化學(xué)藥劑在油氣田產(chǎn)出污水處理中的應(yīng)用

劉曉蒙

摘 要：水處理化學(xué)藥劑符合環(huán)保理念，應(yīng)用范圍廣泛，尤其是石化領(lǐng)域，其用量大約為全國的50%左右。化學(xué)藥劑在油氣田產(chǎn)出污水處理中的應(yīng)用，是提高原油產(chǎn)量、保證注水質(zhì)量，確保油氣田穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵所在。注水系統(tǒng)常用的油田助劑主要有緩蝕劑、殺菌劑、破乳劑幾種，在實(shí)踐應(yīng)用過程中，往往會將幾種水處理劑搭配使用，提高污水處理效果。本文將對油氣田產(chǎn)出的污水處理為切入點(diǎn)，對化學(xué)藥劑在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：污水處理;污水回注;化學(xué)藥劑;處理效果

油氣田在產(chǎn)出、運(yùn)移天然氣以及石油的過程中，會伴有原始封存水或者天然伴生水。目前，很多國內(nèi)的老油田已步入開發(fā)中后階段，油氣井的含水量劇增，導(dǎo)致中低滲油氣藏的開采難度大大增加。與此同時，地面污水處理站也面臨更大的挑戰(zhàn)，給油氣田污水處理帶來不少阻礙。下面就化學(xué)藥劑在油氣田產(chǎn)出污水處理中的效用，對化學(xué)藥劑的合理使用進(jìn)行具體分析。

1 緩蝕劑

周圍介質(zhì)與金屬接觸，導(dǎo)致金屬表面出現(xiàn)損壞，即為腐蝕。油氣田產(chǎn)出污水中含有大量離子、細(xì)菌以及腐蝕性氣體，極易對排水管道以及其他污水處理設(shè)備造成腐蝕。當(dāng)設(shè)備損壞達(dá)到一定程度時，就會對油田生產(chǎn)系統(tǒng)造成不良影響，更有嚴(yán)重者，會引導(dǎo)安全事故，污染生態(tài)環(huán)境，后果不堪設(shè)想。有些油氣田對的污水腐蝕速度可達(dá)到5mm/年，這就要求水處理設(shè)備以及管道線路等每年都得更換一次，不僅會干擾油田的正常運(yùn)作，同時增加的運(yùn)營以及維護(hù)成本也十分高昂。因此，防腐問題直觀重要，且迫在眉睫。各油田不斷加大研究力度，相關(guān)防腐新進(jìn)技術(shù)以及措施紛紛問世。

緩蝕劑是常用的一種反腐水處理劑，其種類多樣，且組分差異突出，相應(yīng)的緩蝕效果也大不同。針對油氣田而言，咪唑啉類、聚胺類、酰胺類、季銨鹽類、仲胺類、二胺類以及伯胺類都是應(yīng)用較為普遍的緩蝕劑。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，處理效果較好的緩蝕劑通常都會含有以氮為核心元素的咪唑啉類、酰胺以及有機(jī)物等。比如說中原油田所使用的XHZ-1，就是典型的季銨鹽與咪唑啉類的復(fù)配劑。該緩蝕劑的投加量應(yīng)保持在50 mg/L以上，才能保證緩蝕率達(dá)到80%左右。

2 阻垢劑

油氣田注水過程，經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)垢問題，影響注水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及供水系統(tǒng)的正常使用。按照以往經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象后，井筒堵塞時有發(fā)生。一般情況下，相對應(yīng)的地層也會遭受不同程度的破壞。鹽類結(jié)晶或者飽和是水垢產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。水垢成分復(fù)雜，主要有硫酸鈣、碳酸鈣、黏土等物質(zhì)。油氣田開采過程中的堵塞物除了水垢外，還會有一些有機(jī)質(zhì)。

油氣田常用的防垢劑主要有有機(jī)磷、無機(jī)磷酸鹽、聚合物、復(fù)配型復(fù)合物幾大類。有機(jī)磷的種類多樣，其中HEDP（有羥基乙叉二磷酸鈉）、氨基三甲叉磷酸最為常用。正常情況下，該類物質(zhì)并不溶于水，但在溫度達(dá)到一定條件，是可以水解的。在投放量較少時，可以與其他水處理劑配伍使用;無機(jī)磷酸鹽中應(yīng)用比較普遍的有三聚磷酸鈉、焦磷酸四鈉以及磷酸三鈉。該類防垢劑材料來源不受限，生產(chǎn)相對比較容易，成本低。但易發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生正磷酸鹽、磷酸鈣等衍生物;常見的聚合物有聚馬來酸酐、聚丙烯酸等。聚馬來酸酐常用于防止硫酸鋇、硫酸鈣等沉淀物的產(chǎn)生;復(fù)配型復(fù)合物，就是將不會發(fā)生反應(yīng)的幾種單劑組合起來，從而提高防垢劑的效用，滿足油氣田更加高標(biāo)準(zhǔn)的防垢需求。

3 殺菌劑

硫酸鹽還原菌，英文簡稱SRB，是厭氧菌的一種，是脫硫弧菌中的致黑芽梭菌，具有還原硫酸鹽的功效。脫硫弧菌是附著在物質(zhì)表面生存。由于水樣檢測出的細(xì)菌含量主要反映的是細(xì)菌在對應(yīng)溶劑中的存活狀況，而SRB并適合在水中生存，卻在管道線路的表面大肆生長繁殖，其環(huán)境適應(yīng)能力很強(qiáng)，即使在高礦化、高壓、高溫的條件下也可以生存。硫酸鹽還原菌最適宜生存的環(huán)境溫度為35℃，因其代謝過程會造成硫酸鹽發(fā)生還原反應(yīng)，生成的硫化物會嚴(yán)重危害管道生產(chǎn)安全。硫酸鹽還原菌常見于死水區(qū)，例如水流速度較慢的管線或者沖洗罐等都是它的最佳繁殖地。該類細(xì)菌繁殖速度驚人，會加速鋼鐵材料的腐蝕程度，嚴(yán)重的話，還會導(dǎo)致相應(yīng)管線出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象。

殺菌劑可分為氧化性殺菌劑、非氧化性殺菌劑兩大類。所謂氧化性殺菌劑就是在強(qiáng)氧化條件下，能夠破壞細(xì)菌結(jié)構(gòu)，影響其正常代謝的一類殺菌劑;非氧化性殺菌劑則是通過在細(xì)菌表面形成一定濃度的離子團(tuán)，使細(xì)菌代謝受阻，從而實(shí)現(xiàn)殺菌的目的。細(xì)胞膜屬于選擇透過性膜，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。其工作機(jī)理就是通過破壞細(xì)菌的離子平衡，干擾能量轉(zhuǎn)換，從而使蛋白質(zhì)變性，抑制細(xì)菌繁殖。

4 混凝劑

混凝劑可以將污水中的膠體顆粒或者是固體懸浮物凝聚，并使其沉淀，實(shí)現(xiàn)除污效果。油氣田中的固體懸浮物通常會附帶負(fù)電荷，因而聚集沉淀存在一定難度。而混凝劑的使用，則可以與其表面負(fù)電荷相中和，加速固體懸浮顆粒的下沉過程。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著科技的飛速發(fā)展，化學(xué)藥劑在油氣田產(chǎn)出污水處理中的應(yīng)用越來越廣泛。尤其是在提高原油產(chǎn)量、保證注水質(zhì)量，確保油氣田穩(wěn)產(chǎn)等方面具有顯著成效。因此，油氣田企業(yè)應(yīng)加大科研投入，積極探索，對水處理工藝給予高度重視，不斷提高污水處理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李亮亮，項(xiàng)明杰，任越飛.蘇里格氣田污水處理工藝防腐研究[J].石油化工應(yīng)用，2014，33（5）：110～118.

[2]景元，王德龍，高好潔等.氣田污水處理系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行效果評價[J].石油化工應(yīng)用，2015，34（6）：121～125.