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二氧化氯杀菌技术在岔北注水站的应用


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二氧化氯杀菌技术在岔北注水站的应用
王凤清,葛东文,王东升,张洪赞,杨达玉,王少春,肖
(中国石油华北油田分公司采油二厂,河北 霸州 ( ) ) + = ( *

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摘要: 介绍了华北岔河集北部区块回注污水处理工艺和处理站概况。由于注入水中细菌数量严重超标 (8 > ? 菌数
<个 / ) , 注水井油套管发生了极其严重的腐蚀。由一种市售双组分二氧化氯消毒液产生 1 以8 # : ( 3 @ % , > ? 菌数 !, " <个 < +个 / 、 / 测得 1 / 两种菌可被完全杀 : ( ! : ( 3 @ A B ? 菌数 : ( !: ( 3 @ 的岔北污水为水样, % , @ 时, C ! 加量为 !3 灭。使用天津正方公司制造的 D $ E F 5 G F ; < : (型二氧化氯发生器, ! ( ( +年 : (月、 : :月、 : !月在岔北注水站进行了回

注污水二氧化氯杀菌三阶段现场试验, 加药点设在多功能过滤器后, 监测点设在滤前、 滤后、 出站口 (喂水泵后) 及 各配水间, 监测项目为 8 、 。第一阶段加药量 : / , 出站口 ! / > ? A B ? 菌数和 1 % , (3 @ & <3 @ C C ! 残余浓度 ! 6 6 达到 ( 后在: / , 出站水菌数达标, 但< :天内各监测点菌数高且波动大。第二阶段加药量加至: +3 @ & "H 3 外的两配水间 C 菌数高, / 。第三阶段保持加药量为 / , 出站水不含菌, 个设监测点的配水间菌数为 、 ! $ :3 : +3 ) (或( & + ( & C@ C@ 6 / , 完全达标, 距离处理站( 、 、 、 、 / 。此后 1 3 @ & = : & ! < & "H 3 的"个配水间 ! & ! " & < : & *3 @ % , )个 C 6为< ! 加量保持 $ / , 配水间 / , 注入水菌数达标。图 表 参 。 : (3 ! # : & +C @ : < < C@ 6 关键词:二氧化氯; 杀菌剂; 回注污水; 污水处理; 杀菌; 先导试验; 岔北污水处理站
J : J 中图分类号: : A I " + = & ) :A I " * A K ( L + & <

文献标识码: M

在油田回注污水中存在着各种各样的细菌, 细 菌是造成油田注水设备、 管网腐蚀结垢与水质二次 污染的主要因素之一, 也是造成分注投捞困难的原 因。目前在油田回注污水中, 引起广泛关注并进入 国家 行 业 标 准 控 制 的 细 菌 主 要 是 硫 酸 盐 还 原 菌 ( ) 、 腐生菌 (A ) 和铁细菌 ( , 标准要求 8 8 > ? B ? N ?) > ? ! 个 菌 数 %! 个 / , 、 菌 数 + 3 @ A B ?N ? % " O: ( / 3 @ 物理法和化学法两种, 仍以投加以季铵盐为代表的 杀菌剂为主。矿场应用过的杀菌剂品种较多, 但没 有一种杀菌剂能够在矿场把细菌全部杀死。杀菌剂 的矿场投加量在 ) / 处理费用在 (!: ( (3 @ 之间, C / 细菌 ( & +元 3 以上。长时间使用一种杀菌剂时, 会产生抗药性, 使杀菌处理效果降低。因此需要不
" [ ] : 。目前, 控制注入水中细菌含量的方法主要有

断地更换杀菌剂类型, 还要与其他注水添加剂作配 伍性测试, 药剂选择与管理工作均较为繁琐。为了 寻求经济有效的杀菌技术手段, 彻底解决岔河集油 田污水中细菌含量超标问题、 提高注入水的质量, 在 岔河集油田岔北站使用了天津正方科技发展有限公 司生产的 D $ E F 5 G F ; < : (1 % , ! 发生器进行了二氧化 氯杀菌的先导性试验。
[ ] : 二氧化氯杀菌的技术原理 !

二氧化氯是一种很强的氧化剂, 可与多种有机 物、 无机物发生氧化 还原反应, 对细菌的细胞壁有 ; 很强的吸附和穿透能力, 可以快速地抑制微生物蛋 白质的合成并破坏微生物, !!: ( 分钟即可杀灭各 种细菌, 而且不产生抗药性。二氧化氯的水溶液由

。 " 收稿日期: ! ( ( ) ; ( = ; ! : , 男, 副厂长, 高级工程师, 主要从事采油工程技术管理工作, 通 作者简介: 王凤清 ( : * ) : P) : * L "年毕业于华东石油学院采油工程专业, 讯地址: ( , 男, 注水室主任, 工程师, ( ) + = ( *河北霸州华北石油采油二厂。王东升 : * ) ) P) : * L =年毕业于华北石油学校油田应 用化学专业, (函授) , 主要从事油田 : * * *年自学毕业于河北省工业企业管理专业, ! ( ( "年毕业于西南石油大学石油工程专业 注水管理、 新技术推广与技术攻关工作, 本文通讯联系人, 通讯地址: ( ) + = ( * 河北霸州华北石油采油二厂工程技术研究所注
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万方数据 水室, 电话: , : 。 ( " : = P ! + ) : L ! < I ; 3 G % Q !C Q R 0 4 "9 / 5 6 $ Q 2 F G & Q $ 3& Q F 7

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* 3 3 6年

亚氯酸钠和盐酸两种原料通过二氧化氯发生装置现 场制备, 化学反应方程式为 ! " # $ % & ’ ( # $ ) * ! ! # $ ) & ’ ( # $ % * " ) *% *

初步确定二氧化氯的杀菌效果, 在现场试验前进行 了室内杀菌效果评价分析, 以初步确定二氧化氯现 场试验的投加量。由北京四环卫生器械厂和北京四 环科技发展有限公司生产的二氧化氯消毒液按2 B 2 的体积比混合产生二氧化氯, 实验结果见表 2 。从 表2实 验 结 果 可 以 看 出, 二氧化氯的投加量为* / 8 @ 时即可完全杀灭细菌。 C
表# 二氧化氯杀菌室内实验数据
实验日期 * 3 3 & 1 3 5 1 3 ! 二氧化氯浓度 D 2 / 8 C@ 3 G 3 7 G 3 & G 3 2 3 G 3 2 & G 3 * 3 3 ! 1 3 5 1 2 6 3 G 3 2 G & * G 3 * G & 7 G 3 = > ?菌数 / 个8 @D2
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过去二氧化氯由于储存和应用安全性差、 产率 低, 一直未能广泛应用于矿场。近年来, 天津正方科 技公司的二氧化氯发生器研制成功, 可通过现场化 学反应产生二氧化氯, 解决了二氧化氯运输、 储存的 难题, 使现场应用变得安全、 经济、 有效。

* + , . / ( 0 . 1 ! 2 3# $ ) * 发生器的矿场 应用
! " # 岔北注水站与供注水断块的基本情况 岔北注水站位于岔河集油田北部, 2 4 5 6 年建成 投产, 是集油气处理、 污水处理、 注水、 消防为一体的 联合站。拥有 7 / 设计污水处 " 1 5 ! & 3 注水泵 2 7 台,
7 7 理能力2 / , 设计注水能力 * / , 目前 & 3 38 9 3 3 38 9

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, 注水压力 * 。担负 实际注污水量2 3+ : ( & 3 38 9 岔! 、 、 、 、 、 、 2 4 ! 5 7 3 7 2 ; ! 5 3 共 ; 个断块、 * 2 个配水 间、 平均单井注水压力 4 ! 口 注 水 井 的 注 水 任 务, 。 2 2 < 7+ : ( 岔北站污水处理及注水流程示意图如图 2 所 示。 由于注入水中的细菌含量严重超标 (= > ? 菌数
!个 / ) , " 2 3 8 @ * 3 3 *年岔 2 ! & 井转注一年后分注, 部分油管接箍和油管腐 * 5 4 & 8 油管内大面积结垢,

7 /

发生器在岔北站试验期间 ! " $ % & ’ ( ) * + ( , # ./ 0 1 ! 运行状况与效果 * G 7 G 2 第一阶段 在岔北站多功 * 3 3 &年4月* 5日至2 3 月 5 日, 发生器, 动力 能过滤器房安装了 + , . / ( 0 . 1 ! 2 3# $ ) * 水进口为过滤器反冲洗水进口水源的取样口, 水源 为污水, 出口为过滤器出口的取样口。由于设计的 进出口都为 " 动力和出口都无法达到 2 *8 8 管线, 设计要求, 因此于 * 进 3 3 &年2 3月2 3 日重新调整, 口和 出 口 分 别 改 在 过 滤 器 进 口 和 出 口 干 线 (# ! 3 , 基本满足了设计要求。 8 8) 试验初期确定的投加量为 2 / 检测喂水 38 @, C 泵出口处的二氧化氯含量。 2 3月2 ! 日检测到二氧 化氯的残余量为3 / 此时开始取样进行杀菌 G !8 @, C 效果跟踪检测, 取样点选择距离岔北站最远的岔

蚀穿孔, 全井油管被迫更换, 岔2 、 岔5 4 1 2 3 ; 7 1 2 !井 套管腐蚀穿孔, 不得不进行套管补贴恢复生产。随 后在岔2 、 岔! 4 1 2 3 7 5 1 5 ; 等井上也陆续发现了这些 问题。 井口放出的配 * 3 3 7年底岔 7 3 1 & 7 井调剖时, 液水为黑水, 严重影响了调剖效果。 ! " ! 室内实验 文献报道二氧化氯的杀菌能力是氯气的 *!7
[ ] 倍, 可以在 A " 值为 &!2 3 的范围内使用 7 。为了

图2 岔北站污水处理及注水流程示意图

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第$ %卷第%期

王凤清, 葛东文, 王东升等: 二氧化氯杀菌技术在岔北注水站的应用

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、 注水距离在 ’ ( 检 ! " # $ % & # "两个配水间, ) 以上, 测结果见表 $ 。由表中结果可以看出, 各取样点的 菌数波动较大, 没有规律性, 短期内二氧化氯的杀菌 性能未能体现。
表! 岔北站二氧化氯杀菌效果现场试验 第一阶段菌数检测数据
细菌 检测时间 / 年月日 菌数 / 个) *+! 滤前 滤后 岔! " # $计 岔 % & # "计

结垢物质比较多, 注水系统内长期积存的黏泥细菌 含量比较高, 再加上系统内的还原性物质与各种离 子对二氧化氯的消耗, 致使二氧化氯在输水管线内 的消耗量比较大, 到达配水间内时残余浓度低于 ! / 由于二氧化氯是强氧化剂, 易被系统 ) *。其次, 5 内的沉积物质还原, 使污水中二氧化氯有效浓度降 低, 杀菌效果变差。
表" 岔北站二氧化氯杀菌效果现场试验 第二阶段菌数检测数据
细菌 检测时间 / 年月日 菌数 / 个) *+! 滤前
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出站 ! ! ! & ! ! ! & ! ! ! & & & ! & ! ! & ! ! ! & &
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$ 1 % 1 $ 第二阶段 根据第一阶段的试验结果, 将二氧化氯投加量 提高到 ! / 当出站水中的二氧化氯残余量达 /) *, 5 到$) / 两个配水间二氧化氯残余量达到& *, 1 0和 5 / 开始取样检测细菌数, 结果见表% 。 & 1 6) * 时, 5 从测试结果来看, 随着加药量的增加和杀菌时 间的延长, 出站口和配水间检测到的二氧化氯残余 浓度 逐 渐 增 加, 出站水杀菌率全部达到" & 7! 能够满足油田注水水质指标。但是到达岔 ! & & 7, 、 岔% 细菌数又恢复到原 ! " # $ & # " 两个配水间内时, 来的水平。其原因首先是管线距离长 ( , 管 ’ 1 %( )) 线投产年限长 ( , 管线内的有机物、 杂质、 ! 0年以上)

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$ 1 % 1 % 第三阶段 投加量继续保持在 ! / 9 : ; /) *。前两阶段 5 $ 试验中选择的两个配水间距离注水站都在 ’( )以 上, 为探索杀菌时间和距离的关系, 按注水管线距离 选择了近、 中、 远三个取样地点, 注水站内: 多功能过 滤进水口 (滤前) 、 出水口 (滤后) ; 喂水泵出口 (出站

表# 岔北站二氧化氯杀菌现场试验第三阶段菌数检测结果
细菌 , . 检测日期 / 年月日 菌数 / 个) *+! 滤前 滤后 出站 & 1 0 & & & & & & & & ! &! ! &
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岔! " # $计 岔 % & # "计 岔 ’ 6 ’计 岔 % & # 0计 岔 % ! # 0计 岔 % & # !计 & & ! ! ! & & & & & & & & 1 / & & & & & 1 0 & & & & & & & & 1 0 & & 1 0 & & & & & & & & & & & & & & & & & & 1 0 & ! ! ! & & & & & & & 1 0 & & & 1 0 & & & 1 0 & & & & & & & & & & & & & & 1 0 ! ! ! & & ! ! ! & & & & & & 1 0 & & 1 / & & &

检测 机构! < < < < < < < < . . . . . .

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—华北油田采油工艺研究院。 ! <—华北石油油气水及化学药剂产品质量监督检验站; .

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口) ; 注 水 站 外: 近距离配水间为岔 ! 、 岔$ " # ! % # & ( , 中距离配水间为岔 $ () ’ % %() ) # & 和岔 $ % # ) * % % , 远距离配水间 为 岔 $ (! 。 () % # +和岔) + # * $ % % () 在同一个取样点取的水样同时测试, 同一天读取数 据。测试方法及执行标准参见参考文献 [ ] , 检测机 ! 构为华北石油油气水及化学药剂产品质量监督检验 站、 华北油田采油工艺研究院。检测结果见表! 。 第三阶段试验结果完全达到并超过了石油天然
[ ] ) 气行业标准中的有关规定 , 达到了华北油田注水

注水系统中积累的残余污泥、 结垢等还原类杂质, 使 前期 , 灭菌效果较差, 经较大剂量的 , 冲洗 . . * * 较长时间后可基本杀灭注水设施中的细菌。从三个 阶段的试验来看, 用二氧化氯杀灭投产年限长、 输水 距离远的管道中的细菌, 需要 *!$ 个月的时间, 且 开始投加量要高。所选择的近、 中、 远&个配水间经 过连续 ’ 杀菌, $ 天的 , . 3 4 5和 6 7 5 含量达标, * 说明 , 可以控制长距离输水管道中的细菌。 . * ( ) 用, 进行回注水灭菌, 残余 , 的作用 $ . . * * 效应可贯穿于整个注水过程, 远远优于紫外线等物 理灭菌工艺, 并且操作简单, 管理方便, 水处理初期
$。 费用低于% / / $元 (

标准的规定, 说明通过$个月的实验, 系统细菌基本 全部杀灭, 达到了较好的效果。同时检测管线距离 不同的 岔 ! 、 岔$ 、 岔$ " # ! ) # & + # +计$个配水间内 的残余浓度, 分别达到 ! 、 / , . / * $ / ! 和) / +( 1。 0 * 这说明矿场 , 残余浓度须达到 *( / 与室内 . 1, 0 * 实验中所得结果*( / 1 一致。 0 杀菌达标后, 投加量保持在 ) / , . %( 1以 0 * 下, 配水间内的 , 残余浓度可以保持在 ) / . / 2( 0 * 注入水中的细菌含量能达到标准规定。 1,

( ) 发生器操作简便, 安全 ! 8 9 : ; < = > ; # ! ) %, . * 高效, 运行平稳, 完全适合油田回注水处理现场应 用。
参考文献:
[ ]中华人民共和国石油天然气行业标准 3 / ) ? 62 $ * + # ) + + ! /碎屑岩 油藏注水水质推荐指标及分析方法 [ ] , 3 ) + + ! / [ ]魏跃进, 郝明圈, 王凤清, 等/ [ ] * , . @ /石油 * 复合解堵工艺技术 钻采工艺, , ( ) : — * % % ) * $ ! & & & ’ / [ ]黄君礼/ 一种新的二氧化氯发生方法和装置 [ ] 水处理信息报 $ @ / , ( ) : — 道, * % % % 2 $ * $ ! / [ ]中华人民共和国石油天然气行业标准 3 / ! ? 6% 2 $ * # ) + + ! /油田注 入水细菌分析方法 [ ] , 3 ) + + ! /

$ 结果与讨论
( ) 近距离杀菌效果突出, 能够在 ) ) , . % 天之 * 内使岔北站出站水中的细菌含量达标。 ( ) * , . * 在中远距离也具有良好的杀菌效果。

! " # $ %& ’ ( $ ) * + #, * $ * . # % $ )/ 0 1 2 # ) * 1 * . 0 ( 3 ) # 0 2 4 # + 2 $ %5 ) $ . 6 1 # .7 0 2 # ) 0 28 $ ) 2 ’& ’ 0 ’ # *7 0 2 # )3 ) # 0 2 * + ( 0 + 2 9 :5
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万方数据

二氧化氯杀菌技术在岔北注水站的应用
作者: 王凤清, 葛东文, 王东升, 张洪赞, 杨达玉, 王少春, 肖辉, WANG Feng-Qing, GE Dong-Wen, WANG Dong-Sheng, ZHANG Hong-Zan, YANG Da-Yu, WANG Shao-Chun, XIAO Hui 中国石油华北油田分公司采油二厂,河北,霸州,065709 油田化学 OILFIELD CHEMISTRY 2006,23(3)

作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期):

参考文献(4条) 1.SY/T 5329-1994.碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法 1994 2.魏跃进;郝明圈;王凤清 ClO2复合解堵工艺技术[期刊论文]-石油钻采工艺 2001(04) 3.黄君礼 一种新的二氧化氯发生方法和装置 2000(05) 4.SY/T 0532-1994.油田注入水细菌分析方法 1994

本文读者也读过(10条) 1. 游革新.刘改山.周铁栓.肖玉朝.曹艳.You Gexin.Liu Gaishan.Zhou Tieshuan.Xiao yuchao.Cao Yan 电化学预 氧化技术在史南站污水处理中的应用[期刊论文]-工业水处理2006,26(10) 2. 涂郑禹.邓林.李栋.夏君.Tu Zhengyu.Deng Lin.Li Dong.Xia Jun 非化学计量掺杂Ce纳米SiO2复合粒子聚砜复 合膜处理油田含油污水技术研究[期刊论文]-中国海上油气2010,22(3) 3. 蔺爱国.劳伟 聚四氟乙烯荷电膜在油田含油污水处理中抗污染机理初步研究[会议论文]-2008 4. 邹红丽.王冬石.ZOU Hong-li.WANG Dong-shi 曝气生物滤池在大港油田污水处理中的应用[期刊论文]-电力科技 与环保2010,26(1) 5. 游小华.耿亮.向璟婷.刘春雨.李学军.YOU Xiao-hua.GENG Liang.XIANG Jing-ting.LIU Chun-yu.LI Xue-jun 岐口17-2油田节能减排工艺设计研究[期刊论文]-中国海洋平台2009,24(4) 6. 沈洪玲.徐津民.贺国军.SHEN Hong-ling.XU Jin-min.HE Guo-jun 集成化工艺技术在埕海一号人工岛上的应用 [期刊论文]-科技成果管理与研究2008(9) 7. 赵昕铭.史明义.谢琨.霍夙彦.陈忻 大港油田采油污水达标治理与综合利用[会议论文]-2008 8. 郭辉.李同峰.宋君妍.赵国瑜.刘秀红.朱丽娜 文一污水站减少污泥产生量的污水处理技术[期刊论文]-油田化学 2002,19(2) 9. Wang Ziming.郭明 水质改性技术在纯梁首站污水治理中的应用[期刊论文]-油气田地面工程2008,27(8) 10. 崔福平.Cui Fuping 浅谈萨南油田污水处理系统现状及改造思路[期刊论文]-价值工程2010,29(18)

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