Сточные воды нефтепромыслов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нефть, добываемая на промыслах, перед транспортированием на нефтеперерабатывающие заводы, как правило, подвергается предварительной подготовке с целью обезвоживания, обессоливания, выделения попутных газов и ценных веществ.

Содержащиеся в нефти пластовые воды частично отделяются на нефтесборных пунктах и резервуарных парках нефтепромыслов при гравитационном отстаивании. Содержание пластовых вод в нефти по мере разработки месторождения увеличивается (в отдельных случаях от 2--3 до 85--90 %).

Пластовые воды в основном подразделяются на две группы: хлоркальциевыс (жесткие), содержащие значительное количество хлоридов кальция и натрия при степени минерализации воды 60--200 г/л и ее плотности до 1,2 г/см3, и щелочные, содержащие карбонаты, хлориды и сульфаты натрия при небольшом количестве солей кальция, степени минерализации воды 5--50 г/л и ее плотности менее 1,07 г/см3. Пластовые воды в широких пределах содержат нефть (усредненно 3-- 5 тыс. мг/л), находящуюся в плавающем, эмульгированном и растворенном состоянии, твердые механические примеси в виде песчаных и глинистых частиц, а в отдельных случаях также сероводород (до 600 мг/л при добыче сернистой нефти), парафин (до 3000 мг/л), железо, бром (до 500 мг/л), йод (до 50 мг/л), нафтеновые кислоты.

На установках подготовки нефти происходит дальнейшее отделение как пластовой, так и технической воды, используемой в процессах обезвоживания, обессоливания и стабилизации сырой нефти, а также при зачистке резервуаров и промывке оборудования.

Сточная вода от установок подготовки нефти в результате применения ПАВ, способствующих ее деэмульсации, загрязняется отдельными деэмульгаторами, и в частности: до 3 тыс. мг/л анионоактивными НЧК или до 250 мг/л сульфанолом; до 300 мг/л катионоактивным ЛНП-2; до 100 мг/л неионогенными ОП-7, ОП-Ю или диссольваном.

Существенным источником образования загрязненных нефтью и механическими примесями сточных вод являются атмосферные осадки, отводимые от обвалований резервуарных парков, наливных эстакад, площадок установок.

Таким образом, основной объем сточных вод нефтепромыслов слагается из смеси пластовых, технических и атмосферных вод.

К другим менее значительным источникам образования сточных вод на нефтепромыслах относятся эксплуатационные скважины (промывка песчаных пробок, смыв площадок при ремонтных работах), компрессорные и дизельные станции (охлаждение рубашек компрессоров и двигателей), головной узел нефтепровода с нсфтснасосной станцией и резервуарами, трубные базы, гаражи, мастерские.

Количество сточных вод нефтепромыслов в значительной мере определяется количеством пластовых вод и, следовательно, зависит от обводненности сырой нефти к рассчитываемому сроку. Усредненный расход сточных вод на 1 т добываемой нефти без учета пластовых вод составляет 0,3 м3, в том числе 0,24 м3 от установок подготовки нефти. При средней обводненности сырой нефти 30 % при наличии на промыслах установок для обезвоживания и обессоливания общее количество загрязненных сточных вод от месторождения дебитом 3 млн. т/год нефти составляет примерно 10 тыс. м3/сут.

Количество сточных вод (в м³/сут) от отдельных объектов на нефтепромыслах составляет: скважина (промывка) -- 200; установка термохимического обезвоживания нефти на 1 млн. т/год -- 150--250; центральные пункты подготовки нефти (обезвоживание, обсссоливание и стабилизация): на 1 млн. т/год -- 425, на 3 млн. т/год -- 1000, на 9 млн. т/год -- 2700; компрессорная на четыре рабочих агрегата (при водообороте) -- 100--250; резервуары для промывки объемом до 10 тыс. м3 -- 36, до 30 тыс. м3 -- 72; дизельная установка на 100 л. с.-- 15--20; трубная база--100; механическая мастерская-- 10.

Загрязненность сточных вод нефтепромыслов, как уже отмечалось выше, зависит от состава и количества пластовых вод и характера деэмульгаторов, применяемых на установках подготовки нефти.

На основе анализа сточных вод ряда нефтепромыслов ниже приводится концентрация их загрязнений:

Концентрация, г/л:

· механические примеси 0,15--11,5

· нефть 0,1--5

· общая минерализация 15--180

· Q- 4-124

· Са2* 4--23

· Mg2" 2-7

· S042' 0,5-5

· НС03- 0-9,3

· Fe)+'2* 0,01-0,15

· Концентрация, мг/л:

· сероводород 25--420

· бром 0--250

· йод 0--25

· ПАВ 30-150

· Плотность воды, г/см3 1,006--1,15

· pH 6,2-8,7

Содержание железа в сточной воде может повышаться вследствие ее коррозионной активности, в результате чего разрушается металл труб и оборудования. В стоке также сохраняется небольшой объем остаточных газообразных углеводородов.

Наиболее целесообразно и распространенно использование сточных вод нефтепромыслов в системах заводнения для поддержания давления в продуктивных пластах с целью обеспечения их нефтеотдачи.

Очистка сточных вод перед их закачкой через нагнетательные скважины в пласт сводится преимущественно к удалению из них плавающей и эмульгированной нефти (растворенная нефть практически не влияет на приемистость скважин), извлечению механических примесей и железа. Допустимое остаточное содержание упомянутых компонентов нормируется в зависимости от коллекторских свойств пласта. В основном оно колеблется для твердых взвешенных веществ в пределах 5--30 мг/л, для нефтепродуктов -- 5--50 мг/л, для железа в окис- ной форме -- 1--2 мг/л.

В табл. приводятся рекомендуемые отраслевыми НИИ предварительные нормы качества сточной воды, закачиваемой в пласт, применительно к некоторым нефтяным месторождениям страны. Ориентировочная приемистость нагнетательных скважин принимается в таблице по данным нефтепромысловых управлений.

Подготовка нефтепромысловых сточных под для закачки в пласт производится в настоящее время в открытых, закрытых или полузакрытых системах водоотведения.

Во первых сточная вода, движущаяся самотеком по сети и очистным сооружениям, входит в контакт с атмосферным воздухом, что обычно приводит к изменению pH, повышению коррозионной активности воды, окислению содержащегося в ней закисного железа, а также способствует увеличению загазованности окружающей среды. Однако эти системы позволяют совместно очищать различные виды нефтесодержащих вод, включая и поверхностные.

сточный вода нефтепромысел

Нормы качества сточной воды, закачиваемой в пласт

Упомянутых недостатков лишены закрытые системы, в которых обводненная сырая нефть, направляемая на установку подготовки, а затем отделившаяся там вода, проходя через очистные сооружения и далее до нагнетательных скважин, движутся без соприкосновения с атмосферным воздухом. При транспортировании сточной воды используется остаточное давление после установок подготовки нефти.

Полузакрытые системы представляют собой комбинацию из элементов открытых и закрытых систем.

В состав закрытых систем для очистки нефтепромысловых вод, согласно рекомендациям института «Гипровостокнсфть», входят следующие сооружения: горизонтальный напорный отстойник на приток воды в течение 2 ч; дегазатор (время дегазации 10--15 мин); напорные песчаные фильтры (скорость фильтрации 5 м/ч); безнапорный резервуар-отстойник на 3--4- часовое пребывание производственно-ливневой воды ; напорная емкость очищенной воды и резер- вуар-отстойник загрязненной промывной воды после фильтров. Вода из напорной емкости далее закачивается в продуктивные пласты. Отстоявшаяся загрязненная промывная вода подастся на напорные фильтры.

При содержании в исходной воде в среднем 5 г/л нефтепродуктов и 150 мг/л механических примесей их остаточная концентрация после очистки составляет соответственно 30-- 40 и 25--30 мг/л.

Открытые системы -- самые распространенные на нефтепромыслах -- могут включать очистные сооружения различного типа. Наиболее целесообразно использование схемы очистки, предложенной институтом «Союзводоканалпроект». Пластовые и производственно-ливневые воды (в смеси) после песколовки и приемного резервуара подкачиваются в резервуар-отстойник, рассчитываемый на приток сточной воды в течение 8--12 ч, откуда она направляется во флотатор.

В камеру смешения перед флотатором поступает рециркулируемая вода (50 % притока), насыщаемая воздухом, эжектирусмым во всасывающий трубопровод циркуляционного насоса (давление 0,3--0,4 МПа). В отдельных случаях при флотации не исключено применение реагентов (серно-кислый алюминий). Нефть, всплывающая во флотаторе (пена), удаляется. Очищенная вода направляется в систему заводнения.

При этом обеспечивается снижение содержания в воде нефти с 2--5 г/л до 80--120 мг/л после резервуаров-отстойников и до 15--40 мг/л после флотаторов. Содержание механических примесей снижается с 0,3-- 1 г/л до 30--40 и 10--20 мг/л, а содержание железа -- со 100--150 до 20--25 и 2,5 - 3 мг/л.

В открытых и полузакрытых системах водоотведения на нефтепромыслах находят также применение нефтеловушки различных видов, пруды-отстойники, песчаные фильтры, накопители для осадка, резервуары различного назначения и др.

В тех сравнительно редких случаях, когда по геологическим условиям нефтяного месторождения высокоминерализованные сточные воды не могут быть направлены в продуктивные пласты или когда в первый период эксплуатации месторождения обеспечивается высокий дебит нефтяных скважин без закачки воды, сточные воды могут быть направлены в глубокие поглощающие горизонты. Такое решение может оказаться оправданным и при необходимости дорогостоящей очистки воды (например, сернисто-щелочной), а также при использовании пластовых вод для получения брома и йода.

Размещено на Allbest.ru