油田联合站污水处理自动化控制

1引言
目前国内大部分油田的开发已经进入中后期，油井产出液中含水率已超过90%，因此油田生产中不可避免地会产生大量的污水。油田污水中一般含有较高的矿物含量、原油、各类有机物和无机物、微生物且含有大量的有害物质[1]，未经处理的油田污水会对生态环境产生很大的影响，会造成土壤水源的污染，造成巨大的经济损失。另一方面油田目前开采大都采用注水开发的形式，各油田开发均面临水资源匮乏的局面，因而对油田污水处理并进行回注等二次利用具有十分重要的意义，但是对于回注的水源指标要求较高，含油量及悬浮物矿化物等指标必须满足地层要求，以免造成注入水堵塞油层流体渗流通道，降低注水的效率以及油井产量，因而，无论是对油田污水进行排放还是进行回注等二次利用，对污水的处理都具有十分重要的意义。目前常用的污水处理技术主要有以重力分离技术、过滤技术等为代表的物理处理法，以混凝沉淀罚、氧化还原法等为代表的化学处理法，以吸附法等为代表的物理化学方法[2-3]。目前油田实际情况表明，常规的污水处理方法已经不能满足日益复杂的油田污水，急需油田污水处理新技术对污水进行有效地处理。
2油田污水自动化控制系统
目前国内外大多数油田进行油田污水处理时均是采用老三段式的处理方法，即收油—沉降—过滤三步[4]。随着目前油层条件的日益复杂，常规的污水处理方法遇到的问题日益增多：产出液中聚合物等人工药剂含量的逐步升高，常规的三段式处理方式的处理精度和处理的速度已经不能满足日前生产的需要；污水中水质调节剂投入量日益增多，产生的污泥的数量也在增大，处理难度较大；常规处理方法中管线设备等腐蚀情况日益严重，使得污水处理的成本加大，并造成钢铁等资源的浪费；目前部分油田进入三采阶段，污水中含有大量的表面活性剂等，常规的污水处理方法对含有表面活性剂的污水处理效果并不明显。针对目前油田污水处理中遇到的问题，提出了基于工业计算机的自动化控制系统[5]，该系统可以实现污水处理的实时监测、自动添加处理剂以及处理流程自动切换等功能，可以实现油田污水集中处理并达到污水处理的现代化水平。该自动化处理系统主要分为4大部分：
（1）污水流入速度控制系统，该系统是整个自动化处理系统地上游部分，主要目的是控制油田污水的流入速度，采用计算机自动检测技术进行控制，当污水沉降罐中污水的液面位置高于某一设定高度后，计算机监控系统获得指令后自动打开控制调节阀，将油田污水分流至备用罐进行处理以保证污水的稳定流量，从而保证下游进行污水处理时不会因水流量过大而产生无法对污水进行彻底处理的情况；
（2）污水的过滤反冲洗自动控制部分，该部分位于污水流入速度控制系统之后。当污水流量在整个系统第一部分的控制下进入到该部分后，入口处基于计算机监控系统检测到污水流入后下达打开过滤装置的进出口球阀，使得处理进入过滤反冲洗的程序部分。该部分含有多个过滤反冲洗装置，入口处的计算机监控系统对检测到的污水流量数据进行处理，根据污水流入量的大小自动调节打开多组过滤反冲洗设备，因而该系统可以根据污水量进行自主智能化操控设备，已达到最佳经济效益；
（3）自动加药处理系统，该部分是整个自动化处理系统的核心部分。在过滤反冲洗自动控制系统和自动加药处理系统之间安装有污水检测设备，并对从滤反冲洗自动控制系统中流入的污水进行实时监测，分析污水中的相关污染物的指标，并将检测到的数据实时传输到联合站中央控制系统，中央控制系统根据污水的实际污染物发布指令，控制自动化加药控制系统进行加药。该系统可以根据油田污水中污染物的种类和污染物的含量进行针对性的加药，从而达到准确处理污染物和节约用药的目的；
（4）排污池自动检测系统，该系统是整个处理流程的最后一个部分，该部分主要具有排污和反处理两个功能：该系统安装有污水检测设备，对排污池内的污水进行检测，将检测到的结果传输至联合站中央处理器，如果污水各项指标符合污水排放或者二次利用的指标，则将污水外排，整个污水处理过程结束。如果污水的检测指标不符合排放或者二次利用的标准，则将污水传送至污水处理沉降罐，重新尽心处理，直至达到排放或者二次利用的标准。
3油田污水自动化控制系统的应用
目前大多数油田采用老三段的处理方式对油田污水进行处理，该处理方法对成分日益复杂的油田污水处理效果不理想，不能达到排放或者二次利用的要求。为了验证油田污水自动化控制系统的有效性及经济性，将该套系统应用于某油田联合站污水处理进行观察，使用效果反馈情况表明该自动化系统因结合了油田污水处理系统的工业特色和联合站对系统运行要求，可以满足联合站工作人员的需求，自动化程度大大提高，进一步减少了人力劳动，实现油田污水集中处理并达到污水处理的现代化水平。对处理后的污水进行分析可以发现，污水中各项指标均已达到了排放标准以及二次利用的标准，大大减小了对环境的危害并节约了水资源。该联合站综合反馈结果为该系统在油田污水处理中取得了较大的经济效益，可在联合站中进行大规模推广应用。
4结语
针对目前油田污水处理中遇到的问题，提出了基于工业计算机的自动化控制系统，该系统可以实现污水处理的实时监测、自动添加处理剂以及处理流程自动切换等功能，可以实现油田污水集中处理并达到污水处理的现代化水平。油田实际应用表明：该自动化系统结合了油田污水处理系统的工业特色和联合站对系统运行要求，自动化程度大大提高，减少了人力劳动，实现油田污水集中处理并达到污水处理的现代化水平。该系统在油田污水处理中取得了较大的经济效益，可在联合站中进行大规模推广应用。