东方1-1气田生产废液处理技术研究

郭海峰

中海油田服务股份有限公司 河北 廊坊 065021

随着海洋油气资源开发的深入，国家对海洋环境保护愈发重视，如何在生产作业的同时，兼顾海洋生态环境的保护，促使油气生产作业不断向环境绿色友好、资源可循环利用方向发展，是新时期海洋勘探开发需要探索的重要问题[1-3]。

油田生产废液中含有大量有机高分子聚合物、表面活性剂等物质，具有高COD值、高稳定性、高粘度且细菌含量高等特点。废水外观一般呈淡黄色，具有强烈的刺激气味。废水中聚合物的浓度越大，污水的粘度越大，包裹油珠、悬浮物的能力越强，另外由于聚合物的存在使得油水界面水膜强度增大，界面电荷增强，污水中的细小的悬浮颗粒更易吸附在固液界面上，使Zata电位绝对值增大，乳状液稳定性增高，从而导致污水处理难度加大。本文以东方1-1气田生产废液为研究对象，对其废液处理技术进行了研究[4～6]。

1 东方1-1 气田生产废液的特点

东方1-1气田共有6个生产平台，由于每个平台开采层位/井数均不详同，各平台生产废液水样存在差异，室内对东方1-1气田的水样进行了分析，分析结果见表1。从外观来看，整体较浑浊，静置后上部漂浮黑色絮状物。其中尤以F平台的水样外观最为特殊，呈乳液状，初步判断，F平台乳液为水包油乳液（O/W乳液），且所形成的乳液稳定性较强，导致破乳比较困难。

表1 东方-1气田水样分析

从东方1-1气田水样分析来看，该气田水样含油量较高，且具有一定的悬浮物含量，根据国家标准GB 4914—2008《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》石油类生产水一级标准含油量一次容许值≤30mg/L，月平均值≤20mg/L；根据行业标准SY/T 5239—2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》，东方1-1气田对应高渗注水层位悬浮物含量应≤30mg/L。因此，目前东方1-1气田生产废液不具备排放或回注标准。

2 东方1-1 生产废液处理技术研究

2.1 东方1-1 生产废液处理技术难点

通过对西东方1-1气田生产废液理化性能指标，其在处理过程中主要存在以下几个方面的问题：

①部分水样矿化度较高，处理水样的处理剂需要具备一定的抗盐能力；

②悬浮物含量较高，且粒径中值细，基本在10μm以内，常规过滤或者加压过滤方式效果较差；

③F平台生产废液呈乳状液，处理之前需要先进行破乳。

2.2 东方1-1 气田生产废液处理对策思路

结合东方1-1气田生产废液特点及处理的技术难点，计划采用先破乳的方式，破坏乳状液稳定性，再通过净水剂去除悬浮物并降低含油量。

2.3 生产废液处理剂优选评价

由于东方1-1气田生产废液组成各不相同，但废液需要相同的处理流程，因此选择处理难度最大的F平台生产水样作为破乳剂及净水剂的主要研究对象，对处理剂进行筛选研究；再对其他平台水样进行评价，看整体能否达到排放标准。

①破乳剂的优选

室内研究首先对生产废液破乳剂进行了优选，以去除生产废液中的油相。

A.破乳剂类型优选

室内研究选择不同破乳剂对F平台生产废液进行破乳处理[7]，不同破乳剂的优选实验及结果见表2及图1所示。

图1 东方1-1气田生产废液破乳剂筛选

表2 破乳剂优选实验

从筛选实验结果来看，破乳剂PF-OWT对F平台生产废液的破乳效果比较好，加入破乳剂之后，乳液基本均在在1min内产生破乳，但所形成的溶液有少许的浑浊。室内研究最终确定选择破乳剂PF-OWT作为首选。

B.破乳剂用量优化

室内进一步研究破乳剂用量对破乳效果的影响，实验方法为加入破乳剂后，手摇50下，静置30秒后，油水分层。实验结果见表3。

表3 破乳剂浓度影响

实验现象表明，不同浓度的破乳剂破乳速度均很快。浓度在100～200×10-6时，破乳效果较好。其中破乳剂浓度为120～150×10-6效果最好。从经济效益考虑，推荐破乳剂最佳浓度为120×10-6。

②净水剂的优选

东方1-1平台生产废液经过破乳剂的破乳处理之后，虽然含油量大幅度降低，但是水样仍然浑浊，说明悬浮物含量仍很高，因此室内研究对净水剂进行了优选[8]。

A.净水剂类型优选

室内对不同净水剂的效果进行了评价，评价结果见表4。

从净水效果和最终产生的絮凝物的量整体对比来看，几种净水剂的效果均良好，其中OCCLA3相对而言效果最佳，处理之后其清水剂效果与其他清水剂效果相当，净水之后其含油量及絮状物含量均最低，室内评价最终确定净水剂OCCLA3。

B.净水剂用量优化

室内研究对净水剂OC-CLA3不同加量条件下的净水效果进行评价，评价结果见表5。

表5 OC-CLA3净水剂不同浓度下净水效果

从实验结果中可以看出，从含油量及絮状物量综合对比来看，净水剂OC-CLA3的使用浓度为800～1000ppm时可得到较好的处理效果。

③F平台水样处理效果

向F平台水样中加入120mg/L破乳剂PF-OWT，手摇50下后加入1000mg/L净水剂，之后用滤纸过滤，对滤液进行水样分析，结果如图2所示。

图2 F平台生产废液处理前后对比

从图4中可以看出，由于加入了破乳剂及清水剂，生产废液的矿化度略有提高，但是由于排放及回注对矿化度要求不严格，对整体性能影响不大。

针对生产废水高含油及高悬浮物含量的情况，处理后含油量降低99%，悬浮物减少90%，取得了良好的效果。由于清水剂的絮凝效果，生产废液处理后的粒径中值略有降低。

3 东方1-1 气田生产废液处理前后对比

室内通过最终确认的破乳剂以及净水剂产品及加量之后，对东方1-1气田生产废液处理前后进行了对比，对比结果见表6：

从室内评价结果中可以看出，东方1-1气田生产废水经过处理之后，其悬浮物含量以及含油量均大幅度降低，含油量在20mg/L以内，悬浮物含量10mg/L以内，达到排放标准。

4 结论与建议

（1）东方1-1气田生产废液具有高稳定性、高含油量、高悬浮物含量等特点，导致污水处理难度加大。（2）室内通过对生产废液处理中的破乳剂及净水剂进行优选，最终确定了破乳剂及净水剂种类及加量。（3）室内研究表明，经过破乳剂及净水剂处理之后的生产废液，其悬浮物及含油量均大幅度降低，可达到回注及排放标准。