摘要：针对低渗透油田回注污水水质不达标的问题，采用改性纤维球滤料全自动过滤器，改造头台油田污水处理系统。介绍了过滤器的结构、工作原理和主要技术参数，并与其它过滤料进行了比较，认为改性纤维球滤料自动过滤器具有过流量大、滤料再生能力强可反冲洗的特点，通过污水处理前后水质指标的对比，说明这种过滤器可有效地保证污水水质。
1、油田回注水处理概况
由于中国大部分油田已经进入开发的中、后期，采出液中的含水量为60~80%，有的油田其至高达90%。如果这些含油污水未经处理直接排放，将造成严重的环境污染，也是水资源的很大浪费。因此，对油田含油污水须进行处理回用，可以为油田带来巨大的经济和社会效益。
目前油田含油污水处理后的出路有三种。
一种是处理后用于回注，此为优选目标，要求须对水中的油、悬浮物及其颗粒粒径进行控制；
二种主要是稠油污水，处理后用于热采锅炉的给水，要满足热采锅炉给水的水质；
三种是多余污水处理后排放，按照中国综合污水排放标准，除对含油及悬浮物等指标进行控制外，还要对COD等排放指标进行控制。
综上所述，油田含油污水须进行处理，目前中国油田含汕污水常规处理流程是：来水→缓冲调储→除油、沉降→过滤→回注、回用或排放。
缓冲调储的目的是对来水进行均质、均量，也兼有预处理目的。除油沉降的目的是去除水中大部分油和悬浮物。过滤是进一步去除水中细粒径的油和悬浮物，起到水质把关的作用。
由于回注及锅炉回用水对含油及悬浮物指标要求都十分严格，因此油田含油污水处理工艺中的过滤技术也就成为整个工艺的关键和难点。
1.1 油田回注水指标及水质现状
自六十年代中国含油污水处理后用于回注至今，各油田污水处理及回注站已具很大的规模。随着地层采出水量的不断提高，注水量成倍增长，注水水质要求也更加严格，目前执行的是1995年中国石油天然气总公司颁布的行业标准《碎屑岩油藏注水水质推荐指标SY/T-5329-94》。
该标准中规定，从油层的地质条件出发，将水质指标按渗透率小于0.1、0.1~0.6、大于0.6u m2分为低(A)、中(B)、高(C)渗透三类。又将每类标准分3级要求。标准规定中渗透的B1级及低渗透的A3级要求悬浮物颗粒粒径控制≤2μm，低渗透的A2级、A1级要求悬浮物颗粒粒径控制分别为≤1.5，≤1.0μm。这种精度是传统多层滤料（石英砂、煤）和核桃壳滤料所无法达到的。
2、目前油田污水处理过滤技术存在的问题
(1)不能满足低渗透油田回注水对悬浮物含量及颗粒直径指标的控制要求。
(2)由于粒度小（为0.6~1.8mm之间），易破碎，反冲洗时容易流失，需要经常补充漏失的滤料。
(3)对于稠油污水及原油中沥青和胶质含量较高的采出水，以上滤料容易出现板结问题，常使过滤无法进行，使整个过滤工艺瘫痪。
3、改性纤维球滤料与其他滤料对比分析
3.1 核桃壳滤料
核桃壳过滤技术早起源于美国，我困应用较晚，是80年代中后期在因内发展起来的，大庆油田应用的较晚，九十年代中期首先在大庆外围油田有应用。1998年大批量应用。滤速高，过滤通量大；吸附能力强，除油效果好；反冲洗强度低，白耗水量小；核桃壳滤料对悬浮固体的去除效果较差。
3.2 双层滤料过滤器
双层滤料过滤器具有操作简单、运行管理方便、纳污能力强、处理效果好的特点，因此在油田生产中其运行效果良好。尤其是在深度含油污水处理时，充分显示出其处理效果好的优点，双层滤料过滤器的出水水质高于单层石英砂过滤罐、单阀过滤罐、双向过滤罐。
要达到同样精度要求，改性纤维球过滤器用一层，双滤料过滤器、砂滤过滤器等需用两级以上；要达到同样的处理量要求，改性纤维球过滤器的罐体直径要小得多。实际应用说明，在相同处理量，相同来水指标情况下，改性纤维球过滤器比其它过滤器仅减少设备投资一项上就达到50%以上（性能价格比），污水处理指标提高一个等级，改性纤维球滤料具有使用寿命长的特点。
4、大庆XX油田污水处理流程
随着XX油田开发的不断深入，原油含水不断上升，采油污水处理已成为注水开发油田的重要工作。目前，头台油田污水量达1000m3/d，处理后全部回注到油田。XX油田为低渗透油田，对回注水质要求高，污水水质不达标直接影响油田开发效果。2000年油田对污水处理系统进行了改造，在油田污水二次过滤过程中采用了改性纤维球滤料，提高了污水处理后的水质，满足了地层注水的要求。
污水处理流程分析
污水处理流程及其优点。污水处理流程：污水池→1#、2#气浮选→提升泵→1次滤罐→2次滤罐→纤维球过滤罐→1000m3注水罐→外输泵→外输至XX油田。
改造后的污水处理流程，保留了原重力式沉降流程，增加了混合反应器，这样提高了过滤器的滤前水质，充分利用了原有设备和流程，降低了改造费用；过滤罐采用成撬并联安装，加大了污水处理量，提高了污水过滤精度，满足了低渗透油田回注污水的要求；提高了污水处理的自动化程度，减轻了操作工人的劳动强度。
5 运行情况及经济效益
在采用了双滤料全自动过滤器后，污水处理量和污水水质均达到设计要求。过滤水悬浮固体含量、油含量、SRB等均已达到《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法(SY/T5329-94)》水质标准，减少了地层污染，满足了临南油田对回注污水要求。其经济效益表现在下面几个方面：
5.1 水井作业费用大幅降低
作业大修井减少从近年水井解堵、作业大修调查情况看，XX油田作业大修水井逐年增多。仅1999年全年大修水井41井次，其中因结垢、腐蚀严重而大修的井32井次，占78%以上。在改性纤维球全自动过滤器投产后，回注污水水质提高，作业大修井明显减少，2011年作业大修井17口，减少因结垢、腐蚀的井15井次，节约作业经费30.6万元。
5.2 管线使用寿命得以延长
系统效益提高回注水水质主要指标悬浮物和含油达到注入水标准，减少了地层堵塞，注水压力不在升高，提高了注水量，保证产能需要，为油田的稳产创造了条件，同时减缓了污水的腐蚀程度，延长了注水设备及注水管线的使用寿命。
6 结论及建议
(1)改性纤维球滤料与其它污水处理设备相比具有结构紧凑、流程简单、过滤效率高、纤维球滤料使用寿命长等优点，对实现低渗透油田回注污水水质达标，简化污水处理流程，降低生产成本等具有重要意义，在油田污水处理站可推广应用。
(2)在改性纤维球滤料与其他滤料不同在反冲洗作业中，因为纤维球滤料损失等原因使水质变差，需加强管理，定期添加滤料，以保证双滤料过滤器的正常运行。
(3)改性纤维球滤料的运行受进水水质影响较小，污水处理工艺中混凝沉降效果直接影响滤前水质，需控制进水水质，完善工艺流程，保证滤后水质指标。
(4)保证纤维球滤料的反洗再生。定合理的反洗工艺，保证纤维球滤料反洗再生完全。
纤维球滤料的反洗不完全、再生情况不好都影响过滤精度和过滤器的正常运行。而反洗太过于频繁，达不到经济运行的目的。建议选用反洗再生性能好的纤维球滤料，并采用自动控制反洗。
