油氣田采出水深度處理和利用技術(shù)

胡燕文

摘要：油氣田采出水一般來說未經(jīng)處理是不允許進(jìn)行排放的，而只有經(jīng)過層層處理之后，將污水中所含有的污染源清除干凈才能夠進(jìn)行排放或再利用。深度處理能夠?qū)⒂蜌馓锊沙鏊须s質(zhì)進(jìn)行凈化，使其符合農(nóng)田用水、飲用水等使用標(biāo)準(zhǔn)。本文將在概述油氣田采出水的基礎(chǔ)上，對油氣田采出水的水質(zhì)進(jìn)行分析，并探討了油氣田采出水深度處理和利用技術(shù)，以供參閱。

關(guān)鍵詞：油氣田采出水;深度處理;利用;技術(shù)

1油氣田采出水

氣田采出水成分復(fù)雜，有較強(qiáng)的腐蝕性，所謂的氣田采出水指的是從氣井井內(nèi)采出含有烴類成分的水，在氣田的開發(fā)工作中的不同階段會產(chǎn)生一定量的采出水水，而由于工藝的不同，產(chǎn)生的采出水中所含的雜質(zhì)也不同，并且采出水中含有各類烴類成分。因此，需要針對不同種類的采出水采取不同的處理技術(shù)，這樣才能有效地對氣田采出水中的烴類進(jìn)行提取以及雜質(zhì)進(jìn)行處理，從而使采出水達(dá)到排放回注或是重復(fù)利用的標(biāo)準(zhǔn)。

2油氣田采出水的水質(zhì)

由于各油氣田原油的特性、地質(zhì)不一樣，油氣田采出水水質(zhì)各異，但又都有相同的特性。一般具有以下特點(diǎn)：含油量高、成分復(fù)雜、礦化度高、水溫較高、具有放射性。

2.1含各種有機(jī)物

油氣田采出水中含有多種原油有機(jī)成分和各種化學(xué)藥劑，化學(xué)需氧量高。例如：草橋油田采出水中化學(xué)需氧量為714mg/L，渤海油田采出水中化學(xué)需氧量大于500mg/L。

2.2高礦化度

油氣田采出水礦化度最低也在1000mg/L以上，高可達(dá)14×104mg/L，中原油田采出水總礦化度高達(dá)8×104-14×104mg/L，渤海油田采出水礦化度為11×104mg/L，Cl-達(dá)6996mg/L，高礦化度加速了腐蝕速度，同時(shí)也給廢水生化處理造成困難。

2.3含油量高

一般采出水中含油量均在1000mg/L左右，其中90%左右為分散油（10-100μm）和浮上油（大于100μm），約有10%為乳化油。

2.4水中含微生物

采出水中常見微生物有硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌、腐生菌，均為絲狀菌，多數(shù)采出水中細(xì)菌含量為102-104個/mL，部分高達(dá)108個/mL，細(xì)菌大量繁殖不僅腐蝕管線，而且還造成地層嚴(yán)重堵塞。

2.5含有大量生成垢的離子

采出水中含有HCO3-、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Cr2+等生成垢的離子。

2.6懸浮物含量高

水中懸浮物含量高，顆粒細(xì)小，容易造成地層堵塞。其中懸浮固體（顆粒直徑1-100μm）主要包括：泥砂、各種腐蝕產(chǎn)物及垢、硫酸鹽還原菌、腐生菌和重質(zhì)油類等;膠體（1×10-3-1.0μm）主要由泥砂、腐蝕結(jié)垢產(chǎn)物和細(xì)菌有機(jī)物構(gòu)成。

3油氣田采出水深度處理和利用技術(shù)

3.1溶氣氣浮處理技術(shù)

3.1.1溶氣氣浮處理技術(shù)

當(dāng)前在進(jìn)行油氣田開采和發(fā)展過程中應(yīng)用最為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)就是溶氣氣浮技術(shù)，溶氣氣浮技術(shù)具體又分為幾個不同的分支。（1）全流程加壓溶氣氣浮技術(shù)，在油氣田采出水的處理上應(yīng)用比較常見，由于其所需要的空間體積較小，能夠節(jié)約一定的空間。（2）回流式溶氣氣浮技術(shù)主要是通過自身凈化裝置進(jìn)行處理之后的部分污水進(jìn)行再利用，將經(jīng)過深度處理之后的污水轉(zhuǎn)化為正常的水源循環(huán)到凈化裝置中，一般來說，對于采出水中含水量較高的污水處理比較適用。（3）壓氣式溶氣氣浮技術(shù)則主要是將氣體通過外力的方式將其壓入到液體當(dāng)中實(shí)現(xiàn)對雜質(zhì)的清除工作。

3.1.2溶氣氣浮技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的影響因素

溶氣氣浮處理技術(shù)在應(yīng)用過程中，應(yīng)注意保證氣體與液體的接觸時(shí)間，這是由于根據(jù)相關(guān)的研究以及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，采出水中氣泡中所含氣體與液體接觸時(shí)間越長，會大大提高附著率，從而加強(qiáng)了氣田中雜質(zhì)的去除效果。因此，對于溶氣氣浮技術(shù)效率的一個重要的影響因素為氣體與液體之間的附著時(shí)間。此外，環(huán)境溫度，采出水的pH值對于溶氣氣浮技術(shù)效率也有著一定的影響。因此，在應(yīng)用溶氣氣浮處理技術(shù)時(shí)，應(yīng)注意采出水的來源等實(shí)際情況，這是由于采出水的來源會極大地影響處理完成后水質(zhì)的情況，根據(jù)采出水的具體情況對壓力式溶氣氣技術(shù)與回流式溶氣氣浮技術(shù)進(jìn)行合理地選擇。

3.1.3氣體濃度、油珠直徑等影響

應(yīng)用溶氣氣浮技術(shù)對氣田采出水進(jìn)行處理時(shí)，氣泡的濃度以及油珠的直徑也會對處理效率以及處理效果產(chǎn)生一定的影響，由于當(dāng)油珠的直徑過大，氣泡濃度較低時(shí)，會使得氣體與液體的接觸效果下降，氣泡的吸附變得較為困難，從而使采出水的處理效率以及處理質(zhì)量下降，即較小的氣泡會增大固體顆粒物與之的接觸面積，從而提升附著力，提高對水中雜質(zhì)的清除能力。根據(jù)相關(guān)的研究以及應(yīng)用，氣泡的直徑在50微米左右，其吸附能力最強(qiáng)，從而對于采出水的深度處理更有效果。

3.1.4氣浮處理技術(shù)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

在對氣田采出水進(jìn)行深度處理選用氣浮處理技術(shù)時(shí)，為了提高采出水的處理效率以及處理質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)采出水的來源以及含水量等實(shí)際情況合理地進(jìn)行氣浮技術(shù)D選擇。另外，固體以及氣體之間的接觸情況也直接影響著處理情況。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，可以綜合利用多種氣田采出水處理技術(shù)，例如可以先對氣田采出水使用物理沉降的處理方式，從而將采出水中所含的較大的顆粒、泥沙等雜質(zhì)清除，再在此基礎(chǔ)上，使用氣浮技術(shù)，從而有效地提高采出水處理質(zhì)量。通過此種方式，可以降低對氣田采出水的處理成本，提高企業(yè)效益。

3.2膜處理技術(shù)

膜分離技術(shù)就是利用膜的選擇透過性進(jìn)行分離和提純的技術(shù)。膜由合成的高分子材料制成，具有形態(tài)較整齊的多孔結(jié)構(gòu)，孔徑分布均勻。過濾時(shí)，所有大直徑的粒子全部攔截在濾膜表面上。膜法處理可根據(jù)廢水中油粒子的大小，合理地確定膜截留分子量，且處理過程中一般無相的變化，常溫下操作，有高效、節(jié)能、投資少、污染少的特點(diǎn)。近年來，越來越多的膜分離技術(shù)開始用于油氣田采出水的處理。常應(yīng)用于采油廢水處理的膜，包括反滲（RO）、超濾（UF）、微濾（MF）、電滲析（ED）和納濾（NF）等。目前，在國內(nèi)外各大油田應(yīng)用較多的是超濾膜技術(shù)。UF膜孔徑一般在1nm-1μm之間，截留固體顆粒、膠體及相對分子質(zhì)量為1000-100000的大分子，RO膜幾乎完全可以將相對分子質(zhì)量為150以上的有機(jī)組分截留。UF+RO膜技術(shù)的組合處理高含鹽的采出水，可達(dá)到回注要求水質(zhì)。經(jīng)過該工藝處理的水中，懸浮物含量和油含量完全能達(dá)到SY/T5329-94A1級標(biāo)準(zhǔn)。其中懸浮物含量小于1mg/L，含油量小于4mg/L，粒徑中值小于1μm。

3.3化學(xué)處理技術(shù)

化學(xué)處理方法主要用于處理提取水中不能通過物理或微生物方法去除的某些物質(zhì)，主要是乳化油，老化油和膠體瀝青。化學(xué)處理方法往往是針對性的，可以有效去除雜質(zhì)，并使水質(zhì)合格。常用的方法包括化學(xué)裂解和化學(xué)氧化。該化學(xué)方法主要用作水處理的預(yù)處理技術(shù)或與其他方法結(jié)合使用。比如某油田COD從650mg/L降至3000mg/L，有效去除率為35%。在海上油田的開發(fā)中，由于水中含有多種聚合苯芳烴，其他方法難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，且化學(xué)處理效果較好。

4結(jié)束語

我國目前堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的理念，對油氣田采出水進(jìn)行深度處理并加以利用不僅能夠促進(jìn)我國可持續(xù)發(fā)展的理念，同時(shí)也有利于采油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，降低企業(yè)采油的成本，對環(huán)境起到了有效的保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

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