一、前言
中心三号平台采出水处理系统于2019年1月2日投产后，有效缓解本平台外输压力，为采油厂上产增效、大泵提液提供系统保障。三相分离器将分离出的含油采出水经处理后实现就地回注，减少海三联合站日调水量14500m³，日节约电量约6600kWh，进一步降低能耗损失，优化能源结构。
中心三号采出水处理系统将来自三相分离器分离出的含油采出水（含油量≤1000mg/L，悬浮物含量≤150mg/L）输送到2座撇油罐内，利用油和水的比重不同，将漂浮在顶部的浮油导入集油槽中进行回收，初次分离的含油采出水（含油量≤400mg/L，悬浮物含量≤80mg/L）利用重力进入气浮装置。采出水进入气浮装置后，通过制氮机和溶气罐混合为直径范围30～50um微小氮气泡溶液，在管式反应器中粘附在采出水的含油絮体上，形成比重小于水的气浮体。气浮体上升至水面凝聚成浮油和油渣，通过刮油机和刮渣机回收至污水污泥罐。二次分离的采出水（含油量≤30mg/L，悬浮物含量≤30mg/L）进入到注水罐，通过离心式注水增加进入注水环网。
二、影响水质变化的原因
（一）三相分离器波动对水质的影响
生产过程中，如遇电网闪停后大量开关井、上游井组波动频繁、高含水井投产、扫线施工等导致来液大幅变化时，三相分离器压力、液位剧烈波动。压力上升时，水相液量增加使油水界面下降，撇油器进水水质变差；压力下降时，水相液量减少，撇油器中油层高度下降，撇油器出水水质变差。油水界面的混乱，将影响分水效果，降低采出水水质。
（二）撇油器存油对水质的影响
中心三号平台顶层甲板设有2台撇油器，采出水从罐体顶部进入，通过重力经波纹板震荡，利用油水比重的不同，使浮油震荡上浮后漂浮在撇油器顶层，分离后的采出水进入波纹板下方的出水口，利用连通器原理进入气浮装置。
在正常运行过程中，撇油器运行液位7.3m，三相分离器出水含油约500mg/L-600 mg/L（5×10-4t/m³-6×10-4t/m³）。按照日分水量1.44×104m³，日累积撇油量约7.2 m³-8.64m³，单罐日累积撇油量约3.6m³-4.32 m³，将在撇油器顶部形成厚度约0.07m-0.09m。当撇油器长期未收油时，顶部累积油层过厚。若15天未组织收油，顶部累积油层厚度约1.5m，水体高度5.8m，油水混合区将下探至波纹板（5.8m）以下，导致撇油器出水水质变差。
（三）气浮装置对水质的影响
气浮装置是中心三号平台采出水处理工艺的最后环节，是保证采出水含油量低于30mg/L的重要节点设备。中心三号生产平台顶层甲板设有2台气浮装置，配套设有2台制氮机、4台溶气泵和溶气罐。一方面，当溶气罐压力小于0.45MPa时，气泡直径和溶气量无法达到气浮所需的尺寸，取样呈较透明含气液体，无法携带含油絮体上浮形成浮油或浮渣；另一方面，刮渣机和刮泥机频率设定较低时，累积产生的浮油和油渣进入注水罐，影响采出水水质，刮渣机和刮泥机频率设定较高时，大量液体进入污水污泥罐，导致液位快速上涨从而频繁排液，影响外输液的含水率。
图1气浮装置结构图
（四）药剂使用中造成的影响
中心三号所用反相破乳剂为丙烯酰胺-丙烯酸树脂类聚合物，该类聚合物在现场应用中，该可以很好的处理水包油型的乳化，能够使油田采出液水体中的反相乳化快速破除，从而达到净化水体的目的。但在应用发现，该丙烯酸树脂类型反相破乳剂由于其本身聚合物聚合度以及抗电解质方面的特性，在受外界热量干扰、高压、以及机械剪切及磨削过程中易发生产品自聚，不断产生的自聚产物可在泵室内积聚，最终使药剂泵无法输送药剂。由于加药泵堵塞，药剂加注受阻，中心三号平台来液在三相分离器中分离效果变差，导致采出水水质变差，使得药剂的长期稳定应用成为难题。
三、提高水质的对策及实施
（一）三相分离器分水量与外输量同步调节，保证油、水系统稳定
通过运行过程中的探索及实践，调控三相分离器分压至0.3-0.32MPa条件，分水量稳定至600m3/h，依据来液量变化情况，在面对电网系统波动等突发事件中，对分水量与外输量同步调整，减少来液量波动对系统造成的冲击，，满足正常生产运行，实现平稳外输，降低生产系统应急风险，缓解外输压力。
（二）严格执行撇油器周期收油和应急收油制度
周期收油：根据三相分离器出水含油量计算（核减撇油器出口60mg/L），正常状态下，每7天组织1次收油，预计每次收油44.35m³-54.43m³，将漂浮在顶部的浮油导入集油槽，通过收油流程回收至污水污泥罐内外输。
应急收油：当撇油器出口取样目测较差，化验数据超过正常值时（60-80mg/L），加密组织收油，确保撇油器出口水质达标。
（三）合理设置气浮装置参数
通过对不同氮气流量、不同压力下溶气液的取样观察，当氮气流量达4.8m3/h，溶气压力设定在0.45-0.55Mpa，氮气与采出水溶液呈高饱和度的乳白色液体，在溶气泵循环流量一定时，气流量、压力继续增大，溶气效果无大变化。刮渣机参数设定值为间隔5min运行一次，持续时间20min，刮泥机参数设定为间隔20min运行一次，持续时间10min。通过优化气浮装置运行参数，采出水含油量由剧烈波动逐步趋于平稳，且符合水质标准要求，如下图所示：
（四）药剂使用中造成的影响
针对反相破乳剂频繁发生的药剂泵室内结垢问题，主要从以下两方面对药剂、注入流程进行调整：
1、重新进行药剂选型
通过瓶试试验进行模拟，对改进型反向破乳剂进与原反向破乳剂进行对比瓶试筛选，依据油水处理效果判定待测试药剂的实际应用效果。
图2反相破乳剂再筛选试验图片
待改进型反向破乳剂的稳定性经过验证后，组织进行药剂投加稳定性测试。稳定性测试主要包括：
（1）药剂耐阳离子稳定性（通过阳离子溶液混溶试验确定）；
（2）耐高温、高压及剪切稳定性（通过长时间输送泵运转测试）。 
图3改进型反向破乳剂处理效果（萃取前后）
改进型反向破乳剂场地试验持续70小时，未发现泵室内结垢现象，改进型反相破乳剂使用效果上与原反向破乳剂无异，均能够很好的改善水质。
2、进一步优化药剂转输流程
一是做好反向破乳剂专用管线密闭管理和管线篮式过滤器和泵进口过滤器清洁工作，平台操作人员按既往流程操作完毕后，恢复管线密闭状态即可避免药剂受外来物质污染。
图4反相破乳剂转输管线两端进行封闭连接
二是做好聚四氟乙烯隔膜检查更换。泵室内的聚四氟乙烯隔膜除了用于配合液压系统推送液体外，也起到密封法兰端面的作用，需要每月进行检查，发现裂痕时及时更换，避免药剂与液压油互相污染，导致管线内药剂聚结，或导致液压油的柱塞系统损坏。
三 结束语
提高水质合格率是保障海上开发效果的重要基础。回注水质不合格，容易造成堵塞底层、降低油层吸水能力、产液量下降、注水压力升高等问题，降低注水驱油效果。
根据对中心三号平台采出水系统运行规律的探索，通过及时调整设备参数、加药浓度、定期开展收油等有效措施，使得各级处理设备水质全部达标，三相分离器出口水质基本稳定在300-400mg/L,撇油器出水水质基本稳定在60mg/L-80mg/L，气浮装置出口稳定在25-28mg/L左右，符合采出水回注条件。
参考文献
[1]方新磊，油田回注水水质波动原因分析及改进措施[J].《安全与环境工程》2015年第6期.
