除油过滤设备的改进及其在油田污水处理中的应用研究

我国油田大部分都已经进入了开采中后期，原油的采出液含水率过高，导致在油水分离阶段，出现大量的含油污水，该污水如未经处理直接排放，会对环境造成直接污染和间接危害，造成不可估计的经济损失。同时随着聚驱采油技术的发展与应用，导致油田采出水中的聚合物含量有所增加，油田污水处理难度也随之提高。常规工艺中的污水处理设备在使用过程中，难以发挥其在原始设计中的功效。目前我国油田污水处理普遍采用的是气浮除油、聚结除油或者组合除油+核桃壳、石英砂或者多介质等过滤器。在实际应用过程中出现了除油效率低、聚结材料污染严重、出水水质差、过滤器过滤性能不稳定、反冲洗压力高、滤料流失等一系列问题。本课题针对以上问题，通过对除油器内部结构改进优化，同时开发适宜于油田污水处理的过滤器，以解决含聚污水处理存在的问题。同时，利用微絮凝技术与新型除油器及低压反冲洗过滤器连用，形成新的污水处理工艺，该工艺可使油田污水经过二级处理后即达到低渗透油层回注水标准。并应用该技术对油田污水处理站进行改造，考察新型横向流除油器的去除效率以及低压稳流反冲洗过滤器反冲洗周期内对油田污水的净化效能。主要得到以下研究成果：1、分析了传统横向流除油器以及常规过滤器存在的主要问题及成因，主要在于聚合物的存在，导致油和悬浮物与聚结材料、滤料粘附力加大，轻质聚结材料及滤料密度相对变小，在较大反冲洗水流作用下滤料膨化率高，导致布水筛管堵塞；同时还发现聚驱污水易导致滤料板结，从而会引起反冲洗过程中压力升高、筛管破损和滤料流失等问题。针对上述问题，对现有设备内部结构重新设计并研制出新型横向流除油器以及低压稳流反冲洗过滤器。2、对新型污水处理设备的实际应用效果进行检验，试验结果表明，新型横向流除油器除油率以及除杂率分别达到近80%和60%，较常规横向流除油器的去除率均增加了近30%；低压稳流反冲洗核桃壳过滤器的除油率以及除杂率分别为80%和55%，较常规核桃壳过滤器除油率以及除杂率分别提高了35%和15%；低压稳流反冲洗石英砂过滤器除油率以及除杂率分别为79%和74%，较常规石英砂过滤器除油率及除杂率分别提高了40%和20%；并且在长期运转过程中，新型污水处理设备的处理效果较为平稳，未出现大幅度的波动。3、开展微絮凝技术处理含聚污水的试验研究。通过室内实验确定了SPX型絮凝剂效果最好。根据现场应用效果实验，进一步确定了最佳絮凝剂为SPX，并确定其最佳投加浓度为4mg/L。4、在应用新型污水处理设备的基础上，对常规工艺提出改进，把微絮凝技术用于含油污水的处理上，提高污水中微细颗粒悬浮固体的去除率，通过新工艺的试验表明，新工艺处理后出水水质中，含油量低于1mg/L，悬浮固体含量低于3mg/L，出水油以及悬浮固体的去除率分别达到了99%和95%以上，新工艺的处理效果优于常规工艺，且处理成本低，其出水水质完全达到低渗透油层的回注水标准。