2. Отвод, очистка и использование сточных вод нефтепродуктов
Наиболее целесообразно и распространено 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 приёмистость 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, нефтепродуктов — 5—50 мг/л, железа в окисной форме — 1—2 мг/л.
В табл. 48.7 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 вод для закачки в пласт производится в настоящее время в открытых, закрытых или полузакрытых системах водоотведения.
В первых сточная вода, движущаяся самотеком по сети и очистным сооружениям, входит в контакт с атмосферным воздухом, что обычно приводит к изменению рН, 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. 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 Гипровостокнефть, 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 ёмкость очищенной воды и резервуар-отстойник загрязненной промывной воды после фильтров. Вода из напорной емкости далее закачивается в продуктивные пласты. Отстоявшаяся загрязненная промывная вода подается 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, эжектируемым во всасывающий трубопровод циркуляционного насоса (давление 0,3—0,4 МПа). В отдельных случаях при флотации не исключено применение реагентов (сернокислый 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 и 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. Данные по расчету и конструированию соответствующих сооружений приведены в главах 12, 15, 20 и 41.
В некоторых нефтепромысловых районах (Куйбышевская, Оренбургская и Пермская обл.) целесообразна совместная подготовка для целей заводнения сероводородных и железосодержащих вод. В этом случае сероводород нейтрализуется закисным железом. Образующиеся хлопья сернистого железа адсорбируют эмульгированную нефть, что способствует очистке воды.
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.
Во всех случаях система закачки сточной воды в поглощающие горизонты должна иметь соответствующие технико-экономические обоснования. Ее также необходимо согласовать с органами надзора.
В соответствии с требованиями по охране окружающей среды, сброс очищенных сточных вод нефтепромыслов в открытые водотоки, как правило, не должен допускаться.
При проектировании системы канализации нефтепромыслов следует учитывать нормы технологического проектирования ВНТП-3-77, утвержденные Миннефтехим-промом в 1978 г.