中原油田采油污水緩蝕阻垢技術研究

楊志剛，尹志福

（陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院，陜西西安 710075）

目前，中原油田普遍采用注水的方式進行石油開采，油田注水的主要來源是凈化處理后的采油污水，但凈化后污水礦化度高，且其內(nèi)溶解了不同程度的硫化氫等酸性氣體，硫酸鹽還原菌（SRB）、腐生菌（TGB）含量較高，這樣的污水回注到地層不但對注水系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕，而且水中大量成垢鹽類的析出，使注水系統(tǒng)出現(xiàn)結垢、堵塞現(xiàn)象，嚴重影響油田安全生產(chǎn)。本文以中原油田胡二污水站采油污水為研究對象，進行采油污水緩蝕阻垢技術研究，實驗確定采用絮凝-殺菌-緩蝕阻垢技術處理采油污水[1-5]，以保證油田注水生產(chǎn)正常運行。

1 采油污水水質(zhì)分析

中原油田胡二污水站采油污水物化性質(zhì)、離子分析測定結果（見表1）。

由表1水質(zhì)分析結果可以看出，胡二污水站采油污水pH值較低，顯弱酸性，并含硫離子，氯離子含量高，腐蝕性強，腐蝕速率高達0.264 6 mm/a；礦化度高，碳酸氫根及硫酸根含量較高，結垢性嚴重，70℃結垢量高達137.2 mg/L；含油量、固體懸浮物含量和細菌含量較高。經(jīng)室內(nèi)研究，為了解決該采油污水腐蝕結垢問題，必須采用絮凝、殺菌、緩蝕阻垢技術對其進行處理。

表1 采油污水水質(zhì)分析結果

2 絮凝實驗研究

為了降除采油污水中的油及固體懸浮物，對采油污水進行了絮凝實驗研究，實驗結果表明在污水pH值調(diào)節(jié)至7.5后，PAC與PAM復配，且PAC的加量為40～50 mg/L，PAM的加量為1.0 mg/L時，絮凝處理效果最佳。采油污水絮凝沉降處理前后水質(zhì)分析結果（見表1）。

表2 采油污水絮凝沉降前后水質(zhì)分析結果

由表2分析結果可知，采油污水經(jīng)絮凝沉降處理后含油量、固體懸浮物含量大幅度降低，SRB含量、腐蝕速率、結垢量均有所降低。

3 殺菌實驗研究

實驗所用殺菌劑為氧化型殺菌劑（SJ-1、KY-1、WT-318）和非氧化型殺菌劑（1227、SX-G、WT-809），殺滅硫酸鹽還原菌實驗結果（見表3），殺滅腐生菌實驗結果（見表4）。

由表3、表4實驗結果可以看出，氧化型殺菌劑殺菌效果均不如非氧化型殺菌劑，主要原因是采油污水中含有還原性物質(zhì)，如硫離子，大量消耗氧化型殺菌劑，使其殺菌能力大大降低。當非氧化型殺菌劑加量大于50 mg/L，接觸時間大于60 min時，殺菌處理后采油污水中硫酸鹽還原菌及腐生菌含量均小于102個/毫升，達到處理要求。相對比較而言，WT-809殺菌劑殺菌效果最好，當其加藥濃度為50 mg/L，接觸時間為30 min時，污水中硫酸鹽還原菌及腐生菌含量即達到10個/毫升，滿足采油污水殺菌處理要求。

表3 殺滅硫酸鹽還原菌實驗結果（個/毫升）

表3 殺滅硫酸鹽還原菌實驗結果（個/毫升）（續(xù)表）

表4 殺滅腐生菌實驗結果（個/毫升）

實驗考察了WT-809殺菌劑的腐蝕性能，采油污水在加有和不加WT-809殺菌劑的腐蝕速率測定結果（見表5）。

表5 腐蝕實驗結果

由表5實驗結果可以看出，加有WT-809殺菌劑的水樣腐蝕速率均小于空白水樣，說明WT-809殺菌劑具有一定緩蝕性，確定為胡二污水站采油污水處理用殺菌劑。

4 緩蝕阻垢實驗研究

4.1 緩蝕實驗研究

以絮凝沉降后采油污水為腐蝕介質(zhì)，實驗考察了WT-系列緩蝕阻垢劑的緩蝕性能，在室溫下各緩蝕阻垢劑緩蝕實驗結果（見表6）。

表6 不同緩蝕劑室溫實驗結果

由表6實驗結果可以看出：WT-01、WT-02、WT-03緩蝕阻垢劑在不同加量下，均有一定的緩蝕效果，且隨加注量的增加緩蝕速率不斷增大，當緩蝕阻垢劑加量為50 mg/L時，污水腐蝕速率均遠小于0.076 mm/a，達到緩蝕要求；WT-01、WT-02、WT-03三種緩蝕阻垢劑在相同加量下，WT-02緩蝕率最大，緩蝕效果最好，WT-03緩蝕率最小，緩蝕效果相對較差。

實驗考察了30、50、70、90℃不同溫度條件下，50 mg/LWT-01、WT-02、WT-03緩蝕阻垢劑緩蝕性能，實驗結果（見表7）。

表7 不同溫度條件下緩蝕阻垢劑緩蝕性能實驗結果（mm·a-1）

表7實驗結果表明，隨著溫度的升高，污水腐蝕速率加快，WT-01、WT-02、WT-03緩蝕阻垢劑緩蝕效果均下降；WT-01和WT-03分別在90℃和70℃時，腐蝕速率超過0.076 mm/a，而WT-01在90℃時仍保持較好的緩蝕性能。

4.2 阻垢實驗研究

實驗考察了30、50、70、90℃不同溫度條件下，50 mg/L WT-01、WT-02、WT-03緩蝕阻垢劑阻垢性能，實驗結果（見表 8）。

表8 不同溫度條件下緩蝕阻垢劑阻垢性能實驗結果（mg·L-1）

表8實驗結果表明，隨著溫度的升高，污水結垢量增加，WT-01、WT-02、WT-03緩蝕阻垢劑阻垢效果均下降；相對比較而言WT-03阻垢效果最好，WT-01阻垢效果最差；結合前述緩蝕試驗結果，WT-02緩蝕阻垢劑加量為50 mg/L、90℃時仍具有很好的緩蝕阻垢性能，使污水腐蝕速率小于0.076 mm/a，結垢量小于10 mg/L，滿足污水處理要求，因此選擇WT-02為胡二污水站水處理用緩蝕阻垢劑。

5 結論

（1）胡二污水站采油污水屬氯化鈣水型；污水pH值較低、顯弱酸性、腐蝕性強、結垢性嚴重。

（2）通過對采油污水絮凝實驗研究，PAC與PAM復配時，PAC的加量為40～50 mg/L，PAM的加量為1.0 mg/L，絮凝處理后采油污水經(jīng)砂濾處理可以達到固體懸浮物含量小于2 mg/L、含油量小于5 mg/L的水質(zhì)要求，并且SRB含量、腐蝕速率、結垢量有所降低。

（3）WT-809殺菌劑殺菌效果好，當其加藥濃度為50 mg/L，接觸時間為30 min時，污水中硫酸鹽還原菌及腐生菌含量即達到10個/毫升，滿足采油污水殺菌處理要求，同時該殺菌劑具有一定緩蝕性。

（4）WT-02緩蝕阻垢劑使采油污水腐蝕速率降至0.076 mm/a以下，結垢量小于10 mg/L，滿足污水緩蝕阻垢處理要求。

［1］周孫彪，康宜華，牛斌.油田采油污水回注處理技術回顧與展望［J］.石油機械，2002，30（12）：38-41.

［2］魏敏，鄒曉蘭，賀瑩.油田采油污水處理技術及面臨的問題［J］.山東化工，2007，36（5）：19-21.

［3］王素芳，姚光源，李家俊，等.采油污水處理及回用研究［J］.工業(yè)水處理，2006，26（3）：71-73.

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［5］薛瑞，姚光源，滕厚開.油田殺菌劑研究現(xiàn)狀與展望［J］.工業(yè)水處理，2007，27（10）：1-3.