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摘 要 ：本文通过对济北公司水质沿程状况进行调查，建立井口水质不达标故障树，找出影响水质变化的原因，提出通过将使用年限长、沿程污染严重的管线更换为抑菌玻璃钢管线、对部分沿程污染严重支线做内涂、强化地面设施监督管理力度、合理的加药来解决沿程污染问题，确保井口水质达标。
关键词：沿程污染；悬浮物；抑菌玻璃钢
中图分类号：{X829}
一、济北公司注水现状
济北公司现有配水间22座，水井101口，注水干线19条，总长度22km，其中玻璃钢管线4条，长度5.3km；单井注水管线101条，总长度32.5km。目前，经联合站正常处理后的污水可以满足济北公司各个区块的注水标准，但是由于部分管线存在沿程污染问题，使该区域内的井口水质受到沿程污染，从而无法满足该区域的注水标准。
二、沿程污染治理的必要性
对济北联合站、注水站、Q9配水间、Q9-119井沿程进行水质检测.（1）悬浮物指标经过济北联合站处理后达标，但在滤后至Q9—119井口沿程各个阶段悬浮物含量明显升高，到达井口超标严重。悬浮物超标不仅容易造成地层堵塞，影响济北公司的正常生产，同时也会造成环境污染，影响油田安全生产。（2）济北来水细菌含量较高，经站内杀菌处理后明显降低，在注水站至Q9配区段大幅回升，到井口已超标10～25倍。微生物、细菌大量繁殖不仅腐蚀管线，而且还造成地层严重堵塞。济北公司现有四块低渗油藏，08、09年开始规模开发认为联合站处理后的水质（B3）几乎不可能注入这个区块的地层，没有足够的能量来驱油，导致产量与储量比例相差较大。如果将水质改善志A3以上的标准，会使这个区块产量有较大提高。
三、沿程污染治理措施
1、建立进口水质不达标故障树
根据故障树事件确定原则，选择“井口水质不达标”作为顶端事件。而引起水质不达标最直接原因就是设备因素和其他因，这两个原因中任何一个出现均会导致管线失效。然后再以这两个原因为次顶事件，采用类似方法继续深入分析，直到找到代表各种故障事件的基本事件为止。
2、将受到沿程污染严重管线更换为抑菌玻璃钢管线
抑菌玻璃钢管线内壁涂层采用耐蚀性强、结合力改型环氧树脂和酚类树脂，填料为具有杀菌功能的抗菌剂，通过药剂控制释放，形成生物膜，抑制管柱内壁的细菌（SRB、TGB、IB）吸附，从而降低细菌、微生物腐蚀。抑菌玻璃钢管线树脂中含有抗菌剂填料及聚合物纳米粒子成分，对细胞膜有强烈的生化作用，可破坏细菌生长，抑制不同注水液中细菌繁殖，形成良好环境，净化水质，提高岩心渗透率。这种管线内壁光滑，各种悬浮物、沉淀物等难于吸附，水质效果改善明显，增注效果显著。由数据分析得：（1）管线未更换时，曲9-111出口悬浮物含量是联合站出口悬浮物含量的3.7倍，而管线更换完成后，曲9-111出口悬浮物含量降低至联合站出口悬浮物含量的1/7～1/2； （2）管线由钢管更换为抑菌玻璃钢管线后，总铁含量降低为未更换管线时的1/2左右。由于管线施工过程中，在穿越道路时使用10米左右钢管，所以，使曲9-111出口总铁含量高于联合站出口总铁含量，（Fe3+降低的原因是Fe2+、Fe3+管道中相互转换，反应条件有利于Fe3+转换为Fe2+）；（3）管线未更换时，曲9-111出口SRB含量是联合站出口SRB含量的24倍，管线更换完成后，曲9-111出口SRB含量不到联合站出口SRB含量的2倍，管线运行一段时间后，抑菌涂层发挥作用，形成抑制细菌吸附的生物膜， SRB降低为出口含量的1/4左右。由以上数据证明，该管线抑菌效果明显；（4）更换为抑菌玻璃钢管线后，腐蚀速率降低为0.007mm/a，是考核值 0.076 mm/a的1/10左右，是未更换管线时腐蚀速率的1/18左右。经分析得出结论抑菌玻璃钢管线对改善沿程水质状况显著。
3、合理控制药剂用量与反应时间
1）采用分段逐级加药法
目前，济北公司的加药方式采用的是集中加药，就是根据联合站集中处理量或少量受污染严重站点的处理量在源头集中性将药剂投入，这种方法比较笼统，加药量、加药时间间隔很难控制。药剂与水的反应过程是一个连续的物理化学过程，药剂在经过联合站处理系统后沿程经过各个配水间时仍有部分结余，这部分药剂注入地下，浪费了药剂，污染了地层。源头加药是非常不合理的。联合站至每个配水间的距离不同，配水间至井口的距离也存在差异，源头加药会使大部分地层存在加药量或药剂反应是将存在缺陷，而且会造成药剂浪费，污染了沿程水质。鉴于源头加药的缺点，建议采用下面这种分段逐级加药法。分段逐级加药原理.根据每种药剂反应时间、单耗都不相同，结合每段管线的长度、流量，可以计算出每段管道合适的加药量、加药时间间隔。将联合站内至各配水间分成若干段，采用逐段加药法。以联合站至Q9配水间管段施加净水剂为例，将该管段视为静态进行计算：联合站至Q9管段每2h投加浓度为0.07Kg/m3的净水剂4.50 Kg。这样使药剂到达Q9配水间刚好充分反应。分段逐级加药法节省了药剂，改善了注水水质，但难免存在少量药剂残余或药剂不足。因此，建议在井口安装井口过滤装置。（目前，正在与济北公司、胜利化工结合，寻找合适的在配水间的加药方式。）
4、强化地面设施监督管理
加强对联合站内水处理设施（注水罐、站内管线等）的维护、管理力度，对类似注水罐的沉降设备，要加强监管，发现罐内出现污染，要立刻进行加藥或清罐。主要措施包括：（1）通过自控手段，实现日常反洗时投加清洗剂，提高反洗质量；（2）做好沿程主水管线及注水罐维修、清洗过工作。主要工作包括：对沿程水质变化大的注水线路，要定期进行清洗，根据注水站水罐进、出口水质变化情况，及时进行清罐，保证站源头水质达标；（3）强化各污水罐的收油、排污工作，确保各个罐罐顶油厚、罐底沉积不超过规定值；（4）根据反冲水水质变化情况，及对污泥干化厂和污水池进行清理。
过程治理是指加强注水管线、注水站的监督检查力度，做到每周检查，定期清洗。（1）安排专职人员进行水质节点监测，分析对比水质变化原因，及时反馈信息，对水质变化频率高、变化范围大的地区进行重点监测、治理；（2）将污水站注水井井口水质达标率都纳入考核范围，并制定相应的奖惩；（3）针对来水细菌含量高、细菌滋生的管段，连续投加杀菌剂，细菌含量较低的管段可根据水质检测结果，间断投加。
四、效果预测
两条水质井口达标治理效果预测：1、联合站→曲9-55配→曲102-3配→曲902配→曲103-1配，注水见效6个区块，单元日增液量500方，注水见效后，初日增油30吨。2、曲104-4注水站→曲104-707配→曲103-9配，预计治理后，注水见效4个区块，单元日增液量300方，注水见效后，初日增油15吨。
参考文献：
[1] 蒋洪，刘武.原油集输工程[M].石油工业出版社，2005，12：193-210.
[2]冯永训，彭忠勋等.油田采出水设计手册 [M]. 中国石化出版社，2005，9：43-222，293-348.
关键词：沿程污染；悬浮物；抑菌玻璃钢
中图分类号：{X829}
一、济北公司注水现状
济北公司现有配水间22座，水井101口，注水干线19条，总长度22km，其中玻璃钢管线4条，长度5.3km；单井注水管线101条，总长度32.5km。目前，经联合站正常处理后的污水可以满足济北公司各个区块的注水标准，但是由于部分管线存在沿程污染问题，使该区域内的井口水质受到沿程污染，从而无法满足该区域的注水标准。
二、沿程污染治理的必要性
对济北联合站、注水站、Q9配水间、Q9-119井沿程进行水质检测.（1）悬浮物指标经过济北联合站处理后达标，但在滤后至Q9—119井口沿程各个阶段悬浮物含量明显升高，到达井口超标严重。悬浮物超标不仅容易造成地层堵塞，影响济北公司的正常生产，同时也会造成环境污染，影响油田安全生产。（2）济北来水细菌含量较高，经站内杀菌处理后明显降低，在注水站至Q9配区段大幅回升，到井口已超标10～25倍。微生物、细菌大量繁殖不仅腐蚀管线，而且还造成地层严重堵塞。济北公司现有四块低渗油藏，08、09年开始规模开发认为联合站处理后的水质（B3）几乎不可能注入这个区块的地层，没有足够的能量来驱油，导致产量与储量比例相差较大。如果将水质改善志A3以上的标准，会使这个区块产量有较大提高。
三、沿程污染治理措施
1、建立进口水质不达标故障树
根据故障树事件确定原则，选择“井口水质不达标”作为顶端事件。而引起水质不达标最直接原因就是设备因素和其他因，这两个原因中任何一个出现均会导致管线失效。然后再以这两个原因为次顶事件，采用类似方法继续深入分析，直到找到代表各种故障事件的基本事件为止。
2、将受到沿程污染严重管线更换为抑菌玻璃钢管线
抑菌玻璃钢管线内壁涂层采用耐蚀性强、结合力改型环氧树脂和酚类树脂，填料为具有杀菌功能的抗菌剂，通过药剂控制释放，形成生物膜，抑制管柱内壁的细菌（SRB、TGB、IB）吸附，从而降低细菌、微生物腐蚀。抑菌玻璃钢管线树脂中含有抗菌剂填料及聚合物纳米粒子成分，对细胞膜有强烈的生化作用，可破坏细菌生长，抑制不同注水液中细菌繁殖，形成良好环境，净化水质，提高岩心渗透率。这种管线内壁光滑，各种悬浮物、沉淀物等难于吸附，水质效果改善明显，增注效果显著。由数据分析得：（1）管线未更换时，曲9-111出口悬浮物含量是联合站出口悬浮物含量的3.7倍，而管线更换完成后，曲9-111出口悬浮物含量降低至联合站出口悬浮物含量的1/7～1/2； （2）管线由钢管更换为抑菌玻璃钢管线后，总铁含量降低为未更换管线时的1/2左右。由于管线施工过程中，在穿越道路时使用10米左右钢管，所以，使曲9-111出口总铁含量高于联合站出口总铁含量，（Fe3+降低的原因是Fe2+、Fe3+管道中相互转换，反应条件有利于Fe3+转换为Fe2+）；（3）管线未更换时，曲9-111出口SRB含量是联合站出口SRB含量的24倍，管线更换完成后，曲9-111出口SRB含量不到联合站出口SRB含量的2倍，管线运行一段时间后，抑菌涂层发挥作用，形成抑制细菌吸附的生物膜， SRB降低为出口含量的1/4左右。由以上数据证明，该管线抑菌效果明显；（4）更换为抑菌玻璃钢管线后，腐蚀速率降低为0.007mm/a，是考核值 0.076 mm/a的1/10左右，是未更换管线时腐蚀速率的1/18左右。经分析得出结论抑菌玻璃钢管线对改善沿程水质状况显著。
3、合理控制药剂用量与反应时间
1）采用分段逐级加药法
目前，济北公司的加药方式采用的是集中加药，就是根据联合站集中处理量或少量受污染严重站点的处理量在源头集中性将药剂投入，这种方法比较笼统，加药量、加药时间间隔很难控制。药剂与水的反应过程是一个连续的物理化学过程，药剂在经过联合站处理系统后沿程经过各个配水间时仍有部分结余，这部分药剂注入地下，浪费了药剂，污染了地层。源头加药是非常不合理的。联合站至每个配水间的距离不同，配水间至井口的距离也存在差异，源头加药会使大部分地层存在加药量或药剂反应是将存在缺陷，而且会造成药剂浪费，污染了沿程水质。鉴于源头加药的缺点，建议采用下面这种分段逐级加药法。分段逐级加药原理.根据每种药剂反应时间、单耗都不相同，结合每段管线的长度、流量，可以计算出每段管道合适的加药量、加药时间间隔。将联合站内至各配水间分成若干段，采用逐段加药法。以联合站至Q9配水间管段施加净水剂为例，将该管段视为静态进行计算：联合站至Q9管段每2h投加浓度为0.07Kg/m3的净水剂4.50 Kg。这样使药剂到达Q9配水间刚好充分反应。分段逐级加药法节省了药剂，改善了注水水质，但难免存在少量药剂残余或药剂不足。因此，建议在井口安装井口过滤装置。（目前，正在与济北公司、胜利化工结合，寻找合适的在配水间的加药方式。）
4、强化地面设施监督管理
加强对联合站内水处理设施（注水罐、站内管线等）的维护、管理力度，对类似注水罐的沉降设备，要加强监管，发现罐内出现污染，要立刻进行加藥或清罐。主要措施包括：（1）通过自控手段，实现日常反洗时投加清洗剂，提高反洗质量；（2）做好沿程主水管线及注水罐维修、清洗过工作。主要工作包括：对沿程水质变化大的注水线路，要定期进行清洗，根据注水站水罐进、出口水质变化情况，及时进行清罐，保证站源头水质达标；（3）强化各污水罐的收油、排污工作，确保各个罐罐顶油厚、罐底沉积不超过规定值；（4）根据反冲水水质变化情况，及对污泥干化厂和污水池进行清理。
过程治理是指加强注水管线、注水站的监督检查力度，做到每周检查，定期清洗。（1）安排专职人员进行水质节点监测，分析对比水质变化原因，及时反馈信息，对水质变化频率高、变化范围大的地区进行重点监测、治理；（2）将污水站注水井井口水质达标率都纳入考核范围，并制定相应的奖惩；（3）针对来水细菌含量高、细菌滋生的管段，连续投加杀菌剂，细菌含量较低的管段可根据水质检测结果，间断投加。
四、效果预测
两条水质井口达标治理效果预测：1、联合站→曲9-55配→曲102-3配→曲902配→曲103-1配，注水见效6个区块，单元日增液量500方，注水见效后，初日增油30吨。2、曲104-4注水站→曲104-707配→曲103-9配，预计治理后，注水见效4个区块，单元日增液量300方，注水见效后，初日增油15吨。
参考文献：
[1] 蒋洪，刘武.原油集输工程[M].石油工业出版社，2005，12：193-210.
[2]冯永训，彭忠勋等.油田采出水设计手册 [M]. 中国石化出版社，2005，9：43-222，293-348.