微生物“吐”出上億元

文／任厚毅 于丹丹

勝利油田采用微生物綠色技術(shù)處理油田采出水，年創(chuàng)效益上億元。

●“來(lái)，接瓶處理后的采出水嘗嘗?！?供圖/勝利油田

把油田采出水變廢為寶，勝利油田可謂走在了前頭。

近年來(lái)，勝利油田利用微生物綠色技術(shù)，精細(xì)化處理采出水，節(jié)省了大量后續(xù)處理成本；經(jīng)過(guò)生化處理的采出水，可以用于蒸汽驅(qū)鍋爐注汽，實(shí)現(xiàn)了采出水的資源化利用；利用有益微生物來(lái)提高采出水配制的聚合物溶液的黏度，廣泛用于油藏化學(xué)驅(qū)項(xiàng)目……據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，年創(chuàng)效益上億元。

精細(xì)水處理

2020年初，一場(chǎng)疫情橫掃全國(guó)。在度過(guò)最艱難的時(shí)刻后，勝利石油工程技術(shù)研究院微生物中心的馮逸如開(kāi)始正常上班。她戴好口罩，走進(jìn)擁有國(guó)家認(rèn)證的水質(zhì)實(shí)驗(yàn)室。她要和同事們，保證微生物處理工藝一切都在正軌上。

隨著油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，采出水處理量和富余采出水回注量逐年增加。油田采出水含鹽量較高、乳化嚴(yán)重、成分復(fù)雜，不僅有難處理的重金屬，還有原油，處理起來(lái)花費(fèi)高昂、浪費(fèi)資源。

如何有效處理和充分利用采出水？這既關(guān)乎綠色環(huán)保，也關(guān)乎油田自身的高效開(kāi)發(fā)。勝利油田把目光聚焦于微生物綠色處理技術(shù)。

微生物生化處理采出水的原理是食物鏈，好比大家都熟悉的“大魚(yú)吃小魚(yú)，小魚(yú)吃蝦米，蝦米吃污泥”。說(shuō)白了就是利用細(xì)菌降解水中的有機(jī)物，原生動(dòng)物捕食細(xì)菌，維持生態(tài)平衡，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。

“微生物處理采出水，不僅具備相應(yīng)化學(xué)劑的性質(zhì)和功能，而且具有耐溫和耐鹽的優(yōu)勢(shì)，最重要的是沒(méi)有副作用，生產(chǎn)過(guò)程不以石油為原料，生產(chǎn)過(guò)程耗能低，原料可再生，使用后可生物降解，在地面不污染環(huán)境，在地下不破壞油藏，屬于完全的綠色環(huán)保技術(shù)。”馮逸如介紹說(shuō)。

這種技術(shù)的核心是功能細(xì)菌的選取，選取之后進(jìn)行培養(yǎng)馴化。這個(gè)過(guò)程，科研人員需花費(fèi)大量的實(shí)驗(yàn)時(shí)間。之后，來(lái)水—?dú)飧　鋮s—生化—沉降—超濾，整個(gè)流程能從根本上去除采出液中含有的油等有機(jī)物，降低后續(xù)精細(xì)處理設(shè)備的膜污染問(wèn)題，提高精細(xì)處理效率。

2018年，微生物中心科研人員在勝利油田建立了達(dá)到工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的生化精細(xì)水處理工藝流程，篩選的高效菌降解速率是文獻(xiàn)報(bào)道最高速率的1.5倍，并且在國(guó)內(nèi)首次將生化工藝中的MBBR工藝與管式中空纖維超濾結(jié)合應(yīng)用于工業(yè)水處理。至今穩(wěn)定運(yùn)行一年半，總產(chǎn)水量10萬(wàn)立方米，出水水質(zhì)達(dá)到回注水A1標(biāo)準(zhǔn)。

資源化利用采出水

聯(lián)合站采出水負(fù)荷高，而熱采鍋爐清水需求量大。能不能綜合解決這兩個(gè)問(wèn)題呢？

2019年初，微生物中心科研人員立項(xiàng)“油田采出水注汽鍋爐資源化利用技術(shù)研究”課題。

項(xiàng)目組開(kāi)展了生化處理工藝規(guī)模化應(yīng)用研究，包括生化處理系統(tǒng)的快速建立，高效菌種菌群的優(yōu)化，提高生化效率，提高污水COD去除率，以及超濾膜的應(yīng)用適應(yīng)性研究、反滲透適應(yīng)性研究等等，取得突破性進(jìn)展。

“經(jīng)我們生化處理后的地下采出水，礦化度、硬度等方面的指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于自來(lái)水，用來(lái)喝都沒(méi)有問(wèn)題，更不用說(shuō)達(dá)到鍋爐用水標(biāo)準(zhǔn)了?！痹趧倮吞餅I南采油廠管理六區(qū)單14注水站，微生物中心副研究員潘永強(qiáng)接了一杯經(jīng)生化處理后的地下采出水，一飲而盡。

根據(jù)課題需要，2019年底，科研人員在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展了生化雙膜試驗(yàn)。截至目前，試驗(yàn)流程平穩(wěn)運(yùn)行，處理后水的礦化度由19000毫克/升降低到110毫克/升，硬度由1450毫克/升降低到零。各項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于自來(lái)水，完全符合鍋爐用水的標(biāo)準(zhǔn)，為下一步建成3000立方米/天的采出水注汽鍋爐資源化利用工藝流程提供了強(qiáng)有力的支撐。

利用微生物生化處理采出水，處理工藝符合環(huán)保理念，而且實(shí)現(xiàn)了采出水資源化利用，有良好的經(jīng)濟(jì)效益，在油田有著廣闊的應(yīng)用前景。

除了處理液態(tài)的水，如果采出水沉積在油井周?chē)?，時(shí)間久遠(yuǎn)，大部分的輕質(zhì)、易降解石油烴組分完全揮發(fā)，致使難降解的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等組分與泥、砂黏附在一起，形成老化油泥，微生物技術(shù)也能修復(fù)。

據(jù)了解，勝利油田微生物中心土壤修復(fù)項(xiàng)目組已開(kāi)展了一系列扎實(shí)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究工作，形成了針對(duì)落地油泥、罐底泥、改性污泥和油污土壤等4大類(lèi)油田產(chǎn)出液沉積物的處置技術(shù)體系，即將進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

化學(xué)驅(qū)里的益生菌

2019年7月4日上午，微生物中心的一批生物制劑被送到了孤島采油廠孤四注水站，用于采出水配制聚合物溶液。之后不久，該區(qū)塊的聚合物溶液黏度由30毫帕秒上升到50毫帕秒。

你可別小看這提高的20毫帕秒！它足足耗費(fèi)了科研人員6年時(shí)間，當(dāng)然產(chǎn)生的效益是難以估量的。

聚合物驅(qū)油能大幅度提高采收率，為老油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)提供了重要支撐。它主要靠增加驅(qū)替液黏度，降低驅(qū)替液和被驅(qū)替液的流度比，從而擴(kuò)大波及體積，提高采收率。

勝利油田應(yīng)用聚合物驅(qū)油已30多年，效果逐漸下降。問(wèn)題出在哪里？

科研人員最終發(fā)現(xiàn)，在采出水配置的聚合物溶液中存在一種“壞細(xì)菌”——硫酸鹽還原菌。

歷經(jīng)多年立項(xiàng)攻關(guān)，科研人員形成了“勝利化學(xué)驅(qū)聚合物溶液保黏關(guān)鍵技術(shù)”，其中又以“微生物脫硫抑硫提高化學(xué)驅(qū)聚合物溶液黏度技術(shù)”最為關(guān)鍵。

“簡(jiǎn)單地說(shuō)，這是一種利用有益微生物來(lái)提高聚合物溶液黏度的方法?！眲倮吞镉筒毓こ淌紫瘜?zhuān)家兼油氣開(kāi)發(fā)管理中心主任束青林說(shuō)。

科研人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究找到了一系列對(duì)化學(xué)驅(qū)溶液配制有除硫抑硫功能的“益生菌”，可以針對(duì)不同區(qū)塊采出水特性進(jìn)行優(yōu)選復(fù)配，使其發(fā)揮最大功效。

“將‘益生菌’制成微生物制劑添加到聚合物溶液中，不僅可以完全適應(yīng)化學(xué)驅(qū)開(kāi)發(fā)的苛刻油藏條件，去除‘壞細(xì)菌’硫酸鹽還原菌代謝產(chǎn)生的有害產(chǎn)物，而且能夠占領(lǐng)它們的營(yíng)地，擠壓它們的生存空間，有效降低它們的活性。這樣聚合物溶液黏度下降的弊端，就會(huì)得到顯著遏制?！笔嗔终f(shuō)。

如今，這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)被推廣到勝利油田所有化學(xué)驅(qū)項(xiàng)目，為Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)油藏實(shí)施化學(xué)驅(qū)提供了核心及升級(jí)換代技術(shù)……