油田開采后期水驅含油污水處理工藝采用纖維球

 

油田開采后期，采用三次采油技術，聚合物驅油是其中一種有效的方法。聚合物的注人使采出液的油水分離難度增大，處理后的含油污水達到油田注水指標困難。原有水驅含油污水處理工藝，如錳砂、石英砂及核桃殼過濾技術均難以達到要求，其主要表現在反沖洗次數增加、反沖洗不徹底、濾料污染周期縮短、出水含油量高、懸浮物超標、出水水質不達標等方面。根據上述情況，經多次研究反復試驗，采用的改性纖維球過濾器過濾技術對注聚含油污水的處理，具有濾速高、過濾能力大、反沖洗周期長、濾料使用周期長等優點，根據來水水質情況，可分別采用壓緊式和非壓緊式過濾器結構，經過在大慶油田有限責任公司現場試驗，出水可達到聚驅油田注水水質標準。

    1 改性纖維球濾料

    改性纖維球濾料由特種纖維經過改性制成，是針對含油污水處理研制開發的新型材料，其纖維絲具有親水憎油性，對油及懸浮物吸附能力強；反洗再生能力強，即使在原油中長時間浸泡，也能利用常溫水在短時間內清洗干凈。改性纖維球濾料為球狀結構（圖I）? ，濾料所用的纖維絲具有較好的彈性，而且絲徑較細，制成的纖維球濾料比表面積較大。纖維球濾料在過濾器中形成的濾層孔隙沿水流方向逐漸變小，形成了理想的上大下小孔隙分布狀態，增強了截污能力，更有利于油及懸浮物的去除 。

                       

    2 過濾器結構

    根據來水情況和出水水質要求不同，改性纖維球過濾器采用兩種結構：壓緊式和非壓緊式過濾器 。

    壓緊式過濾器（圖2a）過濾時，根據過濾精度和系統壓差要求，調整壓緊裝置的壓緊量，含油污水由進水口進入，通過濾料上攔截孔板進入罐體內，通過親水憎油性濾料過濾。濾料在過水的作用下沉積于濾料下攔截孔板，濾料依靠直接攔截、慣性攔截和表面吸附等機理去除水中含油和機械雜質，清水經過濾料下攔截孔板，由出水口排除。

    當濾料污染到一定程度，超過濾料納污量時，就要進行反沖洗。反沖洗時由壓緊裝置升起透水式壓實體至預定高度，切換到反沖洗流程，出水口變為反沖洗水入口，進水口變為反沖洗水出口，水流通過反沖洗水入口自下而上與過濾時相反的方向流經過濾器，同時攪拌裝置的槳葉不斷旋轉，使濾料做上下翻滾，進行反沖洗，污物從濾料上脫落進入水中，由反沖洗水出口排除罐體外，流入污水池。反沖洗完畢后，切換到過濾流程，進入過濾狀態，進行下一個工作周期。非壓緊式過濾器（圖2b）與壓緊式過濾器相比，在結構上取消了壓緊裝置，工作時除了沒有壓緊過程外，其余過程與壓緊式過濾器相同。

                           

                           

                                     圖2 改性纖維球過濾器

1——攪拌裝置； 2——濾料上攔截孔板； 3——罐體； 4— —透水式壓緊體；

5——濾料下攔截孔板； 6——裙式支座； 7——基礎； 8— —濾料壓緊裝置；

9—— 出水口； 10——濾料； 11——進水口

    3 改性纖維球過濾器性能試驗

    應用性試驗在大慶油田有限責任公司的兩個采油廠進行，利用已建站水管網來水對改性纖維球過濾器進行性能試驗。

    3．1 試驗參數和工藝流程

    技術參數為：

    單罐處理能力       ≥4 800m ／d

    濾速               l6—30m／h

    反沖洗周期         ≥12h

    反沖洗時間         15—30min

    原工藝流程為圖3中實線，通過核桃殼過濾器一級過濾，再經石英砂過濾器二級過濾。試驗所采用的工藝流程為圖3中的虛線和點劃線。一是增壓泵出口管線接一級核桃殼過濾器過濾，二級采用改性纖維球過濾器過濾，如圖中點劃線所示；--是僅采用一級改性纖維球過濾器進行過濾，如圖中虛線所示。

                          

    3．2 纖維球過濾器過濾試驗結果

    采用纖維球過濾器過濾來水，來水含油、過濾后含油、來水懸浮物含量和濾后懸浮物含量的試驗結果如圖4所示。

                           

    來水含油平均在30mg／L，來水懸浮物平均含量在27mg／L的條件下，采用纖維球過濾器過濾后的出水可以達到含油均值8mg／L，懸浮物含量均值3mg／L，粒徑中值不大于2．Ottm。

    3．3 進水情況和過濾效率的試驗結果

    一級為核桃殼過濾器二級為石英砂過濾器（原流程）與采用纖維球過濾器（試驗流程）試驗結果見圖5，來水懸浮物和濾后懸浮物去除率試驗結果見圖6。

                                              

    原流程與試驗流程在來水條件相同的情況下，改性纖維球過濾器過濾對含油和懸浮物含量去除率為9o％，而一級為核桃殼過濾器二級為石英砂過濾器的兩級過濾流程含油和懸浮物含量去除率***大僅為50％ ，而且隨時間的增加，含油和懸浮物含量去除率逐漸降低。試驗還表明，采用一級為核桃殼過濾器二級為纖維球過濾器的兩級過濾流程與采用單級纖維球過濾器過濾流程相比，在同樣的來水情況和相同出水指標的條件下，可以延長反沖洗周期。

    4 結論

    通過試驗，對改性纖維球過濾器的應用性研究可以得出如下結論：

    a．適用于油田聚驅含油污水深度處理，出水達到低滲透油層注水水質標準；

    b．濾速高，處理量大，出水水質受流速及人水水質影響不大；

    c．水頭損失增長緩慢，反沖洗周期可長達72h；

    d．在聚驅含油污水處理中，過濾效果優于原流程的核桃殼過濾器和石英砂過濾器的兩級過濾；

    e．濾料對聚合物的截留較小，不會形成聚合物聚集的現象。

    此外，改性纖維球過濾器具有投資少、占地面積小、運行費用低等優點，在油田含油污水，特別是對聚驅含油污水的深度處理，具有良好的使用性能和非常廣泛的應用前景。