陈雯雯

（大庆油田第四采油厂规划设计研究所）

陈雯雯. 采出水处理站改造工程优化设计. 石油规划设计，2014，25（3）：35～36

随着聚合物驱、三元复合驱规模的不断扩大，以及水驱普遍含聚合物，采出水处理难度不断加大，采出水处理站原有滤罐在实际生产过程中陆续出现了诸多问题，如，滤料流失、反冲洗憋压且效果变差、滤后水质不稳定等，严重影响了采出水处理站的正常生产。针对这些问题，2座采出水处理站通过改进滤罐内部结构，实现变频反冲洗，并优化相关工艺流程等，提高了采出水处理及滤料再生能力，确保水质达标率的稳定。

1 采出水处理站的优化设计

1.1 改进滤罐内部结构，保证采出水处理效果

目前，由于采出水滤罐内部结构存在不适应性，出现反冲洗水泉涌、分布不均匀；反冲洗后罐内采出水的上层污油覆盖在滤料上，进而形成上层滤料板结，造成反冲洗憋压、跑料、过滤效果变差等问题。因此，针对滤罐存在的一系列问题，进行改进：一是，增设滤料分散再生装置，阻止滤料形成板结，反冲洗泵出口压力由原来的 0.2～0.4MPa降至0.08～0.10MPa，从而确保滤料得到充分彻底地反冲洗，有利于滤料再生；二是，增设浮油聚集器，有利于正常过滤及反冲洗后顶层污油的及时回收，继而提高含油采出水过滤效果，油含量及悬浮物含量达标率分别从90%、73%提升至100%、80%；三是，增设滤层分隔板，主要是将垫料层与滤料层分隔，防止反冲洗时滤料与垫料混层，经过2年多的现场运行滤料填补率由原来的17%下降至4%。

1.2 优化反冲洗工艺，实现全自动变频反冲洗

滤罐反冲洗是滤料再生的重要环节，工频反冲洗造成滤料反冲洗不均匀、易流失、能耗高等问题。设计中采用全自动变频反冲洗，应用微机控制变频调速技术，将反冲洗水泵、变频器、滤罐及反冲洗进出口电动阀整合为集中控制系统，实现人机界面对话，值班室内即可完成整个反冲洗操作。同时，将反冲洗操作系统设置灵活多样化，根据滤罐实际情况，选择不同的反冲洗方案（全程启泵反冲洗、前期余压反冲洗、不启搅拌器反冲洗），确定不同的待洗滤罐（每次反冲洗滤罐任意组合），设置不同的反冲洗参数（启搅拌器时间、反冲洗强度和时间），实现个性化反冲洗。变频反冲洗设计方案的人性化、精细化、灵活化，不仅降低岗位员工的劳动强度及泵的能耗，而且提高反冲洗效率，从而达到提高水质达标率的效果。

1.3 打破常规设计思路，实施分批次反冲洗

反冲洗方案确定后，进行回收水池容积校核。该采出水处理站已建滤罐数量为4组，每组滤罐反冲洗水量 260m3/次，已建 800m3回收水池有效容积560m3。采用集中反冲洗方式，需新建800m3的回收水池1座，回收水一次性进入池中，集中在同一时间段内向上游采出水系统排水，排水后2座回收水池空置 18h。采用该设计方案，采出水处理站需新增占地 500m2。为节约地面建设投资，方案考虑在不新建回收水池的条件下，提高设备运行的时效性，经过现场数据调查和详细核算，得出滤罐分批次反冲洗与集中反冲洗达到的反冲洗效果相同，且对上游采出水系统无影响。因此，设计中确定不新建回收水池，利用原有回收水池，采用分批次反冲洗方式。每次依次反冲洗2组滤罐，每批次间隔3h，每次反冲洗总水量 520m3。反冲洗水不集中在一段时间内进入回收水池，而是在24h内分批间断地进入池中。实施分批次的反冲洗设计不仅提高回收水池的时效性，而且缩短工程施工周期，节约工程投资。

1.4 探索回收工艺设计，采用螺杆泵作为回收水泵

以往回收水泵采用离心泵，这种回收方式仅能回收池中采出水，污油只能留在回收水池，随着时间的积累回收水池有效容积不断降低，且泵的维护、维修工作量较大。依据回收采出水污油含量高、杂质多的特性，选择螺杆泵为回收水泵。首先，螺杆泵可以实现负压吸入，新建泵房满足泵的吸入要求；其次，螺杆泵对输送介质要求较离心泵低，输送介质中可在一定程度上混有污油、小粒径固体杂质及少量气体。经过2年多的现场运行，回收水池清淤次数由1年1次延至2年1次，且清淤高度由0.9m降至0.7m。在回收水泵的运行方式上，设计考虑了回收水泵与反冲洗泵同时运行，充分发挥回收水池的容积利用率。

1.5 挖潜节能空间，取消反冲洗水罐伴热管线

反冲洗水罐保温措施为罐内伴热管线和罐外保温层，结合现场运行情况发现伴热管线对反冲洗水温度影响较小。一是，罐内反冲洗水的停留时间短，平均停留时间为 2～3h；二是，保温层效果较好，保温层采用硬质复合硅酸盐绝热板，罐体热损失很小，罐内水温34℃与来水水温35.5℃变化甚小，对反冲洗效果基本无影响。因此，设计方案取消反冲洗水罐内伴热管线，减少了一次性伴热工艺的基建投资，避免后期生产运行中伴热管线腐蚀穿孔的维修工程量。经过3个采暖期运行，反冲洗水罐运行平稳，反冲洗效果良好，且降低了日常运行成本。

2 实施效果

进行改造的2座采出水处理站投入运行以来，运行效果比较稳定，水质达标率有明显提高。一是，2座采出水处理站滤罐进出口压差较小（稳定在 0.03～0.06MPa），反冲洗无憋压现象（反冲洗泵出口压力 0.08～0.10MPa）；二是，每年春季开罐检查20座滤罐时，观察到滤料均较为干净、松散，上层滤料无板结，滤料基本无流失；三是，采出水水质达标率提高，油含量达标率由90%提高到100%，悬浮物达标率由73%提高到80%；四是，采出水处理站采用全自动变频反冲洗系统后，实现了人机界面对话，反冲洗调节方便、灵活，降低员工劳动强度。

3 经济效益分析

一是，不扩建800m3回收水池 2座及配套阀门管网，节约工程投资约300万元。

二是，反冲洗采用变频装置，与工频相比年节电73000kW·h，节电费3.4万元/a。

三是，采出水水质得到改善，相关两个区块共175口注水井和 267口采油井受效，注水井平均注入压力下降0.08MPa，总增注量500m3/d，采油井总产液量上升420m3/d。既达到开发要求注“好水”的目的，又对油田增产起到辅助作用。

四是，改造工程运行后期设备维修、维护时，减少清淤工程量，每次节减2万元。

[1]杨剑天.含油污水处理工艺改进技术研究[J].科学技术与工程,2011,11(36): 9057-9060.