采出水生化处理技术助力绿色油田建设

时间:2022-10-20 15:49 来源:《石油与装备》 作者:朱益飞/中石化胜利
随着老油田开采年代的增长,油井采出液的含水率不断上升,有的区块已达到90%以上,这些含油采出水已成为油田的主要水质污染源。油田采出水处理的目的是去除水中的油、悬浮物、添加剂以及其它有碍注水和注聚、易造成注水和注聚系统腐蚀、结垢的不利成分。不达标的采出水外排会污染周围的生态环境。为此,加强油井采出水高效生化处理技术研究,降低采出水中的悬浮物指标,应用反渗透工艺使处理后水的矿化度降低到合理水平,实现采出水资源化循环再利用,助力绿色油田建设。
 
采出水生化处理技术
 
采出水生化处理技术就是利用微生物生化处理采出水后,实现了采出水资源化利用,处理工艺既符合环保理念,又有良好经济效益,在油田有着广阔的应用前景。微生物生化处理采出水的原理是食物链,好比大家都熟悉的“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃污泥”。说白了就是利用细菌降解水中的有机物,原生动物捕食细菌,维持生态的平衡,从而达到净化水质的目的。生化水处理技术核心是功能细菌的选取,选取之后进行培养驯化。这个过程会花费科研人员大量的实验室时间。功能菌可去除大部分油等有机物,同时还要选取合适的过滤、脱氧和杀菌等处理工艺。整个流程是来水-气浮-冷却-生化-沉降-超滤,能从根本上去除采出液中含油等有机物,降低后续精细处理设备的膜污染问题,提高精细处理效率。
 
该技术于2018年在胜利油田建立了达到工业化标准的生化精细水处理工艺流程,筛选的高效菌降解速率是文献报道最高速率的1.5倍,并且在国内首次将生化工艺中的MBBR工艺与管式中空纤维超滤结合应用于工业水处理。微生物生化精细水处理工艺运行稳定平稳,总产水量已累计达到30万余立方米,出水水质达到回注水A1标准。该项技术在胜利油田2019年已经见到明显成效,降低了油田采出水中的悬浮物指标,应用反渗透工艺使处理后水的矿化度由19000毫克每升降低到110毫克每升,硬度由1450毫克每升降为0毫克每升,各项指标均优于自来水,出水水质完全达到油田回注水水质标准要求。
 
采出水实现资源化利用
 
实现剩余采出水资源化利用是油田历经10年研发的采出水高效生化处理技术攻关和研究。胜利油田每天产生78万吨采出水。为了补充地层亏空,采出水经过处理后往往再被循环注入地层内,由于地层饱和,每天近13万吨剩余采出水的去处成了令人头疼的问题。,通过生物降解有机物,经过低渗透水质提升处理流程,应用反渗透工艺,降低了出水硬度和矿化度。经微生物生化处理后的油田采出水不仅达到油田回注水水质标准要求,而且可以配制聚合物溶液,且可以提升聚合物驱油效果。聚合物驱油能大幅度提高采收率,为老油田持续稳产作重要支撑。它主要靠增加驱替液黏度,降低驱替液和被驱替液的流度比,从而扩大波及体积,提高采收率。胜利油田已形成了“胜利化学驱聚合物溶液保黏关键技术”,其中又以“微生物脱硫抑硫提高化学驱聚合物溶液黏度技术”最为关键。该技术是一种利用有益微生物来提高聚合物溶液黏度的方法。它利用对化学驱溶液配制有除硫抑硫功能的益生菌,可以针对不同区块采出水特性进行优选复配使其发挥最大功效,将益生菌制成微生物制剂添加到聚合物溶液中后,这些细菌能够完全适应化学驱开发的苛刻油藏条件,不仅能够去除坏细菌硫酸盐还原菌代谢产生的有害产物,还能够占领它们的营地,挤压它们的生存空间,有效降低它们的活性,这样聚合物溶液黏度下降的弊端就会得到显著遏制。目前,胜利油田三次采油配聚合物每天需用水达到到3.25万立方米,油田剩余采出水通过生化新技术被资源化利用起来。
 
经生化处理技术处理后的剩余采出水还可以用于稠油热采锅炉用水,替代原用清水,实现采出水资源化利用。通过采用微生物生化处理油田采出水实现注水锅炉资源化利用。胜利油田建立油田采出水注汽锅炉资源化利用技术研究课题,开展生化处理工艺规模化应用研究和生化双膜试验,包括生化处理系统的快速建立,高效菌种菌群的优化,提高生化效率,提高污水COD去除率,以及超滤膜的应用适应性研究、反渗透适应性研究。微生物技术不仅除油彻底,没有二次污染,经济效益也非常可观。以稠油热采注入蒸汽为例,按胜利油田稠油热采每天天利用采出水2.3万立方米计算,每年可节约水费支出4579万元。采出水高效生化处理不仅满足了这些油田开发需要,还实现了资源的再次利用。
 
通过利用新技术、新装置,对油田采出水进行深度无害化处理,实现污水变废为宝,资源化回收再利用。经生化处理技术处理后的剩余采出水还可以用于生态湿地的补充水源,实现剩余采出水达标排放。
 
助力绿色生态油田建设
 
微生物生化处理油田采出水是一项绿色环保技术,对整个油田的生产系统及后续的处理过程都会带来有益的影响,对创建绿色油田和绿色企业,推进美丽生态油田建设直接担起绿色环保大任。采出水高效生化处理技术是油田绿色科技应用的缩影。近些年,胜利油田加大绿色科技投入,支持绿色企业创建。高投入换来了高回报,科技成果转化率大幅提高。胜利油田微生物研究中心攻关研制的高效脱硫剂DS-4和空气催化氧化脱硫装置,不仅药量较以前节约30%以上,硫化氢治理费用也大幅降低。
 
创建绿色企业建设绿色生态油田是油田实现高质量发展的必由之路,也是企业义不容辞的政治责任和社会责任。绿色压裂、绿色修井治理、绿色注采工艺等技术持续优化,采出液沉积物堵水调剖、井场土壤生物修复、烟道气辅助热采协同增效的绿色科技成果也逐步应用到生产现场。微生物生化处理油田采出水技术作为一项高效绿色环保技术,为绿色生态美丽油田建设提供了强大的科技力量支撑,助力油田走高质量绿色低碳发展之路。
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