油田污水的綜合處理技術(shù)研究

【摘 要】油田污水中含有許多機(jī)械雜質(zhì)懸浮物，以及油水分離后的殘余油珠。這種水如果直接進(jìn)入回注系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致過濾器很快堵塞或降低效率。進(jìn)入地層后可能形成“乳化塞段”導(dǎo)致注水能力降低。

【關(guān)鍵詞】油田污水；注水系統(tǒng)；處理技術(shù)

要搞好油田注水系統(tǒng)必須有一個(gè)系統(tǒng)的綜合的考慮。如，水源的選擇、水處理系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和完善，做好系統(tǒng)的監(jiān)控方案、考慮到各類藥劑之間的相互匹配等等。油田水的化學(xué)處理僅僅是處理技術(shù)的一個(gè)方面，有時(shí)它還需要其它技術(shù)的配合，才能達(dá)到更好的防腐、防垢、防菌等效果。即有時(shí)僅僅依靠化學(xué)藥劑處理還不能完全解決問題，而需要采用其它技術(shù)或方法加以輔助，例如采用而蝕金屬材料或非金屬材料等。尤其需要考慮到下列因素：

（1）為了保護(hù)全流程，防腐、防垢、殺菌等藥劑一般須在進(jìn)水處理站時(shí)投加。但這樣投加的藥劑將通過濾池，而濾也具有較強(qiáng)的截留能力，一般10微米左右的顆粒，包括固體或非水液體將被截留從而影響藥劑效果。因此，如果采用了一部分耐蝕材料，那么在此基礎(chǔ)上緩蝕劑等可考慮在過濾器后投加。

（2）水處理站內(nèi)有些設(shè)備和部位中水的流速很低，這時(shí)僅反用緩蝕劑其保護(hù)效果是不夠理想的，有些水處理站內(nèi)的備用構(gòu)筑物采用緩蝕劑防腐效果也是有限的。

（3）在水處理站采用部分而腐蝕材料后，可少加或不加緩蝕劑，或?qū)徫g劑的要求及投加量可以降低。由于上述原因，要搞好注水系統(tǒng)，必須有一個(gè)系統(tǒng)的觀點(diǎn)和綜合考慮問題的方法。

一、水源的選擇

選擇水源應(yīng)從水量和水質(zhì)兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。首先，水源必須提供足夠的水量，以達(dá)到設(shè)計(jì)上所要求的最大注入量。有關(guān)水源選擇方面需考慮的問題，現(xiàn)歸納如下：

1）水的腐蝕與結(jié)垢趨勢。在可能的情況下，應(yīng)盡量事先測定所用水源水的腐蝕性，即使不能精確測定，也應(yīng)在了解水的PH值、溶解氣體和含鹽量的情況下，粗略的估計(jì)推測一下水的相對腐蝕性，而且最好是用新鮮水在現(xiàn)場進(jìn)行測定。

2）水的可混性。如果必須兩種或多種水混合使用，則應(yīng)作結(jié)垢計(jì)算與可混性試驗(yàn)。一般情況下，由于接觸的范圍有限，因此注入水的可混性在注水方面產(chǎn)生的問題可能不大，但當(dāng)注入水突然進(jìn)入生產(chǎn)井時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這方面的問題，因此也必須進(jìn)行注入水和油層水可混性試驗(yàn)，以便確定在生產(chǎn)井見水后會(huì)出現(xiàn)什么問題。

3）懸浮固體和含油量。水中固體的濃度、顆粒大小及其分布、固體的性質(zhì)及其組分等都對水的堵塞有重要的影響，如果進(jìn)行過濾操作，這些參數(shù)對過濾器的選擇也有很大的影響。此外任何可能選來作為注水用的采出水，都必須測定其含油量，因?yàn)樗泻秃笠话愣紩?huì)導(dǎo)致注入能力降低，并在地層中可能形成“乳化塞段”，而且原油對某些懸浮物如硫化鐵等是很好的粘結(jié)劑，它能使過濾器很快失效或效率降低。至于水中含油量的測定則可采取用清潔溶劑從水樣中把油萃取出來，原油可使溶劑著色，其含油量就可用特定的原油配制的標(biāo)準(zhǔn)樣品與之比較來確定，因?yàn)轭伾纳顪\與水中萃取出來的含油量是成正比的。

二、處理系統(tǒng)的類型

油田水處理系統(tǒng)一般分為兩種類型，即封閉系統(tǒng)與開式系統(tǒng)，在進(jìn)行以上各項(xiàng)水處理技術(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮到這兩類系統(tǒng)的不同特點(diǎn)?，F(xiàn)將分別處理地面水和地下水時(shí)的開式和閉式兩種系統(tǒng)示意如下：

1）地面水開式系統(tǒng)

水源→清除固體→儲(chǔ)罐→注入泵→井

2）地面水閉式系統(tǒng)

水源→清除固體→除氧→儲(chǔ)罐→注入泵→井

3）地下水開式系統(tǒng)

水源→曝氣→清除固體→儲(chǔ)罐→注入泵→井

4）地下水閉式系統(tǒng)

水源→清除固體→儲(chǔ)罐→注入泵→井

由上所示，可見兩種系統(tǒng)各有不同的特點(diǎn)：

閉式系統(tǒng)是一種設(shè)計(jì)要求完全隔絕氧氣的系統(tǒng)，由于氧氣常是引起腐蝕等障礙的主要原因之一，因此如果經(jīng)濟(jì)允許，閉式系統(tǒng)是一種理想的方法。它習(xí)慣上只用于原先就不含空氣的水系統(tǒng)，因?yàn)椋瑥南到y(tǒng)外加入系統(tǒng)的組分越多，就越是難以將氧氣隔絕在系統(tǒng)之外，所以從飽和系統(tǒng)中排除氣氛在經(jīng)濟(jì)上往往是不合算的。但對海水注入系統(tǒng)是例外的，未處理的海水一般是被氧飽和的，而且腐蝕性嚴(yán)重，實(shí)踐證明，把溶解氧排除是控制腐蝕有效和合算的方法之一。因此近年來，國外大型海水注入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越普遍，在海上油田和靠近海邊的陸上油田大都采用此法。

開式系統(tǒng)則一般未使系統(tǒng)與氧隔絕，因此當(dāng)原來就將被氧飽和的地面水作為注入水源時(shí)，可選用開式系統(tǒng)。此外當(dāng)需要通氣以去除H2S或CO2時(shí)，采用開式系統(tǒng)也是合適的。由于開式系統(tǒng)腐蝕一般將加劇，因此，在開式系統(tǒng)除采用化學(xué)藥劑處理外，大多數(shù)情況需用涂料、非金屬材料等來幫助控制腐蝕問題。

三、水質(zhì)的監(jiān)控

在系統(tǒng)建成并開始注水后，應(yīng)著手建立系統(tǒng)的監(jiān)控方案，以觀察水處理的實(shí)際效果，以便在發(fā)現(xiàn)有關(guān)問題后可分析原因和采取措施，及時(shí)加以糾正。檢查和分析水樣，最好是沿著水處理流程從水源開始，經(jīng)過整個(gè)水處理系統(tǒng)的各個(gè)階段直至注水井，對選定的取樣點(diǎn)進(jìn)行取樣測量，并取得如下有關(guān)數(shù)據(jù)：圖表（略）

1）含鐵量——表示腐蝕的程度；2）含鈣量——表示形成水垢的趨勢；3）SO4-2-——如果發(fā)現(xiàn)水中SO4-2-降低，則可能有BaSO4等沉積；4）H2S——如果經(jīng)過水處理系統(tǒng)H2S含量增加，則可能有硫酸鹽還原菌的存在。5）腐蝕速度。在閉式系統(tǒng)腐蝕速度的增加，可能意味著有氧氣進(jìn)入系統(tǒng)。

四、藥劑的匹配

由于在整個(gè)水處理系統(tǒng)中，緩蝕劑、陰垢劑、殺菌劑和凈化劑等多種藥劑幾乎同時(shí)投加使用，因此應(yīng)當(dāng)十分注意藥劑相互之間的匹配問題。根據(jù)有關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在選用藥劑時(shí)應(yīng)考慮下列原則：

1）注意藥劑的水溶性和藥劑之間的互溶性。首先應(yīng)做到投加的各類化學(xué)藥劑的水溶性好，使所用化學(xué)藥劑能與水互溶。有些藥劑如果在濃鹽水中會(huì)產(chǎn)生沉淀或發(fā)生“鹽析”現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)盡可能避免出現(xiàn)上述情況。此外使用的殺菌劑最好能與緩蝕劑、防垢劑等互溶，彼此之間也不產(chǎn)生沉淀和降效等有利影響。

2）注意藥劑的抗藥性。這個(gè)問題在殺菌劑的選擇中必須考慮。細(xì)菌有一種較強(qiáng)的適應(yīng)能力，某種殺菌劑被使用一個(gè)時(shí)期后，細(xì)菌會(huì)對它產(chǎn)生抗藥性。因此，最好選擇兩種殺菌劑交替使用，當(dāng)細(xì)菌開始對第一種殺菌劑產(chǎn)生抗藥性時(shí)，就改換用第二種殺菌劑，以避免和解決抗藥性的問題。

3）注意藥劑的毒性和經(jīng)濟(jì)性。盡管油田對周圍環(huán)境的要求不象人口密集的城市對有關(guān)工廠排放水的要求那樣嚴(yán)格，但是如果使用的藥劑毒性太大，對操作工人的健康和周圍環(huán)境終將產(chǎn)生不良影響。因此在選用藥劑上應(yīng)盡可能采用低毒、無公害的藥劑，但有的從國外引進(jìn)的殺菌劑中還有劇毒的有機(jī)錫化合物等，從環(huán)境保護(hù)角度是不可取的。此外，藥劑的成本和價(jià)格直接影響到經(jīng)常性的運(yùn)行費(fèi)用，因此從經(jīng)濟(jì)上考慮，藥劑的費(fèi)用應(yīng)盡可能降低。

參考文獻(xiàn)

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