聚合物驱采油污水处理研究进展

邵士杰

摘 要：当前在石油开采中，聚合物驱油的应用越来越广泛，然而，大量的聚合物采油污水随之产生。由于污水中有聚合物的存在，油水分离的难度大大增加，污水处理较为复杂。基于此，本文通过分析聚合物驱采油污水的特点，对聚合物驱采油污水处理技术进行了研究，以期为石油企业污水处理提供参考。

关键词：聚合物驱采油；污水处理；特点

伴随我国社会经济发展与油气资源的需求提升，聚合物驱作为一类较为高效的采油工艺手段，其在油田原油采收作业中的应用逐渐普及。但聚合物驱技术的应用也带来了相应的污染隐患，其开采出的含聚丙烯酰污水含油量更高，同时带有大量聚合物，严重影响、污染附近生态环境。因此，有必要加强对聚合物驱采油污水处理技术的研究，提高污水处理水平及效率，减少因聚合物驱采油而产生的环境污染。

一、聚合物驱采油污水的特点

（一）残余聚合物浓度较高。由于聚合物驱油技术采用了部分水解聚丙烯酰胺为主要增粘剂，所以采油污水中含有大量残余的部分水解聚丙烯酰胺，其浓度一般在100mg/L～500mg/L，但当其浓度较高时，有的也会超过500mg/L。部分水解聚丙烯酰胺有多种降解方式，在经过一系列的机械、生物、化学降解后，采油污水中的聚合物相对分子质量与与刚注入时的相对分子质量相比，有了很大程度上的减小。

（二）黏度性较大。聚合物驱采油污水中含有大量的残余聚合物，这使得含聚合物污水的黏度与普通水驱污水黏度相比，含聚合物污水的黏度有了很大程度上的增大。一般情况下，含污水黏度范围在1.0mPa·s～1.8mPa·s之间，但当聚合物浓度比较高时，污水的黏度也会相应提高。

（三）油珠的粒径比较小。由于聚合物溶液在地层中与原油经过岩石孔隙介质的长时间剪切、混合，加之采油输油设备的机械剪切，采出液中聚合物污水已经成了性质稳定的油水乳状液。与普通水驱采油污水相比，聚合物驱采油污水中的油珠粒径明显减小。经测试，粒径小于60?m的油珠占污水油珠总数的90%以上。

二、聚驱污水处理技术的研究进展

（一）重力除油技术。重力除油是依靠油水的密度差，通过油与水的自然分离来实现除油效果。重力除油是为了去除废水中的浮油及大部分的分散油，从而达到初步除油的目的。该技术因其处理量大、运行费用低、管理方便而广泛应用于油田污水处理。缺点是占地面积大，对乳化油的处理效果不好，污水停留时间长。重力除油主要包括自然除油、斜板除油、浮板除油、机械分离技术、水力旋流技术。

（二）气浮技术。气浮法是向含油污水中注入空气产生气泡，悬浮在水中的油滴和固体颗粒与空气泡相接触后浮力增加，油滴和固体颗粒吸附在气泡上随着气泡一起浮向污水水面形成浮渣，从而达到了分离的目的。气浮法对于重质油和乳化油有很好的处理效果。气浮法常作为二级处理技术。气浮技术处理采油废水效果好、但浮选药剂费用过高。

（三）微生物法。国外水处理研究者在实验中发现细菌的生命活动可以聚丙烯酰胺降解物为营养物质，反过来又可以促进聚丙烯酰胺的降解。我国有关研究人员在对现有处理工艺进行改造时，在一组设备横向流和两级压力滤罐之间增加微生物处理工艺。经过处理后的污水均由原来含油117～192.2mg·L-1，悬浮物38.7～61.23mg·L-1，硫酸盐还原菌降低了86.44%，腐生菌降低了92.22%，铁细菌降低了83.33%，有效地抑制了细菌的滋生。由此可见，微生物法在聚合物驱采油污水处理方面将具有广阔的前景。

三、聚合物驱采油废水处理新技术

（一）超声波技术。超声波技术是一种较新的废水处理技术。超声波降解聚合物主要在聚合物的解聚上，主链因为空化作用产生的高温高压环境和水力剪切力作用而断裂，形成了自由基，自由基之间再相互反应后形成新化合物。有研究表明，超声波处理后，聚合物溶液的粘度显著降低，超声波的作用功率越高，聚合物溶液的降粘作用越大，超声波的作用频率越低，聚合物溶液的超声降粘幅度越大，处理后的聚合物溶液，粘度具有不可恢复性。超声波处理聚合物溶液可加速其熟化，提高预降粘后聚合物溶液的抗剪切能力。同樣，超声波也可以使含油污水破乳，达到油水分离的目的。

（二）微波破乳技术。微波是波长在1mm～100cm范围内的电磁波，具有节能、加热速度快、内外同时发热和可加快油水分离的特点。微波加热时可以加快水中油滴的上升速度和凝聚速度，从而加速了油水分离过程。微波加热在提高温度和降低粘度的同时也会加快凝聚，有助于增大油滴直径，而直径增大又使油滴上升速度增加，从而进一步提高油水分离效果。有关学者采用“微波絮凝+Fe/C微电解”工艺进行油田采出废水处理，研究表明，微波可以减少絮凝剂的用量，极大地缩短絮凝沉淀时间，并对后续Fe/C微电解具有一定的促进作用，出水COD的平均去除率高达96%，另外微波辐照加速了油水分离，同时促进乳液凝聚，微波絮凝和Fe/C微电解工艺除油效果显著，平均达到95%。

四、结语

聚合物采油污水具有水量大、成分复杂和难以处理的特点，传统污水处理工艺已远远不能满足含聚污水的处理要求。聚合物驱含油污水中的聚合物直接处理掉过于浪费，今后应加强残余聚合物污水处理方法的研究，利用处理达标的污水配制聚合物溶液，减少清水资源和聚合物的浪费。还要研究出适合低渗透和特低渗油田注水要求的水处理工艺。

参考文献：

[1]刘建军，刘潇.新时期油田聚合物驱采油污水处理药剂及工艺研究[J].中国石油石化，2016，S2：36.

[2]石国峰.胜利油田聚合物驱采油污水处理技术研究[D].中国石油大学（华东），2014.endprint