采出水生化處理技術助力綠色油田建設
時間:2022-10-20 15:50
來源:
作者:朱益飛/中石化勝利
隨著老油田開采年代的增長,油井采出液的含水率不斷上升,有的區塊已達到90%以上,這些含油采出水已成為油田的主要水質污染源。油田采出水處理的目的是去除水中的油、懸浮物、添加劑以及其它有礙注水和注聚、易造成注水和注聚系統腐蝕、結垢的不利成分。不達標的采出水外排會污染周圍的生態環境。為此,加強油井采出水高效生化處理技術研究,降低采出水中的懸浮物指標,應用反滲透工藝使處理后水的礦化度降低到合理水平,實現采出水資源化循環再利用,助力綠色油田建設。
采出水生化處理技術
采出水生化處理技術就是利用微生物生化處理采出水后,實現了采出水資源化利用,處理工藝既符合環保理念,又有良好經濟效益,在油田有著廣闊的應用前景。微生物生化處理采出水的原理是食物鏈,好比大家都熟悉的“大魚吃小魚,小魚吃蝦米,蝦米吃污泥”。說白了就是利用細菌降解水中的有機物,原生動物捕食細菌,維持生態的平衡,從而達到凈化水質的目的。生化水處理技術核心是功能細菌的選取,選取之后進行培養馴化。這個過程會花費科研人員大量的實驗室時間。功能菌可去除大部分油等有機物,同時還要選取合適的過濾、脫氧和殺菌等處理工藝。整個流程是來水-氣浮-冷卻-生化-沉降-超濾,能從根本上去除采出液中含油等有機物,降低后續精細處理設備的膜污染問題,提高精細處理效率。
該技術于2018年在勝利油田建立了達到工業化標準的生化精細水處理工藝流程,篩選的高效菌降解速率是文獻報道最高速率的1.5倍,并且在國內首次將生化工藝中的MBBR工藝與管式中空纖維超濾結合應用于工業水處理。微生物生化精細水處理工藝運行穩定平穩,總產水量已累計達到30萬余立方米,出水水質達到回注水A1標準。該項技術在勝利油田2019年已經見到明顯成效,降低了油田采出水中的懸浮物指標,應用反滲透工藝使處理后水的礦化度由19000毫克每升降低到110毫克每升,硬度由1450毫克每升降為0毫克每升,各項指標均優于自來水,出水水質完全達到油田回注水水質標準要求。
采出水實現資源化利用
實現剩余采出水資源化利用是油田歷經10年研發的采出水高效生化處理技術攻關和研究。勝利油田每天產生78萬噸采出水。為了補充地層虧空,采出水經過處理后往往再被循環注入地層內,由于地層飽和,每天近13萬噸剩余采出水的去處成了令人頭疼的問題。,通過生物降解有機物,經過低滲透水質提升處理流程,應用反滲透工藝,降低了出水硬度和礦化度。經微生物生化處理后的油田采出水不僅達到油田回注水水質標準要求,而且可以配制聚合物溶液,且可以提升聚合物驅油效果。聚合物驅油能大幅度提高采收率,為老油田持續穩產作重要支撐。它主要靠增加驅替液黏度,降低驅替液和被驅替液的流度比,從而擴大波及體積,提高采收率。勝利油田已形成了“勝利化學驅聚合物溶液保黏關鍵技術”,其中又以“微生物脫硫抑硫提高化學驅聚合物溶液黏度技術”最為關鍵。該技術是一種利用有益微生物來提高聚合物溶液黏度的方法。它利用對化學驅溶液配制有除硫抑硫功能的益生菌,可以針對不同區塊采出水特性進行優選復配使其發揮最大功效,將益生菌制成微生物制劑添加到聚合物溶液中后,這些細菌能夠完全適應化學驅開發的苛刻油藏條件,不僅能夠去除壞細菌硫酸鹽還原菌代謝產生的有害產物,還能夠占領它們的營地,擠壓它們的生存空間,有效降低它們的活性,這樣聚合物溶液黏度下降的弊端就會得到顯著遏制。目前,勝利油田三次采油配聚合物每天需用水達到到3.25萬立方米,油田剩余采出水通過生化新技術被資源化利用起來。
經生化處理技術處理后的剩余采出水還可以用于稠油熱采鍋爐用水,替代原用清水,實現采出水資源化利用。通過采用微生物生化處理油田采出水實現注水鍋爐資源化利用。勝利油田建立油田采出水注汽鍋爐資源化利用技術研究課題,開展生化處理工藝規模化應用研究和生化雙膜試驗,包括生化處理系統的快速建立,高效菌種菌群的優化,提高生化效率,提高污水COD去除率,以及超濾膜的應用適應性研究、反滲透適應性研究。微生物技術不僅除油徹底,沒有二次污染,經濟效益也非常可觀。以稠油熱采注入蒸汽為例,按勝利油田稠油熱采每天天利用采出水2.3萬立方米計算,每年可節約水費支出4579萬元。采出水高效生化處理不僅滿足了這些油田開發需要,還實現了資源的再次利用。
通過利用新技術、新裝置,對油田采出水進行深度無害化處理,實現污水變廢為寶,資源化回收再利用。經生化處理技術處理后的剩余采出水還可以用于生態濕地的補充水源,實現剩余采出水達標排放。
助力綠色生態油田建設
微生物生化處理油田采出水是一項綠色環保技術,對整個油田的生產系統及后續的處理過程都會帶來有益的影響,對創建綠色油田和綠色企業,推進美麗生態油田建設直接擔起綠色環保大任。采出水高效生化處理技術是油田綠色科技應用的縮影。近些年,勝利油田加大綠色科技投入,支持綠色企業創建。高投入換來了高回報,科技成果轉化率大幅提高。勝利油田微生物研究中心攻關研制的高效脫硫劑DS-4和空氣催化氧化脫硫裝置,不僅藥量較以前節約30%以上,硫化氫治理費用也大幅降低。
創建綠色企業建設綠色生態油田是油田實現高質量發展的必由之路,也是企業義不容辭的政治責任和社會責任。綠色壓裂、綠色修井治理、綠色注采工藝等技術持續優化,采出液沉積物堵水調剖、井場土壤生物修復、煙道氣輔助熱采協同增效的綠色科技成果也逐步應用到生產現場。微生物生化處理油田采出水技術作為一項高效綠色環保技術,為綠色生態美麗油田建設提供了強大的科技力量支撐,助力油田走高質量綠色低碳發展之路。