油田采出水處理工藝技術(shù)進(jìn)展

牛軍偉

【摘 要】油田是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所需要的重要能源之一。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)的進(jìn)步，對(duì)油田的開發(fā)也在不斷加強(qiáng)，致使地層中的油在不斷減少，注水方式被更廣泛地運(yùn)用于油田開采當(dāng)中，油田采出水處理問題應(yīng)運(yùn)而生。采出水的有效回注可以提高油田的開發(fā)質(zhì)量，因此對(duì)油田采出水的處理技術(shù)是油田實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要部分。本文就油田采出水處理工藝技術(shù)進(jìn)展展開探討。

【關(guān)鍵詞】采出水處理;物理法;化學(xué)法;膜過濾

引言

水驅(qū)是補(bǔ)充地層能量的重要手段，油田采出水的水質(zhì)處理及回注系統(tǒng)作為油田生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，在持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)約水資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面有著舉足輕重的作用，水質(zhì)的好壞，直接影響到驅(qū)油效果。隨著《水十條》的頒布實(shí)施，對(duì)采出水的處理也顯得尤為重要。

1油田采出水概述

在油田稠油區(qū)，注入高壓蒸汽可以降低原油的粘度，便于進(jìn)行稠油的開采。含水原油從油井開采出來之后，經(jīng)過加工將水分分離，分離出來的水就是油田采出水。也就是說通過把水注入石油層，在水中加入表面活性劑等，會(huì)改變水表面的張力和石油的親水性，使油和水聚集起來，就能很順利地將其采出地面。油田采出水中會(huì)含有一些有機(jī)污染物，離子濃度也較高。采出水會(huì)在處理后再次注入地下，且注入量較大，如果處理不當(dāng)，就會(huì)對(duì)地下水造成污染。在經(jīng)過處理后回注油田，具有以下優(yōu)勢：第一，油田采出水含有表面活性物質(zhì)，其溫度也比較高，具有良好的洗油能力，其中礦化度潔凈底層中的采出水，其去油效率值也是最大的;第二就是采出水的水質(zhì)比較穩(wěn)定，不容易與油層混合產(chǎn)生沉淀。

2油田采出水處理目前存在的問題

首先，對(duì)于水質(zhì)的處理不通過，并且對(duì)于處理劑的適應(yīng)也不是很完善，最為重要的是處理設(shè)備的應(yīng)用不是很到位。最后，導(dǎo)致我國油田高含水后期的開采不能夠很好的進(jìn)行下去。污水過于黏稠的原因主要就是聚合物分子在聚合物驅(qū)采出水中的含量太高造成的。最后形成的乳化油限制了油水分離工作的開展。其實(shí)，最為重要的一個(gè)方面還是因?yàn)楣芾砉ぷ髯龅貌坏轿?。再加上，自?dòng)化控制程度太低，導(dǎo)致生產(chǎn)效率大大下降。國外一些發(fā)達(dá)國家，在這個(gè)方面的進(jìn)展比我國要先進(jìn)一些，所以我們要時(shí)刻的對(duì)外進(jìn)行學(xué)習(xí)。多引薦一些技術(shù)。最后把我國的生產(chǎn)效益提上去。促進(jìn)我國油田技術(shù)的發(fā)展。

3油田采出水處理新技術(shù)與新工藝

3.1生物處理技術(shù)

油田采出水生物處理主要是指針對(duì)油田采出水的特點(diǎn)，通過投加特種微生物菌群、提供適宜的生長環(huán)境，使特種微生物形成優(yōu)勢菌群，實(shí)現(xiàn)對(duì)采出水中各種有機(jī)物質(zhì)的生物降解去除。目前，生物處理技術(shù)已在多個(gè)油田應(yīng)用，應(yīng)用類型主要分為兩類：一類是作為“5、1、1”（油含量5mg/L、懸浮物含量1mg/L、懸浮物粒徑中值1μm）水質(zhì)的預(yù)處理工藝與中空纖維膜組合使用，強(qiáng)化除油，降低進(jìn)膜油量，延長清洗周期，提高出水水質(zhì)指標(biāo);另一類是常規(guī)油田采出水處理，生物處理是處理單元之一，用于除油和懸浮物，可用于水驅(qū)也可用于聚驅(qū)，后續(xù)通常設(shè)置常規(guī)過濾器。該技術(shù)要求運(yùn)行溫度為10～45℃，溶解氧含量≥2mg/L，水力停留時(shí)間6～10h。投加的微生物菌群生物活性一般為1011～1014個(gè)/g，啟動(dòng)時(shí)間一般為7～10d。進(jìn)水水質(zhì)要求：pH值6～9，油含量20～300mg/L，懸浮物含量50～300mg/L，硫化物含量≤50mg/L，含聚濃度≤500mg/L，礦化度≤150000mg/L。出水水質(zhì)油含量可低至5mg/L以下，懸浮物含量≤50mg/L。該技術(shù)單方處理能力投資為0.4×104～0.8×104元/m³，運(yùn)行成本主要為電費(fèi)和菌種費(fèi)用，總運(yùn)行費(fèi)用約0.7～1.2元/m³，以電費(fèi)為主。與其他膜前預(yù)處理工藝相比，生物處理工藝流程短、效率高，除油徹底，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。因此，生物處理可作為低滲透、特低滲透區(qū)塊的膜前預(yù)處理工藝。但是，對(duì)于常規(guī)水驅(qū)、聚驅(qū)采出水處理，該技術(shù)造價(jià)高、系統(tǒng)充氧腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)行成本較高，建議慎重采用。

3.2高氧化技術(shù)

這種技術(shù)所處理的對(duì)象是污水里面含有有機(jī)物，并且可以用物理或者化學(xué)方法能夠處理的。進(jìn)而使其被轉(zhuǎn)成毒性比較低的無機(jī)物。通過對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查可知，此技術(shù)能夠很好的對(duì)油滴進(jìn)行分離。并且在光的照射之下，還能夠進(jìn)行催化反應(yīng)。進(jìn)而把污染物處理掉。這種技術(shù)非常的有效。

3.3回注處理技術(shù)

回注處理技術(shù)是油田采出水中用途最廣泛的，特別是在一些含水量較高的油田井下采油工作中。回注處理法也要對(duì)采出水進(jìn)行一些凈化處理，要將其中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行過濾，混在水中的油也要分離后，才能進(jìn)行回注利用。這種處理技術(shù)的優(yōu)勢就在于將采出水中分離出的油送回地面，水進(jìn)行地下同井回注，減少了處理污水的動(dòng)力消耗，具有良好的節(jié)能環(huán)保效果。

3.4膜過濾

人類最早發(fā)現(xiàn)膜是1748年，一個(gè)偶然的情況下一位法國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)豬膀胱內(nèi)儲(chǔ)存的尿液可以自由的通過膀胱膜，由此可見膀胱膜也是一種膜。但當(dāng)時(shí)這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)沒有引起科學(xué)界的足夠重視，直到英國科學(xué)家ThomasGraham（1805～1869）通過更加科學(xué)的手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并確定了膜滲透現(xiàn)象的存在，并提出了透析的概念和內(nèi)容，人們才對(duì)膜技術(shù)產(chǎn)生了興趣。隨著時(shí)間的推移，膜滲透理論終于在1901年被荷蘭物理化學(xué)家VantHoff（1852～1911）正式提出并加以完善。此后，膜過濾技術(shù)才在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用和完善。1960年，美國科學(xué)家SidneyLoeb和SrinivasaSourirajan利用反滲透膜技術(shù)完成了人類海水淡化的夢想。利用膜的選擇透過性對(duì)采油污水進(jìn)行分離和提純的方法。其機(jī)理是用1張（或1對(duì)）多孔濾膜，利用液一液分散體系中兩相與固體膜表面親和力不同而達(dá)到分離的目的。常應(yīng)用的膜分離技術(shù)有反滲透、超濾、微濾、納濾，通常使用的材料有醋酸纖維素系、乙烯系聚合物和共聚物、聚亞酰胺等。

3.5超聲波技術(shù)

超聲波技術(shù)屬于機(jī)械波的一個(gè)分支，所以在進(jìn)行傳播的時(shí)候一定時(shí)會(huì)具有機(jī)械作用的。除此之外，還有很好的熱作用以及空化作用。此技術(shù)在進(jìn)行油田采出水的時(shí)候，通過對(duì)機(jī)械振動(dòng)的應(yīng)用，使得油與水跟其他的物質(zhì)進(jìn)行釋氣等等。也就是說，油滴與水滴會(huì)進(jìn)行不規(guī)律的移動(dòng)。這樣以來，一些小的水滴就會(huì)最后形成大水滴，小的油滴最后形成為大油滴。正是因?yàn)樗闻c油滴的質(zhì)量不一樣，所以其重力也不同，所以在進(jìn)行匯聚的時(shí)候會(huì)有部分水滴或者油滴發(fā)生下沉的狀況。這樣就和好的完成了油水破乳的分離。當(dāng)然，除此之外降低超聲波的界面張力也能對(duì)油田采出水進(jìn)行破乳分離。

3.6化學(xué)處理工藝技術(shù)措施

化學(xué)處理技術(shù)措施是應(yīng)用化學(xué)藥劑的作用，去除污水中的膠體和溶解物質(zhì)。混凝沉降分離的措施，優(yōu)選最佳的混凝劑，將污水中的油等分離出去。化學(xué)氧化還原處理方式以及離子交換技術(shù)的應(yīng)用，達(dá)到化學(xué)處理的技術(shù)要求。選擇最佳的化學(xué)藥劑，避免增加油田采出水處理的成本，不斷提高油田采出水處理的效率，到達(dá)油田廢物的回收利用效果。

結(jié)語

根據(jù)上文的分析與研究可知，目前階段我國工業(yè)水平一天一個(gè)樣子，逐漸趨于完善，各種工藝手段層出不窮的大背景下，油田問題也顯得沒有那么難以處理。通過對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，來使得油田采出水過程中的高效，便捷、快速，并在最大程度上的降低污染達(dá)到利益最大化的目標(biāo)。

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（作者單位：大港油田公司第五采油廠）