油田污水處理技術(shù)在注水工藝中的應(yīng)用

王軍體

（中國石化中原油田濮城采油廠，河南濮陽 457532）

隨著我國的原油需求量不斷提升，油田開采工作的效率與質(zhì)量也在逐步增強，而注水工藝的應(yīng)用能夠在此基礎(chǔ)上提高原油的產(chǎn)量。在進(jìn)行注水工藝的過程中，對水資源的質(zhì)量提出了嚴(yán)格的要求，而在當(dāng)前的注水工藝當(dāng)中，我國較為落后的污水處理技術(shù)會使油田開采的工作變得緩慢。因此，在進(jìn)行開采工作過程中，要對污水處理技術(shù)進(jìn)行有效地研究，不僅要讓這種技術(shù)能夠充分地運用到油田開采工作當(dāng)中，還能使我國的注水工藝及油田開采工作的效率得以有效地提升。

1 注水工藝的基本概念

在進(jìn)行油田注水工作的過程中，主要是將高質(zhì)量的水資源注入到油層中，讓油層能夠達(dá)到進(jìn)行開采的要求，而油田注水工作在進(jìn)行的過程中，能夠確保儲油層具有一定的壓力，并將地下的原油資源提升到油井之中，這樣會對后續(xù)的開采工作提供一些便利。而對于注水工藝來講，最重要的就是水資源的使用，可以說水資源在運作的過程當(dāng)中起到了驅(qū)動的作用，加快了油田注水工藝的工作效率。同時，在注水工藝所需的驅(qū)動劑當(dāng)中，水是成本較低且能夠保障開采效率的驅(qū)動劑，這對于注水工藝的整體發(fā)展來講是非常有利的。油田注水工藝不僅能夠保障工作整體的經(jīng)濟效益，還能對注水工藝所需的成本進(jìn)行有效的控制，而水也被作為石油開采工作的主要驅(qū)動劑之一。在當(dāng)前的油田注水工藝發(fā)展的當(dāng)中，已經(jīng)成為了油田開發(fā)工程的一種重要工程之一，而注水工藝運用的效果與質(zhì)量的提升，也為油田開采起到了關(guān)鍵性的作用。

2 油田污水處理的特點

在油田進(jìn)行開采的過程中，會有大量的污水產(chǎn)生，這種污水被工作人員稱之為“采出水”，意思就是在開采油田時出現(xiàn)的污水。油田采出水自身的成分是比較復(fù)雜的，且這種水資源當(dāng)中富含了大量具有腐蝕性的元素，像鐵離子、碳酸根離子等等，而這些元素的產(chǎn)生會為油田的開采工作造成一系列的安全問題，影響到工作的效率與質(zhì)量。

為了保障油田開采的效果，還會在開采的過程中運用一些輔助型的藥劑，能夠有效地提升油田開采的效果。根據(jù)以往的開采工作來看，大多會使用破乳劑、減阻劑作為輔助藥劑應(yīng)用。但是，在運用輔助類藥劑的過程當(dāng)中，一定要避免輔助藥劑與污水進(jìn)行混合，若是將藥劑與污水進(jìn)行混合，這會導(dǎo)致污水的成分發(fā)生一定的改變，從而影響到油田開采工作的質(zhì)量。在進(jìn)行注水工藝的過程當(dāng)中，要運用微生物驅(qū)動劑與凝膠這兩項物質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，盡可能改善污水中所具有的含油量，而驅(qū)動劑的使用使將污水中的聚合物含量增加。

在進(jìn)行罐子底部作業(yè)時，首先就是要對廢液和過濾芯進(jìn)行反復(fù)的處理，并將具有不同成分的污水進(jìn)行匯聚，在此之后還要進(jìn)行除菌工作，避免在進(jìn)行注水工藝時出現(xiàn)管道腐蝕的現(xiàn)象，這能夠提高油田開采的安全性與工作效率。此外，由于在進(jìn)行油田開采的工作過程當(dāng)中，所產(chǎn)生的污水會對工作周圍的環(huán)境造成很嚴(yán)重的污染與破壞，影響到了我國的生態(tài)環(huán)境。為了對這種現(xiàn)象進(jìn)行及時的處理，要不斷加強油田污水處理技術(shù)，不僅要保障油田開采的整體效率，還要在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)回注效果，從而最大程度地降低油田開采工作的成本，為開采工作的安全性提供有利的幫助。在進(jìn)行開采工作的過程中，也要考慮到我國當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境問題，根據(jù)這些問題去制定開采工作的流程。

3 油田污水處理現(xiàn)狀分析

在進(jìn)行原油開采的過程中，會有大量的油田污水產(chǎn)生，這種污水當(dāng)中具有大量的污染物質(zhì)，像蠟類物質(zhì)、重金屬、硫化物等。如果不能對油田污水進(jìn)行及時的處理與排放，就會對油田開采所在的區(qū)域造成很大的影響，對周邊的氣候環(huán)境、土壤性質(zhì)、農(nóng)作物生長狀況、地下水水質(zhì)等造成很大程度上的危害，這對我國生態(tài)環(huán)境保護是不利的。所以在對油田開采所產(chǎn)生的污水進(jìn)行排放時，必須要運用技術(shù)對污水進(jìn)行及時的處理，只有這樣才能進(jìn)行污水的排放或是循環(huán)應(yīng)用，使我國的生態(tài)環(huán)境問題得到有效的解決。

根據(jù)我國當(dāng)前的油田污水處理技術(shù)發(fā)展來看，在應(yīng)用注水工藝過程中，前期工作主要是運用物理、化學(xué)、生物技術(shù)對污水進(jìn)行及時的處理。根據(jù)技術(shù)應(yīng)用效果，物理處理技術(shù)的應(yīng)用周期不僅比其他兩種技術(shù)要長一些，且具有應(yīng)用場景大的特點，這會在很大程度上加強基建空間的要求。除此之外，化學(xué)技術(shù)和生物技術(shù)在應(yīng)用的過程中，會考慮到藥劑的活性、藥劑的成本、基建空間等相關(guān)的問題，日后也會從成本低、工作效率高等方面對油田污水處理技術(shù)進(jìn)行有效的研究，為油田開采與注水工藝的發(fā)展提供有利的條件。

4 油田污水處理技術(shù)的應(yīng)用問題

4.1 管理方面的問題

企業(yè)若是想要加強油田開采的效率，首先要做的就是對油田注水工作進(jìn)行投資與研發(fā)工作，因為投資能夠?qū)τ吞镒⑺に図椖窟M(jìn)行有效的推動，還能在此基礎(chǔ)上研發(fā)出新的注水工藝，從而加大了回報率。為了加強企業(yè)對于注水工藝的管理，在運用注水工藝時，要對注水量的變化進(jìn)行關(guān)注，特別是在一些控制的過程中，需要工作人員運用相關(guān)的公式去計算注水量的多少，只有這樣才能將注水工藝工作進(jìn)行完善，而企業(yè)在進(jìn)行后期的管理工作過程當(dāng)中，也會在注水工藝中起到一定的作用。

4.2 工藝創(chuàng)新的問題

在進(jìn)行油田開采工作的過程當(dāng)中，由于這項工作需要在一個特殊的環(huán)境下進(jìn)行，所以在面對此環(huán)境的過程當(dāng)中，需要對注水工藝進(jìn)行不斷創(chuàng)新，并且要在此基礎(chǔ)上研發(fā)出更多的機械設(shè)備，以此來適應(yīng)油田開采的工作，在滿足工作需求的同時也能加大油田開采工作的效率。由于水中具有很多的腐蝕元素，這會對注水管的運作造成很大的影響，也能看出以往的工藝材料與設(shè)備是不符合現(xiàn)在的工作的，需要及時對這些設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新，從而加大注水工藝的應(yīng)用效率。

4.3 安全方面的問題

在進(jìn)行油田開采工作與注水工藝的過程當(dāng)中，因為井下的環(huán)境非常惡劣，且常年都存在著一些安全方面的問題，所以導(dǎo)致其腐蝕的現(xiàn)象不斷增大，無法對注水的效果進(jìn)行保障。而這樣會使工作人員無法進(jìn)行后期的工作效果，使注水工藝無法達(dá)到工作人員預(yù)期的目標(biāo)，油田污水處理技術(shù)也無法得到有效的運用。由此可以看出，如若不能及時解決安全方面的問題，會在很大程度上影響到油田開采工作的效率，限制污水處理技術(shù)的應(yīng)用，為開采工作埋下更多的安全隱患。

5 油田污水處理技術(shù)在注水工藝中的應(yīng)用策略

5.1 氣浮處理技術(shù)

氣浮處理技術(shù)主要指的是利用合理的方式在污泥的表層產(chǎn)生很多的小氣泡，而這種小氣泡在上升的過程當(dāng)中，會和污泥當(dāng)中的原油成分、懸浮粒子雜質(zhì)等物質(zhì)進(jìn)行相互碰撞和吸收，從而將污泥當(dāng)中的液體物質(zhì)和固體物質(zhì)分開。這會使原油物上浮在污泥的表面，固體物會下沉在污泥底部，從而使污泥受到一定的凈化。氣浮處理技術(shù)本身具有一定的難度與復(fù)雜性，且工藝性質(zhì)不容易掌握，這就要求技術(shù)人員自身的技術(shù)水平與專業(yè)能力是非常好的。針對于一些很難分離的污水，可以用運用氣浮池或者是重力式沉降罐，這不僅能夠?qū)⑽鬯M(jìn)行分離，還會在很大程度上解決施工成本，而污水當(dāng)中的養(yǎng)分會在氣浮的過程中進(jìn)行溶解，這也會為污水的處理工作帶來很大的幫助。

針對污水所出現(xiàn)的混凝反應(yīng)，在進(jìn)行氣浮處理技術(shù)的過程當(dāng)中，對于混凝反應(yīng)的要求是很低的，這會有效地縮短固態(tài)分離的時間，加快對污水進(jìn)行處理的速度?？墒?，在運用氣浮處理技術(shù)進(jìn)行污水處理的過程當(dāng)中，也會有很多的因素去限制污水處理的效果，像微氣泡的大小、絮凝體顆粒的大小都是影響的因素。而通過實際的研究與實驗，氣浮裝置中所產(chǎn)生的微氣泡直徑為20～100μm，當(dāng)微氣泡的直徑與懸浮顆粒的直徑最為接近的時候，油田污水處理的效果也會是最好的，若是因為氣泡的大小不合適或數(shù)量過多，都會導(dǎo)致氣泡自身的吸附效果不好，這是由于在對污水進(jìn)行處理時，壓力過大而導(dǎo)致其耗能增加，從而使氣泡吸附的效果不夠理想。

5.2 膜生物反應(yīng)器技術(shù)

隨著我國當(dāng)前的科技不斷發(fā)展，油田污水處理的技術(shù)也會得到大幅提升，而膜生物反應(yīng)器的出現(xiàn)就會為油田污水處理技術(shù)的發(fā)展提供有效的幫助。工作人員在運用膜生物反應(yīng)器的過程當(dāng)中，會將膜分離單元、生物處理單元進(jìn)行有機地結(jié)合，通過對于膜組件的有效應(yīng)用，使過去的末端二沉池處理工藝的地位逐步下降，從而代替了這種工藝的地位。在運用膜生物反應(yīng)器技術(shù)的過程中，可以運用生物反應(yīng)器來對污泥的濃度與高活性進(jìn)行維持，使生物的有機負(fù)荷得以有效的提升，使污水處理過程中的污泥含量極大減少，以此來減少污水處理的面積，從而增加油田污水處理技術(shù)的應(yīng)用效果，也能在此過程中得到更大的經(jīng)濟效益。

膜生物反應(yīng)器不僅能夠有效去除油田污水中的一些固態(tài)雜質(zhì)，和以往的沉淀分離固液相比，膜生物反應(yīng)器的分離效果也更勝一籌。且通過膜生物反應(yīng)器分離出來的水也能再一次進(jìn)行回收與利用，從而增大了資源回收利用的效率。在污水進(jìn)行回流的過程中，膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用能夠?qū)ξ⑸锲鸬阶韪糇饔?，將污水?dāng)中的泥與水進(jìn)行徹底地分離，使污水處理技術(shù)的操作方式更加靈活。若是能將傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)與膜生物反應(yīng)器技術(shù)進(jìn)行有效地融合，也會在很大程度上提高油田污水處理技術(shù)的效率，并且能夠?qū)鹘y(tǒng)處理技術(shù)當(dāng)中的三級處理流程進(jìn)行有效地規(guī)避，這樣也會減少土地的使用面積，同時還會使污水的處理成本極大降低，加快油田處理技術(shù)的應(yīng)用效率。與傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝相比，膜生物反應(yīng)器處理油田污水方面具有很大的難度，但是還有很多的優(yōu)勢，像排泥周期長、操作彈性大、對環(huán)境的影響較小等。除此之外，工作人員可以運用PLC 技術(shù)對膜生物反應(yīng)器的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，這樣也能使膜生物反應(yīng)器的操作更加簡便。當(dāng)對油田的污泥進(jìn)行處置時，如果使用膜生態(tài)反應(yīng)器，就可以改善污泥的品質(zhì)，不但解除了以往的污水處理技術(shù)所造成的影響，還提高了水資源的利用價值，油田污水處理效率也能得到不斷地提升與完善。

5.3 微生物反應(yīng)池技術(shù)

微生物反應(yīng)池技術(shù)主要是運用聯(lián)合菌種對污水進(jìn)行處理，因為這種菌種的繁殖能力強，所以在具有的環(huán)境當(dāng)中也能進(jìn)行高效地繁衍，加快氧化的速度。且運用這項技術(shù)，能夠?qū)⑽鬯械碾s質(zhì)進(jìn)行結(jié)合，從而使污水中的雜質(zhì)得以有效地化解。這項技術(shù)主要是將油田污水當(dāng)中的有機結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行處理，以此來減少污水當(dāng)中的物質(zhì)。微生物反應(yīng)池技術(shù)的應(yīng)用特點其實有很多，第一就是微生物的問題，通過這項技術(shù)不僅可以對微生物進(jìn)行凈化，還能運用聯(lián)合菌種來進(jìn)行處理，在凈化之后的水資源會處在穩(wěn)定的狀態(tài)。第二就是這種技術(shù)在應(yīng)用過后具有一定的抗病毒能力，這會使水資源的質(zhì)量得以有效地提升。最后就是在應(yīng)用這項技術(shù)的時候，并不需要投入高昂的成本，在處理的過程中也不需要化學(xué)藥劑的支持，所以不會對生態(tài)環(huán)境造成危害。

微生物反應(yīng)池在運用的過程當(dāng)中，能夠根據(jù)不同的油田污泥種類去選擇最適宜的細(xì)菌加以凈化，通常的生物活力都會在每克104～106個，而生物活力在每克1 012～1 015個時，能夠?qū)β?lián)合菌群的產(chǎn)生有較大的幫助，當(dāng)凈化含鹽高的污泥時，通常10～15d 就可以凈化完成。因為污泥本身的可生化特性相當(dāng)高，這會在很大程度上加強污水的處理效果，使處理之后的水資源的質(zhì)量得以更加穩(wěn)定。微生物反應(yīng)池本身具有很強的抗沖擊性能與抗毒性能，也會隨著時間的不斷增長而提升處理效果，從而加強對污水處理技術(shù)的效率。

6 結(jié)束語

通過油田污水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠使我國的油田開采工作的效率與質(zhì)量得以有效地提升，也能發(fā)揮出注水工藝自身的作用。而在油田開采工作進(jìn)行的過程當(dāng)中，對于所形成的污水進(jìn)行及時的處理，也能保障水資源的穩(wěn)定與利用，這會在很大程度上提高我國油田開采的工作效率，在保障我國生態(tài)環(huán)境的同時，也能在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下進(jìn)行相應(yīng)的工作，從而加大了油田開采工作的效率與質(zhì)量，為我國油田開采工作的發(fā)展提供有力的支持。