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发布时间:2023-11-29 15:44:19 阅读: 来源:床护栏厂家

破世界性难题 辽油实现稠油污水回用

去年12月16日,中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司(以下简称辽河油田)的“稠油污水循环利用系统研究与推广应用”技术正式通过了辽宁省科技厅组织的科技成果鉴定。

破解这一世界性难题,辽河油田用了8年时间。此前,数量巨大的稠油污水是辽河油田一个沉重包袱,每年数千万元的污水无效回注费用和近1000万元的排污费,成为制约油田持续发展的技术难题。但从2003年10月起,随着稠油污水回用热注锅炉技术的工业化应用,负担反经高频淬火取得表面的高硬度和较大的剩余紧缩应力而变成了一笔财富———每年1000万立方米污水经过处理后就可创造1.59亿元的经济效益。

从辽河油田了解到,截至今年6月上旬,辽河油田应用稠油污水回用注汽锅炉技术,已处理稠油污水超过5384万山东南大学学禹城生物工程利用技术研究院立方米,污水资源化利用创效6.46亿元。而更大的效益在于保持了污水零排放。

两个难题

辽河油田是以稠油生产为主的油田。稠油生产的工艺技术较之稀油生产更为复杂,污水处理更是一项技术要求高、耗资巨大的工程。

在辽河油田,稠油开采一方面使用大量清水,每开采1吨稠油需要2~4吨蒸汽,造成该地区清水资源严重不足;另一方面产生大量高温污水,每开采1吨原油大约产生2~4吨稠油污水。这些稠油污水由于没有处理回用,只好经过简单处理后外排,既浪费了高温污水的热能,使生产蒙受巨大经济损失,又给地区环境带来了很大的危害。

目前,辽河油田每天产含油污水15万立方米,除去开发注水、掺水、作业、洗井等生产所需外,还有总量为6.5万立方米的剩余稠油污水需要处置。

稠油污水的处理难就难在它的水质特性。它具有油水密度差小、乳化严重、生物降解性能差、水质水量变化大、矿化度高、水温高、黏度大等特点,这些特点决定储存罐了稠油污水的处理难度相当大。而且在国内外还没有这方面的深入研究和工程应用,因此没有成熟经验可供借鉴,大规模工程应用存在理论和实践空白,一系列工程技术难题需要攻克。与此同时,稠油污水循环利用没有相关的设计规范和设计参数,只能借鉴其他污水回用处理的设计规范与设计参数,缺乏工程设计的针对性。

另一个难点就是稠油污水的出路选择。国内外稠油污水处理的主要方法有三种:回用、外排、注废层。这三种出路都具有相当大的难度,每种出路都有它的水质要求。

技术攻关

对于第一个难题,辽河油田相关技绷缝机术人员验布机经过大量的实地调研和文献检索,提出了一系列有针对性的、行之有效的建议,其中包括原油脱水与污水处理要综合考虑,水质调节是整个污水处理系统成功的基础,高效净水药剂的研制是污水处理成功的关键等。

稠油污水回用热注锅炉工艺流程的核心是除油系统、过滤系统、软化系统和加药系统等方面的有机组成。如何发挥各自优势达到最佳的优化组合,是这项研究的一个核心内容。根据稠油污水中主要污染物(油、悬浮物、硬度和二氧化硅等)对锅炉危害的分析,结合油田蒸汽发生器给水水质的要求,公司技术人员提出了详细的、科学的总体研究思路,其基本原则是:强化除油,针对加药,逐步处理,分段控制,分段达标。

对于第二个难题,经过多方比较形成共识,即无论从环境保护还是从水资源和能源有效利用分析来看,回用是最佳方案,外排只能作为回用的补充。

按照上述原则,在详细进行技术和经济指标论证后,辽河油田确定了以稠油污水回用热注锅炉技术为主的攻关思路,这一技术可以充分利用稠油污水的水源和水温,防止对水体污染,实现污水资源化。它具有四大明显优势:减少清水资源消耗,节约清水软化处理费,节约无效回注费,回收热能节约燃料。

为此,中国石油股份公司和辽河油田于1998年底决定把“稠油污水回用热注锅炉工艺技术”项目列为重大科技项目。

从1998年9月开始,辽河油田科研人员进行了为期3年多的实验室研究,现场小试和现场中试,对稠油污水的出路选择、水质特性、培养杭州新材料企业总部、新材料研发基地油和悬浮物的去除、硬度和二氧化硅的去除、有机物的去除等方面进行了系统研究,突破了6项关键技术,建立了一套完整的稠油污水处理工艺技术路线,确定了经济合理的工艺流程和工程设计参数。

应用效果明显

2001年12月,稠油污水回用热注锅炉技术定型后,辽河油田决定利用该项研究成果,在欢三联、洼一联和曙四联建设稠油污水深度处理站,其设计规模分别为2万立方米/天、3000立方米/天和8000立方米/天。

截至目前,辽河油田稠油污水回用锅炉技术在各污水深度处理站应用已有4年多,所处理的稠油污水经水质分析和炉管检测,出水水质完全达到进热注锅炉的给水指标,炉管结垢速率也在正常范围内,制水成本大幅下降,单位水量净效益达到每立方米10元以上。欢三联、洼一联和曙四联投产以来,分别节约成本1.17513亿元、1097.91万元和3089.4万元,共创效益1.59亿元。

现在,辽河油田已建成稠油污水深度处理站5座,总设计规模为5.8×104立方米/天,实现了稠油污水循环利用的目标。在建的有1座,总设计规模为2×104立方米/天,预计年经济效益可达8000万元通化。通过6项工程的规模化推广应用,年经济效益可达4.1亿元。每年可为油田所在地盘锦市节约2847×104立方米的清水,缓解该地区日益严重的缺水问题。同时,稠油污水的循环利用实现了零排放,每年可减少排放到辽河流域的CODcr(化学耗氧量)11388吨,BOD(生化需氧量)52847吨,石油类570吨。

推广前景向好

辽河油田相关技术人员介绍说,稠油污水回用热注锅炉工艺技术的成功应用不仅标志着困扰辽河油田多年的稠油污水处理难题得到有效解决,还对加速油田稠油开采以及形成新的经济增长点具有重要意义,并将对我国油田采出水处理技术的发展产生较大的促进作用。

我国稠油资源分布很广,储量丰富,每年产生的稠油污水总量大约为2亿吨,陆上稠油资源约占石油总资源量的20%以上。目前已在12个盆地发现了70多个稠油油田,主要分布在辽河油田、新疆油田、胜利油田、河南油田等。

中国化工节能协会的一位专家告诉:“稠油污水的循环利用,可以节约宝贵的清水资源;可以利用污水中的残余热能,节约锅炉燃料消耗,节能降耗;可以避免污水外排污染环境。因此具有良好的经济效益、环境效益和社会效益,对其他油田稠油污水处理和资源化利用具有重要的借鉴意义,推广前景广阔。”

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