油田污水处理技术在注水工艺中的应用

2021-01-08许佳庆中海石油中国有限公司天津分公司天津300459

化工管理 2021年32期

许佳庆(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引言

油田的注水工作是当前油田开采工作中较为复杂的工程之一，油田在开采过程中主要依靠注水工作提供压力，实现油田的稳定持续高产，最终达到稳产目的。随着我国原油需求量不断增加，油田的开采工艺不断成熟，当前能够促进产量的油田注水工艺，已经成为一种较为实惠的开采形式。但是在注水过程中对水源提出了更高的要求，注水需要满足一定需求量并且还需对水资源进行净化，才能满足开采需求。目前在注水工艺中，落后的污水处理技术阻碍了油田开采发展路径，因此当前需要结合油田开采格局，对污水处理技术进行提升，使其能够满足当前实际发展需求，推动我国油田开采发展，实现开采目标。

1 油田注水工艺概述

油田注水工作主要利用高质量的水源，将其注入油层之中，使其能够达到开采要求，油田注水工作能够确保储油层达到一定压力，将地下的原油提至油井，后续即可开采。对于注水技术而言，发挥出关键作用的是水，水在此项工作中也起到了驱动作用，同时水在驱动剂中较为便宜，并且可以保障开采效率。油田注水既保证了经济效益，又有效控制了成本，以水作为驱动剂被广泛应用于石油开采工作。当前油田注水工艺已成为油田开发工程中较为重要的工程之一，同时注水工艺的效果，对于油田开采也起到了决定性的作用。

2 油田污水的特点

在油田开发的过程中会产生大量的污水，这一类污水专业术语称为采出水。

首先，油田采出水成分较为复杂，并且此类水源水质中涵盖了大量腐蚀性元素，比如铁离子、碳酸根离子，会对油田的开采安全性造成威胁；其次，油田为了保证开采效果，还会应用一些辅助药剂，以此提高开采效率，一般情况下，会使用的辅助药剂是破乳剂、减阻剂。此类药剂在应用的过程需要避免与污水相互混合，如若混合，它会让污水的成分变得复杂化；再次，在进行注水时，还需要大量的微生物驱动剂和凝胶进行调节，以此改善污水中含油量，驱动剂的应用能增加污水中聚合物的含量。最后，在罐子底部进行作业时，相关操作人员需要对废液和过滤芯进行反复处理，将各类不同成分的污水汇集在一起，后续还要进行除菌工作，避免管道腐蚀现象，以此提高油田开采工作的安全性能。除此之外，油田开采工作所产生的污水会对周围环境造成严重污染，并且对于生态环境而言，也是严重的威胁，为了降低此类威胁因素，相关油田的污水处理技术应该不断提升，在保证开采率的前提下，实现回注，以此降低成本，并且为开采的安全性提供保障。在开采过程中还应该结合生态环境问题，最终实现人与自然和谐统一的目标。

3 油田污水处理现状

根据油田开采现状统计，目前在油田开发过程中产生的污水比例占据了70%，此类污水中涵盖了一定量的放射性物质，并且还附有重金属和硫化物，如果不能及时做出处理，后续会对采油区周围环境造成威胁，尤其是对水资源和土壤的危害极为严重。污水经过管道后，其中涵盖的酸根离子会对管道内壁进行腐蚀，加大了安全风险。因此为了提高采油工作的安全性能，需不断创新污水处理技术，提高整体质量，为油田的开采工作提供有力保障，并且为后续工作奠定基础。

当前我国油田污水处理技术在实施的过程中，还会涉及到各类设备，比如说：自然式的沉降罐和各类过滤器，重力沉降罐和气浮池等也是为其提供条件的主要设备。在此过程中为了确保油水能够被分离，还会结合辅助药剂进行施工，比如说：絮凝剂和缓蚀剂。但是由于各类药剂自身具有一定局限性，所以在应用的过程对于污水处理效果有一定影响作用，因此相关技术人员应该研发较为科学合理的污水处理技术，为我国油田开采工作提供有力支撑。

4 油田注水工艺中存在的问题

目前我国油田注水技术仍然面临着一些问题，需要相关技术人员对此项内容进行重视，并进行完善。

4.1 管理层面

在油田注水工艺方面，企业如果想要提高开采效率就需要对油田注水工作进行大量投资研发，提高回报率，投资是推动项目进行的主要途径，更是创新工艺的必要条件。后期的管理工作在注水工艺中也起到了决定性作用，为了提高管理能力，相关工作人员需要注意注水量的变化，尤其是在控制方面，需要结合相关公式对注水量进行合理计算，完善此项工作才能完成开采目标。

4.2 工艺与设备创新

油田开采工作一般会在较为特殊的环境下进行，在面对此类环境时，相关操作人员需要不断对工艺进行创新，并且还需研发各类新型设备，以此不断适应特殊环境下的工作，满足工作需求。由于水中含有大量的腐蚀因素，会严重影响了注水管的工作，需要及时对相关设备进行更新。

4.3 安全问题

由于井下常年存在着安全隐患问题，所以腐蚀现象严重，因此注水的效果很难被保证，后期工作效果不能达到预期目标，因此安全问题近几年也成为了影响油田开采效率的主要因素[1]。

5 油田污水处理技术在注水工艺中的具体应用

5.1 气浮处理技术

当前，我国油田开采工作中，应用较为广泛的污水处理技术是气浮处理技术，此类处理技术的效果能够满足实际工作需求。在应用的过程中主要将污水中的沉淀物与水进行分离，通过混凝反应对污水进行处理，主要的工作原理是利用小气泡促使气浮装置工作，使其小气泡在上升的过程中不断接触污水中含有的优质分子，以此将其中悬浮的杂质与其进行分离，确保原油全部浮在污水的表层，而固体成分沉着于底部。小气泡在上浮的过程中，还能够对污水中各类物质进行分解，比如说氧气，分解之后可以为后续处理工作提供有利条件。在应用此项技术时，需要结合沉降罐设备使用。

此项技术不仅能够提高污水处理能力，还能降低成本，所以具有一定优势，但整体操作的难度系数较大，主要由于工艺较为复杂，所以对于操作人员自身能力提出了更高的要求。气泡的大小决定着污水处理的效果，所以控制难度较大。总而言之，如果此技术中气泡的直径在20～100 μm时，才能达到相应的污水处理目标，超出此范围处理效果会缩减，并且还会增加各类能耗[2]。

5.2 膜生物反应器技术

膜生物反应器技术，在当前我国油田开采污水处理工作中属于最为先进的技术。此类技术在工作的过程主要将膜的分离单元和生物单元性质相结合，并且将此内容代替传统的末端二沉池处理工艺。此类处理技术能够与生物反应器中的污泥始终保持活性，以此提高生物的有机性，确保整体处理技术的有效性。此技术在应用的过程中能够去除污水中的混杂固态物质，处理效果较为显著，因此被分离出的水资源可以回收再利用。此类处理技术处理后的水资源回流时，可以将其各类微生物阻挡在外，并且此项技术的操作较为灵活，性价比在其他处理技术中占据上风。除此之外，膜生物反应器可以融合传统的油污处理技术，提高处理流程的时效性，并且简化了污水处理流程，以此提高污水处理效果，并且在降低成本的基础之上提高了水资源的高效利用。此类技术在操作的过程中噪音较低，公害性较低，因此此类污水处理技术优势较多，但是处理污泥难度较大，对于设备的适应性有一定要求，需要对其工艺进行不断研发，才能满足污泥处理需求[3]。

5.3 微生物反应池技术

微生物反应池技术是联合菌种进行污水处理工作，因其菌种具有一定得到繁殖能力，所以在污水中可以高效繁衍，并且迅速氧化，后续合成各类化学物质，以此降解污水中的杂质，主要是简化污水中的有机结构，从而完成油田中的污水处理工作。此类污水处理技术有四大特点，首先是微生物问题，它可以对微生物进行净化；其次它可以利用菌群达到处理效果，并且起到一定净化效果，所以处理过后的水资源较为稳定；再次是此类技术处理过后的水资源具备一定的抗病毒能力；最后，此类处理技术无需投入太多成本，而且在处理的过程中不需要化学药剂的支持，所以不存在环境污染问题。