油气田污水处理中常用技术分析

2016-03-11董立伟中国石油辽河油田公司兴隆台采油厂

科学中国人 2016年27期

董立伟中国石油辽河油田公司兴隆台采油厂

油气田污水处理中常用技术分析

董立伟中国石油辽河油田公司兴隆台采油厂

油气田在声场的过程中，通常都会将油气田污水处理之后再次回注，这样不单单可以节约成本，还能使得污水不会随意的排放造成环境污染。但怎样使得回注污水符合油气田相关标准，并防止集输系统以及井筒的服饰和结垢，使得回注水对底层伤害减少一直都是油田污水处理的最大难题。

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一、引言

就我国目前的油田开采工作来看，大多数都已经进入了中后期的阶段，开采出的原油中，含水量在不断的提高，甚至很多油田出油的含水率达到90%左右，使得大量的水资源被浪费。而采油污水的增多，也使得才有污水的处理难度越来越大，所以说，怎样解决油田污水处理的问题，就是目前为止，人们需要面对的极为重要的问题；为了能够找到最佳处理污水的方案，结合我国现阶段的油田污水处理的情况，笔者在借鉴国内外的先进技术水平，对我国油田污水处理的技术以及相应的运用原理做出探讨以及分析。

二、油气田污水处理常用的技术

1、重力沉降

重力沉降是依靠油水比重差来对油田开采出的水中的悬浮状富有去除，其包括了自然的沉降除油，斜板除油以及粗粒化除油等方法，其优点是投资少，运行比较稳定并且维护的费用也比较少；隔油池是重力沉降需要用到的设备，常见的有斜板以及平流和波纹斜板隔油池，波纹斜板是普通的斜板隔油池的一种改进，在提高基础除油效果之外，其效率更加的稳定。例如胜利油田高含水期油田设置的两级重力沉降处理油田采出水，其除油效果就非常好，没有经过处理的污水含油1000mg/L，悬浮物达到300mg/L在经过处理后均下降到20mg/L。

2、旋流分离

油与水两者密度不同，所以利用基于密度差上的旋流分离技术效果就非常不错，由于油与水之间密度差的存在，所以两者受到离心力的影响也必然不同，所以同等离心力的情况下，密度比较小的油珠会随着旋流分离出来，而根据斯托克斯定律，油田污水中受到较大的离心力影响，重相水会向内壁运动，但轻相油恰恰相反，其会随着离心力进而形成油芯；进而将水从中分离出去。在西方国家，旋流分离技术应用的非常广泛，例如美国德州的Permian Basin油田，在进行油田采出水处理时，就将油田污水抓变为蒸汽锅炉用水。

3、机械过滤

油田污水在进行相应的处理时，每一个环节都非常的重要，尤其是对污水的过滤，依靠相关的过滤介质，对一些特性物质进行留截以及吸附和絮凝，进而将其悬浮物在浮油中驱除掉，大多数的情况下，使用机械过滤对污水进行处理，需要先行做好沉降以及分离等相关的预处理，基本上污水处理的最后环节才是过滤，所以这一环节就显得非常的重要，但无论是石英砂还是核桃壳过滤器都存在着一定的弊端，例如难以再生以及反冲洗过程中容易流失还有滤料很容易被污染等，但机械过滤的优点也不能忽视，处理精度高并且设备紧凑，可以轻易的实现自动化等等。

4、混凝过滤

污水混凝法处理中，最重要的就是混凝剂的用效，混凝剂的好与坏将会决定凝聚悬浮物并成为絮凝体的快与慢，在这之后，在辅与沉淀还有过滤将污水中的污染物去除。该处理方法应用的非常广泛，不单经济而且效果也很好，在国内外得到了一致的好评。在污水的处理中，混凝剂会与其中的悬浮物发生静电以及中和还有吸附等作用；通常混凝剂的种类有两大类，第一类就是有机混凝剂，而另一类则是无机混凝剂。有机混凝剂大多都是高分子物质，例如水解丙烯酰胺以及聚丙烯酰胺还有一种就是阳离子化聚丙烯酰胺；而无机混凝剂则多为精致以及粗制的硫酸铝还有硫酸亚铁以及聚合氯化铝等。利用高效混凝技术，可以根据油田污水中的PH值以及水量来自动调节加药量，在经过多功能处理器时，根据顺序以及时间有规律的加入相关药剂，并通过调整污水中的某些化学物质，达到处理污水的目的。而除此之外，逆流混凝沉降技术，可以按照液流的方向和沉降颗粒运移方向相反设计出逆流沉降装置，并结合化学混凝技术，妥善的解决相关油田污水固体悬浮物含量比较高的精华问题。

三、油气田污水处理创新技术

1、生物膜法污水处理技术

生物膜的构成多是微生物的细胞以及其产生的胞外多聚物所构成；依靠生物膜对无水肿的有机物进行吸附并且进一步的降解，最终使得有机物转化为无机物，达到消灭无水肿有机物的目的。油气田无水肿最让人头疼的CODcr对于生物膜法来讲，可以轻易的将其去除，通常这种物质存在抽油污水还有相关聚合物采出水中含量最大。生物膜法在油田污水处理上，大体上有生物滤池以及生物流化床以及生物接触氧化等几种措施。将经过过滤的高盐污水通入填充好聚苯乙烯颗粒的生物反应器中进行处理，在处理之前还要将油田污水通过MCE进行微滤，在经过这两道程序之后，油田污水的CODCcr去除率可以达到65%，而DOC的去除率可以达到80%，苯酚的去除率能达到65%。BOZO等以颗粒活性炭给作为生物载体的，对高含盐污水为三级处理，并且可以将生物的吸附作用发挥出来，而这也确实取到了很好的乘积。

2、一体化油气田污水处理装置

一体化油田污水处理的装置的出现，很大程度上将油气田污水处理过程中，有效地解决了设备多以及流程长的弊端；而且将油气田污水处理的相关沉淀罐以及隔油罐等占地面积比较大的设备摒弃；相比传统的污水处理，一体化油田污水处理装置对悬浮物的处理能力提高了很大一个阶段；而一体化油气田污水处理装置非常的紧凑，并且占地面积也很小；例如最初华北油田的刘义敏所涉及的一体化油水分离器，其将离心分离以及横向流沉降还有粗粒化除油这三种处理污水的技术结合到一起，并配备外搓洗核桃壳过滤器以及多项反洗海绿石过滤器；该设备一经研发后，起到了非常大的反响，并且该设备在对含油污水经过处理后，其含油量＜5mg/L，悬浮物含量＜2mg/L，可以说这样的数据对含油污水处理来讲是一个质的跨越。