5

含油量,mg/L

<10

<15

<20

<30

平均腐蚀率,mm/a

<0.076

SRB菌,个/ml

<10

TGB菌,个/ml

<100

辅助指标

总铁量,mg/L

<0.5

PH

6~9

溶解氧,mg/L

<0.05

硫化物,mg/L

<2.0

二氧化碳,mg/L

-1.0~1.0

油田不同层位采出水回注主要技术指标

油　　田

区　　块

层　位

渗透率

主要指标

（×10-3μm2）

悬浮物含量（mg/L）

含油量（mg/L）

安塞油田

塞152

长2

17.38

＜10

＜20

靖　东

长2

33.8

＜10

＜20

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。

20

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

石油工程

029-86506390

blj_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

石油工程

029-86504057

bk_cq@

张旺

第一采油厂采油工艺研究所

29

工程师

石油工程

029-86504057

Zw3_cq@

李艳

第一采油厂采油工艺研究所

28

工程师

应用化学

029-86504057

Liy3_cq@

吴文妮

第一采油厂采油工艺研究所

28

助理工程师

石油工程

029-86501187

wwn_cq@

侯军刚

第一采油厂采油工艺研究所

27

助理工程师

石油工程

029-86506389

hjgang_cq@

李岩

第一采油厂采油工艺研究所

27

助理工程师

石油工程

029-86500147

ly02_cq@

张鹏超

第一采油厂采油工艺研究所

助理工程师

石油工程

029-86508981

zhpch_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

029-86508758

ksh_cq@

十三、项目承担单位科技管理部门意见

通过该项目的研究，实现安塞油田采出水回注利用,对低渗透油田开发具有很大的现实意义和指导意义,项目立项可行。

在该项目研究中，充分结合现场实际情况，开展含油污水处理技术研究，以及配套的新工艺、新流程。

预期该研究成果具有较好的经济效益和和社会效益，应用前景广阔，同意立项。

十四、论证审查意见

通过对“采出水处理新流程配套及新工艺试验完善”开题设计审查，各位专家一致认为：

1、该课题研究的采出水处理工艺应用体现为新流程配套和新工艺试验两大特点，不仅对安塞特低渗油田的开发具有较大的现实意义，而且对全国大量已开发的和待开发的低渗油藏都具有很大的借鉴作用，项目开题意义深远。

2、安塞油田通过前期一定量的污水回注试验，一方面说明油田采出水经过初级处理后对地层具有一定的伤害，但另一方面说明油田采出水只要通过与之相配套的流程及工艺处理后水质达标回注，地层吸水能力能保持较好水平，油田采出水全部实现回注是完全可行性的。

3、在采出水处理工艺技术新流程配套和新工艺试验完善研究上，以油田现有的水处理技术为基础，经过充分调研，推广、发展和研发产出水深度处理过滤技术及配套相应用辅助技术。

主要有两级沉降加两级过滤技术应用；提高污水处理效果的稳定性，使用适应油田产出点分散特点的小设备、小装置的集成技术；各种助剂的筛选及各种新的工艺技术应用等。

总体上说，“采出水处理新流程配套和新工艺试验完善”技术路线明确，关键技术把握到位，研究内容具有一定的先进性和创新性，进度安排合理，项目研究操作性较强，经专家组论证，同意开题。

十五、项目主管部门审批意见