油田油泥砂處理新技術(shù)
時(shí)間:2015-12-01 16:10
來源:
作者:朱一飛
油泥砂是一種原油中所含的油泥、油砂沉淀后形成的污染物。多年來,勝利油區(qū) 25 個(gè)疏松砂巖油田存在著眾多出砂的先天因素,長期高強(qiáng)度注水、注聚開采,出砂量較其他油田更加突出,油田 90% 的油井必須經(jīng)過防砂才能生產(chǎn)。隨著近年防砂技術(shù)的改進(jìn),防砂效果得到提高,部分“頑固性”油泥砂仍隨著采出液一起進(jìn)入輸送流程,在聯(lián)合站沉砂池中形成油泥砂,困擾著石油企業(yè)。目前,對油泥砂的處理方式主要有摻燒焚燒法、 固液分離法、 生物降解法、回注法、掩埋法、堆放法等幾種。幾種方式有著其不同優(yōu)缺點(diǎn),有的效率低、有的處理費(fèi)用高、有的規(guī)模小以及排放難以達(dá)標(biāo)等多項(xiàng)弊端。為此,研究人員研究出新的油泥沙處理技術(shù)以便解決上述問題。
流程油泥砂裝備的特點(diǎn)
油砂和油泥分別處理法。為徹底解決油泥問題給油田回注水水質(zhì)、油藏開發(fā)和生產(chǎn)調(diào)節(jié)帶來的影響,減少油泥砂對環(huán)境的危害,分別提出油泥和油砂不同的處理技術(shù)方案。油砂處理采用洗砂方式,應(yīng)用移動(dòng)式油砂處理設(shè)備對油砂進(jìn)行處理。處理設(shè)備主要由提砂平臺(tái)、漂移平臺(tái)、洗砂設(shè)備和動(dòng)力設(shè)備(發(fā)電機(jī))四部分組成。處理流程為:油砂由漂浮在液面上的漂移平臺(tái)把泥砂輸入洗砂系統(tǒng)中,砂水分離后成為可以利用的干凈的干砂,主要流程如圖 1 所示。
提砂平臺(tái)(漂移平臺(tái))直接安裝在污泥液面上主要由液下渣漿泵、牽引系統(tǒng)(由卷揚(yáng)機(jī)及軌道組成)、漂浮平臺(tái)(平臺(tái)主要承受液下泵、管線及自身重量)、龍門架、卷揚(yáng)機(jī)、浮體及管線等組成。設(shè)備不受水深限制,無論水多深,泵仍可潛入到砂層工作,形成大型喇叭口,流砂補(bǔ)充快。抽吸出來的泥砂通過輸砂管路傳送到洗砂設(shè)備上,輸砂管路附于浮體上隔離油面, 并采用耐油、耐磨橡膠軟管隨平臺(tái)浮動(dòng),動(dòng)力電纜附于輸砂管路,采用耐油橡膠電纜。洗砂設(shè)備包括洗砂器、 清洗攪拌罐、洗砂泵和脫水裝置。清洗罐攪拌采用機(jī)械攪拌方式 , 攪動(dòng)油砂使其懸浮。洗砂泵為懸臂離心式重型渣漿泵,適用于輸送磨蝕性渣漿,雙泵殼結(jié)構(gòu),泵體、泵蓋為可更換耐磨金屬內(nèi)襯,具有較長的使用壽命。油砂脫水主要設(shè)備為脫水振動(dòng)篩,含油砂為直線型運(yùn)動(dòng)軌跡,振幅大, 運(yùn)動(dòng)速度快, 能快速進(jìn)行砂水分離。
脫水振動(dòng)篩主要技術(shù)特點(diǎn)包括:利用站內(nèi)處理后的污水進(jìn)行油砂的清洗,實(shí)現(xiàn)了油砂的連續(xù)密閉處理、 達(dá)標(biāo)排放 ;采用車載式集裝箱結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的可移動(dòng)式,實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)設(shè)備處理多處含油砂;采用可編程控制器進(jìn)行整套設(shè)備控制,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行、實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)控制;清洗含油砂后的污水污油可全部回收,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行過程中的環(huán)保;備占地面積小,模塊式安裝便于安裝和運(yùn)輸。
多種油泥處理技術(shù)應(yīng)用成功
油泥處理主要是污泥濃縮壓濾,然后裝車外運(yùn),其主要設(shè)備為壓濾機(jī)。壓濾機(jī)用于固體和液體的分離,除優(yōu)良的分離效果和泥餅高含固率外,還可提供進(jìn)一步的分離過程,在過濾的過程中可同時(shí)結(jié)合對過濾泥餅進(jìn)行有效的洗滌,從而有價(jià)值的物質(zhì)可得到回收并且可以獲得高純度的過濾泥餅。與其它固液分離設(shè)備相比,壓濾機(jī)過濾后的泥餅有更高的含固率和優(yōu)良的分離效果。目前,處理油泥的技術(shù)方法多種多樣,以下介紹幾種常規(guī)且有效的技術(shù)方法。
回注法。用處理后的油泥砂堵住調(diào)剖劑的窟窿,將地層采出的油泥砂注入需要注入的地層中去,以解決因地層出砂造成的地下油層的巨量虧空問題。對普通油泥砂采取的主要技術(shù)措施包括研磨的方法。研磨可將清罐油泥砂粒徑細(xì)化達(dá)到調(diào)剖要求,通過擊打、細(xì)化后可以清除油泥砂中大部分烴類物質(zhì),達(dá)到原油回收目的。在粒度細(xì)化除油后的油泥砂中添加膠結(jié)劑、引發(fā)劑、延時(shí)劑和潤濕反轉(zhuǎn)劑可以形成用于地層深部堵水調(diào)剖、地層固砂的有用處理劑。研制的油泥砂調(diào)剖劑機(jī)械磨損小,能夠適應(yīng)現(xiàn)有的調(diào)剖注入設(shè)備及管網(wǎng)。對高含聚合物成份的油泥砂采取的技術(shù)包括設(shè)計(jì)新的油泥砂處理流程和新的含聚油泥砂膠結(jié)體系。
采用油泥砂中聚合物的再次利用技術(shù),將油泥砂中的聚合物進(jìn)行分離提取,實(shí)現(xiàn)再利用,對含有少量聚合物的油泥砂加入適量添加劑后,再作為油泥砂調(diào)剖劑注入需要注入的油井。該方法的主體思路是將變治理為利用,只需要對油泥砂中大顆粒的砂粒進(jìn)行研磨粉碎,就能替代配制調(diào)剖劑,不僅破解了油泥砂的污染難題,節(jié)約了巨額的污染治理費(fèi),而且還省出了一筆購買調(diào)剖劑的巨大費(fèi)用。
據(jù)統(tǒng)計(jì),一套廢棄油泥砂生產(chǎn)調(diào)剖劑的生產(chǎn)日處理能力達(dá) 10~15 噸,所生產(chǎn)的調(diào)剖劑累計(jì)調(diào)剖 80 井次,平均單井注入改性油泥砂調(diào)剖劑 160 噸,水井注入壓力平均提高了 2.2 兆帕,累計(jì)增油 16,000 余噸。孤東油田每年油泥砂產(chǎn)生量 2 萬多立方米,年堵水調(diào)剖需求 60 井次,單井堵劑需求量大于 500 噸,實(shí)際注入堵劑 圖 1 移動(dòng)式含油砂處理設(shè)備工藝流程量 50~100 噸,堵劑缺口達(dá)到 2.4 萬噸。隨著工藝改進(jìn)和應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)大,2 萬多立方米油泥砂能全部用于調(diào)剖劑生產(chǎn),循環(huán)利用、清潔生產(chǎn)的目標(biāo)變成現(xiàn)實(shí)。流化焚燒法。該方法可實(shí)現(xiàn)對油泥砂的安全無害化處理和綜合利用。一座油泥砂流化焚燒廠年可處理油泥砂 5萬噸,額定蒸發(fā)量為 20 噸。勝利油田自采用該方法以來累計(jì)焚燒油泥砂 100萬噸,不但取得了巨大的環(huán)保效益,焚燒過程中的污染成分還被綜合利用。
據(jù)統(tǒng)計(jì),焚燒過程中共產(chǎn)生的 160 萬噸蒸汽并入發(fā)電廠蒸汽系統(tǒng),40 萬噸的泥沙作為建筑材料和回填土全部回收利用。固液分離法。主要裝置為三套洗砂設(shè)備和一套固化制磚設(shè)備。三套含油砂處理裝置依次擺放在貯砂池邊上,貯砂池里面存儲(chǔ)著近萬噸黑色、黏稠的油泥砂。油泥砂被抽砂泵抽入到油砂處理裝置,完成油、水、砂分離后,分三路從設(shè)備中流出,產(chǎn)出的泥砂經(jīng)傳輸機(jī)提升輸送到制磚場地,原油被回收重新進(jìn)入聯(lián)合站流程,污水流入貯砂池循環(huán)使用。
該工藝日洗砂 160 噸以上,年清洗油泥砂 3.5 萬噸,年制磚 130 萬塊,處理后的油砂達(dá)到無害化處置要求。油砂制磚解決了泥砂貯存占地問題,制出的花磚還可滿足砌院墻、鋪地面,真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)了廢物資源化及再利用, 保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。 目前,該方法已在勝利油田得到較好應(yīng)用,不僅可以處置油田每年新產(chǎn)生的油泥砂,還可以逐步消化以往遺留的油泥砂,已累計(jì)生產(chǎn)花磚 2,000 余萬塊,產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,值得技術(shù)推廣。