油田集输污水处理工艺技术与适应性研究

杨军等

摘 要：本文主要对油田目前常用污水处理工艺的原理、 试验情况进行了对比。经过不断的科研攻关、试验研究、工程实施、优化完善，逐步形成了适合各类水型的污水处理系列在用成熟技术和储备技术，基本满足了高含水期油田各类油藏的开发需求。

关键词：油田污水；污水處理工艺；气浮；适应性比较

油田污水处理的工艺技术经历几十年的试验、应用与改进，已比较成熟。目前主要采用的几种污水处理工艺有：气浮处理、生化处理、水质改性、旋流技术、大罐（混凝）沉降等单独或几种污水处理工艺的组合。根据处理后的水的用途，确定采用处理工艺。随着稠油油藏和低渗油藏的开发力度不断加大，已步入高含水、特高含水期开发阶段，对回注水处理的要求也在不断提高。污水呈现出“六高两低”的特点（六高：矿化度高、含聚量高、小粒径悬浮物高、含有乳化程度高、细菌含量高、腐蚀速率高；两低：pH值低、油水密度差低），处理难度加大。在这种形势下采油厂通过不断的科研攻关、试验研究、工程实施、优化完善，逐步形成了适合各类水型的污水处理系列技术和储备技术，基本满足了高含水期油田各类油藏的开发需求。

1 常规污水处理技术

常规污水的处理难度较小，技术较多，是油田应用最早、最多的技术系列，包括：重力混凝沉降除油技术、压力密闭除油技术、悬浮污泥沉降除油技术和水力旋流除油技术。

1.1 重力混凝沉降除油技术。重力混凝沉降除油技术是目前各油田最广泛应用的一种技

术，依靠油水比重差进行重力分离。该技术的最大特点是，耐冲击负荷，操作简单，管理方便，是处理常规采出水的有效技术。在来水水质含油1000mg/l左右，悬浮物300mg/l左右时，经过两级沉降，出水达到含油20mg/l，悬浮物20mg/l。

1.2 压力密闭除油技术。油田从70年代末期，开始探索使用压力处理设备，“八五”期间在全行业得以推广。为进一步提高其分离效果，从2002年开始又将微涡混合、格网反应、侧向流斜板沉降等技术加以应用，使除油效率提高20%，节省水质净化剂15%，在水质含油200mg/l左右，悬浮物100mg/l左右时，出水水质达到含油20mg/l，悬浮物20mg/l。

1.3 悬浮污泥沉降罐除油技术。为提高二次混凝沉降罐的处理效果，对中小规模的水处理站取得良好效果，出水含油量、悬浮物及悬浮物粒径可以达到A级标准。

1.4 水力旋流除油技术。水力旋流除油技术是通过加压旋转，利用不同密度介质产生的不同离心力，实现油水分离的一项技术。该技术上世纪90年代在胜利油田得到工业应用并推广，除油效率最高可达80%。该技术最大特点是设备紧凑、占地小，处理效率较高。通过二级水力旋流，可以将1000mg/l的污水含油降至50mg/l以下。在辛2污水站使用效果较好。

2 强腐蚀性污水处理技术

一般认为强腐蚀性污水是指平均腐蚀率大于等于0.126mm/a的含油污水。对于这种污水的主要处理技术包括“药剂改性”和“电化学预氧化”两种。

2.1 药剂改性技术。对矿化度高、腐蚀强的油田采出水，针对性地进行“自动加药、自动调节PH” 的水质改性技术，取得良好效果，腐蚀率控制在0.076mm/a以下。由于污水pH值控制在7.8左右，对细菌的生长具有一定抑制作用，起到了少加、甚至不加杀菌剂的效果。

2.2 电化学预氧化技术。为解决油田高盐、高腐蚀污水的腐蚀和沿程稳定问题，在广利污水站了采用“电化学预氧化+碱剂”技术。该技术基本原理：在富含Cl-（>3000mg/l）的污水中通入直流电，在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的HClO等强氧化性物质发生氧化还原反应，去除水中Fe2+、S2-等不稳定离子，同时具有杀菌和去除一定量游离CO2的作用，再通过投加碱剂，控制腐蚀率。同时在站内的污水罐罐体、罐内结构、管道全部采用耐腐蚀性卓越的玻璃钢材质。

2.3 稠油污水处理技术。稠油污水一般指原油密度大于0.9216g/cm3的含油污水。对于这种污水，由于其油水密度差较小，油水自然分离时间长、效果差。采用辅助分离手段是解决这一类型污水处理问题的关键。胜利油田稠油污水量较小，不足总量的5%，其处理技术有两种：“大罐聚结+混凝沉降”技术和“气浮”技术。“大罐聚结+混凝沉降”技术的关键在于前段的“聚结”效果，而如何选择亲油疏水且具有不易变形、耐腐蚀的聚结材料是“大罐聚结”技术的核心内容。对于“气浮”技术，除油和除悬浮物的能力众所周知，关键是在如何控制污水腐蚀率、如何优化药剂、提高效率，减少浮渣（油泥）的产生，稠油污水处理站处理水质均能达到注水水质要求。

2.4 精细水处理技术。精细水处理一直是低渗、特低渗油藏开发的重要问题之一。自上世纪90年代以来，胜利油田就致力于精细水处理技术的探索、研究和应用。从最早的活性炭过滤、挤压纤维束过滤、烧结管过滤，到目前的金属膜过滤和改进型钛金属纤维膜过滤技术，在最大限度降低投资和运行费用方面得到了长足进展。出水水质最高达到A1级水平，即含油<5mg/l，悬浮物<1mg/l，悬浮物粒径<1um。

2.6 污水外排处理技术。油田外排口分布广阔，结合其周边地理环境，开展了水质分析、研究，形成了具有胜利特色的粉煤灰吸附加生物氧化塘及气浮加生物氧化塘处理油田污水达标排放的技术。处理后污水COD稳定小于150mg/L，为了适应下一步山东省新排放标准提高的需求，在污水站掌握了菌种培养、驯化技术，筛选出耐高温、耐高盐的生物菌种，厌氧-好氧生化段运行状况良好，连续流出水COD能够稳定达到80mg/L的要求。处理后污水COD小于100mg/L，达到了山东省新标准要求。

2.7 污水资源化处理技术。稠油油田采出水深度处理后回用锅炉是稠油油田开发建设的重要配套技术。近几年形成了低矿化度稠油污水进行药剂软化、离子交换处理后回用锅炉、高矿化度稠油污水进行机械压缩技术处理后回用锅炉等一整套先进技术。油田某污水深度处理站，成功将采出水处理后回用于注汽锅炉，该站采用澄清、过滤、药剂软化、离子交换等一整套先进组合技术，解决了油田采出水用于热采锅炉的关键难题—水质软化，出水各项指标均达到热采锅炉要求的标准。为解决高矿化度采出水回用锅炉的问题，油田对加拿大阿尔伯特DEER CREEK采用机械压缩蒸发技术将稠油采出水回用锅炉的工程进行了考察，在美国RCC实验室内进行了“机械压缩”工艺实验，取得了理想效果。采用该技术将高矿化污水处理达到注汽锅炉用水标准技术是可行的，但由于工程投资和制水成本等问题，进行工程应用尚需等待时机。

3 认识与结论

（1）污水处理工艺技术尽可能简单有效。在目前的管理体制及技术水平条件下，任何一项工艺技术在操作管理及工艺流程方面应越简单越好。根据对各种水处理工艺技术的分析研究：大罐沉降配合过滤器过滤技术对处理油田污水最经济且简单易操作，即最经济有效的处理工艺。（2）进入污水处理工程的水质尽可能的好。尽可能在前段采取一些有效措施，将污水含油等指标降下来，以减轻后续污水处理工程的压力和难度。

总之，经过不断探索、研究、应用、推广，在油田污水处理领域积累了大量技术和运行经验，解决了大部分生产运行过程中存在的问题。同时对现有工艺问题不断开展科研攻关，为油田持续开采配套完善地面工艺技术。

参考文献

1.刘威，刘峰，孙婧榕. 油田污水分析处理技术研究[J]. 科技与企业. 2012（18）