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吐哈油田油井采出水处理方法研究及应用

作　者: 乔炜
导　师: 李治平
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 油气田开发工程
关键词: 油田采出水杀菌技术防腐防垢节点控制生化处理
分类号: X741
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着我国油气田的开发，部分油气田进入特高含水期，采油污水量非常巨大，2010年全国达到12亿方，且逐年增长。如何把采出水通过一定的方法经济有效的处理合格后回注地层投入再生产，实现油田采注水量平衡，有效节约水资源，已成为石油行业的重要课题。吐哈油田地处新疆吐鲁番-哈密盆地戈壁荒漠地区，地下淡水资源显得尤为珍贵，有效的利用采出水处理后直接回注地层，不但可以节约清水资源，同时可以减少废水排放对周边本就脆弱的生态环境的影响。论文在前人对油田采出水处理技术研究的基础上，结合吐哈油田目前采出水处理装置的运行现状开展了针对性研究，找处了前期物化处理工艺的不足和缺陷；结合工程实例研究了生化污水处理技术在吐哈油田的适用性；对不同杀菌技术和缓蚀防垢技术在油田现场的应用效果进行了评价研究；结合温米联合站污水处理装置的改造，提出三种不同的方案，进行了深入的比较分析，优选了充分利用现有设备设施的生化处理改造方案，为下一步进行其它老污水站的生化改造提供了方向。通过深入细致的研究，取得的成果主要有：1.发现了物化处理方式在油田不同现场应用的共性缺陷。受流程较短因素的限制，系统承受冲击的能力较弱，采用物化处理的污水处理装置采出水处理效果普遍不稳定。水处理系统杀菌药剂成本较高，原有防腐防垢措施的适用性一般，导致流程设备设施腐蚀严重。部分过滤器滤料漏失严重，一定程度上增加了运行成本。2．证明了生化污水处理方法在吐哈油田的适用性。通过红连污水站的前期先导试验，以及后期雁木西、三塘湖、鲁克沁污水处理装置的持续应用改进，证明污水生化处理技术对吐哈油田水质是适应的，不但抗冲击能力强，而且有效的提高了出水水质，节约了成本。3．探索出了适合吐哈油田不同水处理工艺的杀菌和缓蚀防垢技术。通过对化学除菌、复合二氧化氯杀菌技术与紫外线杀菌技术的研究，总结出在不同的工艺和水质条件下可以组合使用的有效杀菌方法。通过对阴极防腐、高效净稳技术、使用新型材料、安装量子管道环等技术的研究和试验，找到了适应油田水质的缓蚀阻垢方法，进一步提高了油田采出水处理装置、管线的防腐效果。4．实施流程节点参数控制，在现有工艺不变的前提下，有效的改善了出水水质。通过对流程工艺节点处理指标的逐段控制，及时发现问题，对运行参数进行提前干预，变终端控制为过程控制，规范了采出水处理装置的运行与管理，改善了出水水质，提高了水处理的效果和效益。5．找到了油田老污水处理装置生化改造的可行方案。针对温米污水站的改造需要，提出三种改造方案进行经济及环境分析比较研究，得出充分利用现有设备设施进行老污水处理装置的生化改造经济环境上是可行的，为油田老污水站的改扩建提供了方向。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-13
1 引言  13-23
  1.1 研究目的与研究意义  13-15
    1.1.1 选题依据  13-15
    1.1.2 研究目的与意义  15
  1.2 国内外油田污水处理技术研究现状  15-20
    1.2.1 物理法  16-17
    1.2.2 化学法  17-18
    1.2.3 物理化学法  18-19
    1.2.4 生物化学法  19-20
  1.3 本文主要工作与创新点  20-23
    1.3.1 研究目标  20
    1.3.2 主要研究内容  20-21
    1.3.3 论文工作技术路线  21-22
    1.3.4 论文创新点  22-23
2 吐哈油田采出水处理的现状分析研究  23-58
  2.1 吐哈油田采出水处理工艺现状概述  23-25
    2.1.1 吐哈油田采出水水质特点  23
    2.1.2 注水难点  23
    2.1.3 注水水质标准  23-25
  2.2 吐哈油田污水处理发展历程  25-26
  2.3 油田第一阶段采出水处理技术应用研究  26-47
    2.3.1 典型工艺流程  26
    2.3.2 工艺原理  26-30
    2.3.3 工艺特点  30-31
    2.3.4 处理效果及存在问题  31-47
  2.4 油田第二阶段采出水处理技术应用研究  47-56
    2.4.1 典型工艺流程  47-49
    2.4.2 高效净稳技术工艺原理  49-50
    2.4.3 高效净稳技术工艺特点  50-51
    2.4.4 处理效果及存在问题  51-56
  2.5 吐哈油田前期污水处理现状评价  56-58
    2.5.1 系统抗冲击能力低  56-57
    2.5.2 设备易腐蚀、老化，导致水质达标率不合格  57
    2.5.3 处理成本较高  57-58
3 吐哈油田采出水处理的生化方法研究  58-69
  3.1 生物接触氧化法处理技术工艺原理  58
  3.2 微生物生长繁殖的影响因素及其控制措施  58-60
    3.2.1 基质影响因素  59
    3.2.2 环境类影响因素  59-60
  3.3 生物接触氧化法系统构造  60-61
    3.3.1 填料  60
    3.3.2 生化池  60
    3.3.3 布水曝气系统  60
    3.3.4 鼓风机  60
    3.3.5 调节池  60
    3.3.6 沉淀池  60-61
    3.3.7 过滤器  61
  3.4 生物接触氧化法处理技术的应用  61-65
    3.4.1 生化处理应用情况概述  61-62
    3.4.2 雁木西污水站现状概述  62-63
    3.4.3 雁木西生化污水站工艺流程  63
    3.4.4 工艺流程说明  63
    3.4.5 雁木西污水处理效果及分析  63-65
  3.5 生化处理技术应用效果研究  65-66
  3.6 生化处理工艺技术效果评价  66-68
    3.6.1 处理工艺经济性评价  66-67
    3.6.2 技术经济评价  67-68
  3.7 生化处理工艺处理效果总结  68-69
4 提高油田采出水处理效果的其它方法研究  69-105
  4.1 杀菌技术的研究与应用  69-86
    4.1.1 油田污水系统中微生物类型  69-70
    4.1.2 细菌腐蚀类型  70-73
    4.1.3 油层损害和设备管线腐蚀问题  73-74
    4.1.4 杀菌技术分类  74-75
    4.1.5 各种杀菌方法的原理及应用  75-76
    4.1.6 利用二氧化氯杀菌技术在鄯善污水站取得良好杀菌效果  76-82
    4.1.7 利用紫外线杀菌技术在三塘湖污水站取得良好效果  82-85
    4.1.8 杀菌技术在吐哈油田的综合利用  85-86
  4.2 缓蚀技术的研究与应用  86-94
    4.2.1 腐蚀原因分析  86
    4.2.2 油田常见的腐蚀类型及其特点  86-87
    4.2.3 鄯善注水系统腐蚀原因分析  87-91
    4.2.4 鄯善油田防腐技术利用  91-94
  4.3 节点控制技术研究与应用  94-105
    4.3.1 采出水处理节点水质控制提出  94-96
    4.3.2 污水处理节点水质控制措施及主要工作  96-105
5 温米污水处理工艺改造方案研究  105-126
  5.1 现有污水站中普遍存在的主要问题  105
  5.2 温米现有污水站现状及存在问题  105-107
  5.3 工艺改造目标  107-109
    5.3.1 进水水质与水量  107-108
    5.3.2 设计指标及方案分析  108-109
  5.4 方案一：“聚结气浮+生化+过滤”工艺  109-115
    5.4.1 工艺流程  109-111
    5.4.2 工艺分段水质处理指标  111-112
    5.4.3 主要处理单元  112-114
    5.4.4 方案一投资估算  114
    5.4.5 运行成本预计  114-115
  5.5 方案二：对站内现有处理工艺进行改造  115-119
    5.5.1 方案二工艺流程  115-116
    5.5.2 工艺分段水质处理指标  116-117
    5.5.3 主要处理单元  117
    5.5.4 主要设备选型  117-119
    5.5.5 方案二投资估算  119
  5.6 方案三：充分利用现有设施的“聚结气浮+生化+过滤”改造工艺  119-123
    5.6.1 方案三工艺流程  120
    5.6.2 方案三改造说明  120-123
    5.6.3 方案三投资估算  123
  5.7 方案比选  123-126
    5.7.1 优缺点比较  123-124
    5.7.2 运行成本分析  124-125
    5.7.3 推荐方案主要技术经济指标（方案三）  125-126
6 结论及下步研究建议  126-129
  6.1 结论  126-127
  6.2 下步研究建议  127-129
致谢  129-130
参考文献  130-135
附录  135

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