浅谈油田采出水处理工艺

王雷 曹鹏程 孙钿翔（长庆油田第十二采油厂，甘肃 庆阳 745400）

浅谈油田采出水处理工艺

王雷 曹鹏程 孙钿翔（长庆油田第十二采油厂，甘肃 庆阳 745400）

目前我国油田生产水驱采油已成为一种重要的油田开采方式。随着油田注入水增加，相应油田采出水越来越多。采出水杂质含量多，含油多，腐蚀性大等原因造成注水管线及井筒腐蚀堵塞。因此就有必要采取相应的工艺方法对采出水进行有效处理，尽可能降低水中含油及杂质，使油田采出水达到回注标准。

采出水；处理工艺；回注

油田采出水具有水质复杂、处理难度高等特点。因此合理的处理方法一直是油田采出水面临的问题。本文针对油田采出水的特点，介绍近年来长庆油田采出水处理技术，主要包括：分离技术、过滤技术。

1 采出水特点

长庆油田第十二采油厂主要开采长3、长6、长8层位。采出水来源于原油分离后的产水。水温40℃，含油大于200mg/L，悬浮物含量大于150mg/L，SRB含量大于1×104个/L，由于原油脱水加入的有破乳剂，采出水中还含有少量原油破乳剂。

综合以上数据，采出水有以下特点：①悬浮物含量、含油量超标现象严重；②结垢和腐蚀共存，SRB等细菌含量超标，硫离子和铁离子共存导致水体发黑；③污水静置后，其悬浮物稳定存在，沉淀量小，外观颜色变化不大。

以上几种特征决定了水质差，悬浮物，含油超标以及易结垢的特点。

2 水质差，易结垢原因分析

2.1 悬浮物特征分析

分析表明，污水中含大量粒径范围在500～1000nm之间的颗粒物。该颗粒物属于稳定性极强的胶体颗粒。受胶体电位排斥影响，胶体颗粒不沉降。

2.2 成垢离子分析

ICP分析仪分析表明，污水中成垢离子含量较高，同时含有钙镁、钡锶离子。污水具有较强的结垢趋势，属于成垢离子集群特征。这种特殊的二价离子群氛围，是导致形成上述胶体溶液的重要原因。

2.3 不稳定性物质分析

对样品污水中的S2-、Fe2+、Fe3+等不稳定离子以及化学耗氧量分析表明，进出口污水中不同程度含有这些离子。FeS和Fe2S3都是黑色物质，它们导致水体黑臭。这也是悬浮物成因之一。而且污水中的化学耗氧量明显偏高，表明其具有可氧化性。

3 现用采出水处理流程

目前采出水处理流程简单，效果不佳。采出水净化流程为三相分离器来水进入除油沉降罐进入混凝沉降罐最后至清水罐。工艺流程不能满足净化要求，设备腐蚀损毁较快。

4 目前常用新技术

由上文分析可知，去除水中悬浮物是净化水质的关键。已有研究表明，含HCO3-和CO2等酸性气体的油田污水，其腐蚀性主要源于H+引起的电化学腐蚀。当污水pH值提高到7.0以上时，腐蚀速率下降。碱性环境下，污水中的CaCO3、MgCO3以及黏土颗粒等，更容易絮凝沉淀。酸性污水中的Fe2+和S2-等不稳定离子沉淀后会导致悬浮物增加、水变黑。

因此问题集中体现在如何脱出CO2、提高pH；去除Fe2+和S2-上。

目前去除S2-、Fe2+的主要方法：

一种是向污水中加入碱性物质，包括NaOH和Ca(OH)2等。但是会消耗大量碱性物质，加碱量剧增，经济性变差。易产生结垢和沉淀现象，增加污水处理负担。

另一种方法电化学预氧化技术，在对Fe2+、S2-等物质进行预氧化，投加碱性物质。该方法存在结垢严重等问题，且电耗较高。

第三种方法是采用传统曝气技术氧化S2-、Fe2+。该方法设备大、速度慢、效率低、反应速度慢，也存在设备结垢问题。

所以预处理水质不能达到要求，需采取进一步过滤净化，目前净化设备有多介质过滤，膜过滤，改性纤维等方式。

多介质过滤器：利用几种过滤介质，在一定的压力下把浊度高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质；过滤器滤料为均粒砾石、石英砂、磁铁矿、无烟煤等滤料，这些滤料根据其比重和粒径的大小在过滤器罐体内有序的分布。这样的配比保证了过滤器在进行反洗的时候不会产生乱层现象，从而保证了滤料的截留能力。

膜过滤：一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为动力，膜为过滤介质，在一定的压力下，原液流过膜表面时，膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过成为透过液，原液中体积大于膜表面微孔径的物质被截留在进液侧，成为浓缩液，而实现对原液的分离和浓缩。目前应用主要包括微米级金属膜过滤器，无机碳膜超滤装置。

改性纤维过滤器：内装纤维束的过滤器，也是压力式机械过滤器，运行时水上进下出，由于水流经过滤层的助力作用，滤料形成上松下紧的空隙，有效出去水中悬浮物，且改性纤维不易粘油。

结合以上单一处理技术衍生出不同的组合处理方式，例如:高效气浮+电化学预氧化+膜过滤；气浮出油+絮凝剂预处理+多介质过滤；气浮+多介质过滤+高效改性纤维过滤等方式。这些采出水处理方式都是做好预处理除去水中绝大多数油和悬浮物，然后进行过滤达到进一步净化水质的目的。

[1]刘正萍,徐蓬勃.浅谈油田采出水处理的发展概况分析，《中国石油和化工标准与质量》.

[2]马世虎，李涛，吕晓龙，连续膜过滤技术.

[3]黄程，王梅，夏荫轩，张永强，改性纤维在油田污水中的应用，《油气田环境保护》.