天然气采出水回注处理

吴炫辰　单吉涛

摘要：如今，随着环保意识的全面普及，如何有效的进行天然气采出水回注处理已经成为影响气田进一步发展的关键问题。本文通过对天然气采出水的特征、来源和危害进行详细剖析，阐明天然气采出水利用的意义和回注水的要求，并总结了当今天然气采出水回注处理主要的技术措施。旨在促进气田采出水回注处理技术不断改善，提高资源利用的效率，减少气田的生产成本，并避免生态环境遭到破坏，保证气田的可持续发展。

关键词：天然气采出水;回注处理;处理技术;效率

1.气田采出水特征

天然气采出水主要来源于气井生产过程中措施工艺产生的污水，也有一部分是从地层中所携带出来的各种盐类、气体和悬浮固体。而在采气集输过程中又因为各种工艺步骤所需的化学药剂加注、水质本身所含微生物等。总而言之，采出水的含油量高于正常注水指标;悬浮物含量高;富含有机物;有大量离子，其中既有结垢离子，又有腐蚀离子;并且含油微生物。

（1）一般含油指標1000-2000mg/L，根据含油颗粒大小不同以浮油、分散油、乳化油、溶解油存在于采出水中;

（2）悬浮物颗粒。采出水中一般存在各种土颗粒、粉砂和细砂，其颗粒直径一般为1-100µm;

（3）细菌主要有腐生菌和硫酸盐还原菌;

（4）高盐含量。其中无机盐离子居多：Ca2，Mg2，K，HCO3等。

2.气田采出水处理措施

2.1 物理法

气浮分离技术主要指的就是向气田采出水中通入一定量的空气，并且以微小气泡的形式从水中析出并且成为载体，使采出水中的微小的悬浮固体颗粒等污染物质粘附在气泡上，其密度小于水会上浮从而达到净化采出水的目的。

选择合适的膜结构，可以一次性去除水中的固体颗粒，这种膜技术的去除率一般很高，不会造成二次污染，操作方便并且安全性较高。但是膜分离技术存在膜污染和浓差极化等问题，使得运行中渗透通量随运行时间的延长而下降，而且膜技术造价成本较高。

旋流分离技术适合处理油水密度差大于0.05毫克每升的含油污水，可以去除颗粒直径大于10微米的悬浮固体以及分散油。处理设备旋流器具有重量轻、体积小、速度快、操作压力范围大、处理水量大等优点。但是旋流器不耐磨，运行不稳定，这也是该技术的一个缺点。

2.2 物理和化学法

在气田采出水中加入混凝剂，胶体粒子的表面电荷就会很容易发生静电作用，减轻彼此间的排斥力和作用力，失去稳定性的胶体粒子可以通过吸附作用聚集，这样就可以将采出水中的悬浮物除去。混凝剂的种类主要分为无机盐类和高分子类，无机盐类分为铁盐和铝盐;高分子类混凝剂主要应用较多的是聚合氯化铝和聚合硫酸铁等。混凝技术在气田采出水的处理中，操作条件非常简单，装置较小，但是药剂的成本比较高。

2.2.2 电解悬浮技术

电解悬浮技术主要分离的是比重接近水的悬浮物质，比如油类和纤维还有活性污泥等。其主要是通过大量微小气泡的产生与悬浮物质粘附，使采出水的水质得到较大的改善。由于这些气泡较小并且数量很多，所以电解法对于微小颗粒物和悬浮物的去除效率非常高，可使得采出水的回注处理达到较好的效果。

2.3 生物法

生物法主要是利用微生物的生长代谢过程，实现有机物的分解与转化，目前针对气田采出水处理的方法有活性污泥法、接触氧化法、厌氧生物法等。

其中活性污泥法具有运行管理方便、费用低的特点，但是最大的缺点是反应速度比较慢，必须保证足够长的停留时间才能使出水水质达到较高的要求。生物接触氧化、生物滤池等生物膜技术在采出水处理中也有应用。采用厌氧生物法可以使得采出水中难降解的有机污染物在厌氧菌的做一下转化为二氧化碳、水和甲烷等容易降解的化合物，通过这种过程来改善废水的生化性。

2.4 化学法

使用过氧化氢和臭氧作为氧化剂，使污染物在可见光或紫外光的照射下进行氧化分解的技术就是光化学氧化技术，有机的污染物质在光照射的条件下，会与氧化剂产生光化学反应，以帮助有机物降解。这种技术可以在常温常压下进行，并且其氧化能力比较高，因此近年来应用较好，前景广阔。光化学氧化法可以分为直接光降解和间接光降解。

臭氧氧化法是一种非常环保的技术，因为臭氧的氧化还原电位比较高，氧化能力比较强，反应速度也快，通常在低浓度下也可以进行，并且在水中不会产生持久性的残留，不会造成二次污染。但是如果以空气作为气源产生臭氧时，臭氧在水中的浓度较低，易导致其他副产物的出现，所以需要谨慎使用，同时臭氧发生器的造价成本较高，处理耗电量大，设备维修费用较高，这是该技术的局限性。

3.现有采出水处理技术优化建议

（1）工艺技术进一步完善。对各工艺处理效果进行现场实验论证，通过对水质初步分析进行对应工艺技术选择，同时通过实验数据调整工艺技术，使得处理效果得以优化。

（2）对过滤工艺中的滤料填料进行开发研究。常用滤料石英砂、核桃壳、石榴石、金刚砂等，都是按着普遍水质性质采取的常用滤料。应进一步对滤料研究，完善对应水质对应滤料，根据水质特点进行滤料选择。

（3）对腐蚀性较大水质进行研究。主要针对不同腐蚀性对应不同缓蚀药剂，不再采取单一缓蚀药剂。对水质进行配伍性实验，丰富缓蚀技术，提高缓蚀性能。对腐蚀问题的基础性研究，探讨研究水质在不同条件下的腐蚀规律，加强腐蚀率监测评估，从而及时调整药剂加入。

总结

对气田采出水的处理并回注是气田实现其可持续发展和节约成本的一个重要方式，本文通过对气田采出水的特征、来源和危害进行详细剖析，阐明气田采出水利用的意义及回注水的要求，并简单介绍了当今气田采出水回注处理主要的技术措施。旨在促进气田采出水处理技术不断改善，提高资源利用的效率，减少气田开发的生产成本，并避免生态环境遭到破坏，保证气田的可持续发展。

参考文献：

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