油田污水回注是提高驅(qū)油效率、保持油層產(chǎn)量、穩(wěn)定油井生產(chǎn)能力的重要措施之一。塔河油田一號(hào)聯(lián)是目前注水開發(fā)的主力供水源，承擔(dān)著碎屑巖、碳酸鹽巖多個(gè)區(qū)塊的注水開發(fā)。由于一號(hào)聯(lián)污水低pH值、高Cl酸性水質(zhì)和高含鈣、鎂、鋇的高礦化度水質(zhì)，存在較強(qiáng)的腐蝕和結(jié)垢特性，且處理后的注水水質(zhì)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，不僅對(duì)注水和油井生產(chǎn)造成嚴(yán)重的不利影響，同時(shí)也嚴(yán)重影響了油氣田的安全和正常生產(chǎn)。因此引進(jìn)電化學(xué)預(yù)氧化處理技術(shù)，對(duì)一號(hào)聯(lián)污水進(jìn)行水質(zhì)改性，以達(dá)到注水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的目的。

　　1、前期一號(hào)聯(lián)污水處理系統(tǒng)狀況及存在問題

　　1.1 前期污水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀

　　目前一號(hào)聯(lián)污水處理系統(tǒng)實(shí)際處理水量為10000~11000m3/d，超過設(shè)計(jì)規(guī)模9000m3/d，處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。

　　電化學(xué)預(yù)氧化前污水處理系統(tǒng)主工藝流程如下：

　　來水→2000m3除油罐→500m3緩沖罐→提升泵→高效壓力聚結(jié)除油器→全自動(dòng)雙濾料過濾器→1000m3外輸緩沖罐→污水外輸泵→回注(灌)站。

　　1.2 來水水質(zhì)特性

　　1.2.1 污水離子分析

　　一號(hào)聯(lián)污水處理系統(tǒng)的處理對(duì)象主要是一號(hào)聯(lián)120萬噸和150萬噸原油處理系統(tǒng)油井產(chǎn)出來水。一號(hào)聯(lián)來水水樣的離子組成見表1。

　　1.2.2 水質(zhì)指標(biāo)分析

　　采用SY/T5329標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，沿污水處理工藝流程對(duì)一號(hào)聯(lián)水質(zhì)指標(biāo)及腐蝕速率進(jìn)行了檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，結(jié)果見表2

　　從表1、2中可以看出，一號(hào)聯(lián)來水高礦化度、高Cl^-，水中Ca²⁺、Mg²⁺含量較高、屬CaCl₂水型，污水pH值較低，懸浮物、含油量、總鐵較高，處理后的水質(zhì)除了含油量達(dá)到要求外，懸浮物、Fe²⁺較高。

　　1.2.3 水質(zhì)穩(wěn)定性差

　　由于污水處理系統(tǒng)污水處理劑只添加了絮凝劑、助凝劑兩種，除去了水中大部分固體懸浮物，但并未將鐵離子除去，導(dǎo)致水質(zhì)穩(wěn)定性差，下游注水站水質(zhì)變黃，固體懸浮物明顯升高。為達(dá)到碎屑巖注水要求，碎屑巖污水處理系統(tǒng)從一號(hào)聯(lián)污水處理系統(tǒng)外輸罐來水后經(jīng)過了多介質(zhì)過濾器二次處理，且處理達(dá)標(biāo)，但下游注水站的水質(zhì)濁度明顯上升，達(dá)不到“注好水”的目的，使清罐周期大?？s短，影響正常注水。

　　2、電化學(xué)預(yù)氧化基本原理及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

　　2.1 電化學(xué)預(yù)氧化的基本原理

　　電化學(xué)預(yù)氧化的基本原理是通過電化學(xué)的方法對(duì)來水進(jìn)行預(yù)氧化處理，利用預(yù)氧化過程中產(chǎn)生的強(qiáng)氧化態(tài)中間物質(zhì)在殺滅細(xì)菌的同時(shí)，將污水中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺、S^2-氧化成單質(zhì)硫，并使其具有凝聚作用，在較低pH值條件和混凝劑的共同作用下，打破污水中存在的CO₂-HCO^3--CO₃^2-緩沖體系和固有的膠體平衡，使水中的微小雜質(zhì)顆粒聚集成體積大、密度高、沉降快的絮體，從水體中完全沉降、分離出來，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的目的。

　　2.2 電化學(xué)預(yù)氧化處理技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

　　為解決采油一廠油田采出水穩(wěn)定達(dá)到回注水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的問題，對(duì)一號(hào)聯(lián)污水處理系統(tǒng)采用電化學(xué)預(yù)氧化油田采出水治理技術(shù)在站內(nèi)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)小型采出水治理試驗(yàn)研究，同時(shí)考慮到水質(zhì)改性后結(jié)垢、污泥處理等問題，該試驗(yàn)分為pH=6.5、pH=7.0兩個(gè)階段。

　　3、電化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

　　經(jīng)過前期的現(xiàn)場(chǎng)小型試驗(yàn)，一號(hào)聯(lián)電化學(xué)預(yù)氧化污水處理流程于2014年底正式投運(yùn)，采取“重力斜板除油+壓力除油+預(yù)氧化水質(zhì)改性+沉降分離+過濾”的污水處理工藝。截止到目前已運(yùn)行了近一年的時(shí)間，污水系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

　　3.1 主要工藝流程

　　來水→700m3、1000m3除油罐→200m3污水緩沖罐→提升泵→聚結(jié)壓力除油器→電化學(xué)預(yù)氧化裝置→混合反應(yīng)器→2000m沉降罐―500m3緩沖罐→提升泵→雙濾料過濾器→1000m3外輸罐→污水外輸泵→回注(灌)站。

　　3.2 水質(zhì)指標(biāo)

　　采用電化學(xué)設(shè)備對(duì)一號(hào)聯(lián)污水進(jìn)行預(yù)氧化處理，控制合適的參數(shù)條件，應(yīng)用優(yōu)選出的各種處理劑對(duì)污水進(jìn)行改性、絮凝、助凝，再通過過濾、外輸投加穩(wěn)定劑的方式，使處理后的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到注水要求。

　　通過與前期污水處理方式對(duì)比，采用電化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行改性，再通過化學(xué)混凝的方式綜合治理一號(hào)聯(lián)油田污水，有效的去除了污水中鐵離子，保證了沿程水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

　　4、結(jié)論

　　電化學(xué)預(yù)氧化、水質(zhì)改性污水處理技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最大限度地滿足采油一廠的注水開發(fā)和長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)之需要，標(biāo)本兼治地解決了油田污水的不穩(wěn)定因素，既保證了“注好水”，又保證了“注上水”。采油一廠自電化學(xué)預(yù)氧化水質(zhì)改性技術(shù)應(yīng)用以來，碎屑巖油藏注水系統(tǒng)的水質(zhì)達(dá)標(biāo)率>90%，配注完成率>90%。(來源：中國石化西北油田分公司，西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院)