油田含聚污水的资源化利用

2014-04-06海兰内蒙古化工职业学院

油气田地面工程 2014年12期

海兰内蒙古化工职业学院

油田含聚污水的资源化利用

海兰内蒙古化工职业学院

目前，稠油热采、注聚比例逐渐增大，天然能量开发日渐增多，这导致了部分地区注水源井水、海水和清水，所采出的污水无法完全用于回注，开发过程中产生过多富余污水。为此提出了一种高级氧化法对污水进行预处理的工艺，通过强化氧化能力将有毒的有机物分解成二氧化碳和水，有效地处理油田污水，以对石油行业生态环境起到保护作用。将聚合物配母液作为油田污水资源化实验的主要研究对象。高级氧化加上双膜工艺所配制的聚合母液黏度高于800mPa·s，平均提高45%以上。反渗透出水配制聚合物母液黏度与松花江水样黏度进行对比，聚合物母液黏度高于松花江水，老化10天后黏度均得到下降。

高级氧化；含聚污水；资源化处理；双模工艺

1 国内研究现状

我国对原油的需求日趋增长，国内大部分油田已经进入开发中后期，石油污染问题越来越受到关注。目前，稠油热采、注聚比例逐渐增大，天然能量开发日渐增多，这导致了部分地区注水源井水、海水和清水，所采出的污水无法完全用于回注，开发过程中产生过多富余污水。例如大庆油田，油田污水总富余量高于20%，只能依靠无效回灌解决其出路。随着地层回灌容量日渐减少，含聚污水乳化程度日益增高，开展污水资源化研究工作已经刻不容缓。

为此提出了一种高级氧化法对污水进行预处理的工艺，通过强化氧化能力将有毒的有机物分解成二氧化碳和水，有效地处理油田污水，以对石油行业生态环境起到保护作用。

2 油田含聚污水的主要特征

在采油的过程中，由于油质、采油方法以及地质条件的不同，油田回注水的水质也会有所不同。通常，采油产生的污水含有微生物、化学药剂、原油杂质、悬浮颗粒等成分，其水温度较高，含有大量SRB和TGB等细菌，水质矿化度严重超标，存有化学残余等其他物质。而油田含聚污水不仅具有常规采油污水的特点，并且存有残余聚合物，具有一些特有的性质，具体表现在：

（1）采油污水含有聚合物，导致污水的黏度增加。黏度增加会使水中胶体颗粒增大，聚合物含量越多，污水的黏度越大，处理污水时间就越长。

（2）含聚合物污水90%以上的油珠粒直径小于70μm，经过测试可以得出结论，聚合物导致油水中水膜增强，水中的正负电场增强，提升了小油珠在水体中的稳定性。这样增加了污水资源化处理的难度，使污水含油量增多。

（3）污水中聚合物的存在降低了絮凝剂的作用，大量使用药剂未能降低聚合物的存量，而且经过药剂处理的水质还有化学物残留，杂质含量超标，达不到注入水质标准。

（4）聚合物具有较强的吸附能力，导致采油产生的污水吸附大量的泥沙，增加反冲洗的工作时间，泥沙量的增大导致在水质资源化处理过程中需要增加排泥处理环节。

（5）污水中聚合物的存在导致乳状液体在污水中形成概率增高，乳状液体的黏性增强了油水界面膜强度，同时也加大了油水分离的难度。

3 实验过程

从上述含聚污水的主要危害可以看出，科学有效地处理油田污水，增强含聚污水资源化利用是非常必要的。本文所做的实验是以大庆油田为例，采用二次气浮装置对油田污水进行处理，实验分析如下：①水温在40℃以上，不适宜生物处理；②TOC与COD的比值较低，说明污水含有机碳较少，可降解性较差；③污水TDS值高达7500mg/L，含油量约为90mg/L；④二氧化硅、钡等浓度偏高。

本次实验将聚合物配制母液作为油田污水资源化实验的主要研究对象，大庆油田聚合物母液用水来源于生活自来水，所配制聚合物母液黏度要高于自来水所配制的黏度。

大庆油田含聚污水资源化的处理工艺：首先需要进行二级气浮出水，采用溶气气浮设备对污水进行处理；然后高级氧化，高级氧化后需要进行后期处理，主要是沉淀；最后采用聚偏氟乙烯管式膜反渗透，达到出水的目的。采用上述处理工艺，高级氧化需要两种催化剂，实验反应时间75min，模拟实验完成后进行现场试验，现场试验规模为模拟实验的5倍，在实验流程中需要添加适量催化剂，以及酸碱调节剂和净化剂等。

通过对各类药剂进水进行统计，投入成本低于3元/立方米，出水率按照75%计算，可以估计得到以出水量为基数的实验成本约为3.8元/立方米。将模拟实验扩大到1000m3/d的规模工程上进行成本分析，运行成本、污泥处置费和污水回灌费的总成本低于9元/立方米。这些统计资料说明，高级氧化加上双模工艺在使用成本上不会造成浪费，能够较好地节约资源。