關(guān)于對污水回注工藝的探討

管西娟 龐賀銀 劉永杰

（1.長慶油田第二采油廠城壕作業(yè)區(qū)，甘肅 慶陽 745100；2.長慶油田第七采油廠百寶作業(yè)區(qū)，陜西 延安 717606；3.長慶油田第二采油廠技術(shù)監(jiān)督中心，甘肅 慶陽 745100）

油田開發(fā)過程中產(chǎn)生的污水回收利用難度大，且因礦化度高，外排時會造成土壤堿化與板結(jié)，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。為了解決油井開采﹑廢水外排的問題，應(yīng)用污水回注技術(shù)可以直接有效﹑成本低廉地解決難題。適當(dāng)應(yīng)用污水回注工藝，有利于降低油田含油污水的處理成本，降低石油勘探開發(fā)的成本，并解決外排造成的環(huán)境污染問題。

1 污水及回注水的劃分標(biāo)準(zhǔn)

污水即含油廢水，具有以下幾個特征：有機(jī)物含量較高﹑水溫較高﹑pH值變化較大﹑含難降解物質(zhì)較多﹑礦化度高﹑表面張力大；水中主要污染物包括油﹑硫化物﹑氰化物﹑COD﹑氨氮﹑酚及其它有毒物質(zhì)，并殘存有機(jī)化學(xué)藥劑及其它雜質(zhì)。這些特征也正是影響回注水使用的重要因素。

如果將含油廢水回注至地下油層，其含有的鐵細(xì)菌﹑腐生菌等物質(zhì)會加速采油循環(huán)系統(tǒng)的腐蝕和粘附速度，增加結(jié)垢厚度，從而降低系統(tǒng)的使用壽命。同時還會促進(jìn)回用水的微生物繁殖，增加生物粘泥的數(shù)量，并且堵塞后續(xù)深度處理設(shè)施中的濾膜。由此可見，對含油污水中有機(jī)物的處理相當(dāng)關(guān)鍵。

處理含油污水，首先要清除各種油類物質(zhì)，這些油類絕大部分為懸浮態(tài)油，其漂浮于污水表面，或者以微小油珠形態(tài)懸浮于水中，可將浮于水面的油刮除。另有一部分油為乳化態(tài)油，它們是極小微粒油珠的穩(wěn)定狀態(tài)，需要用藥劑破乳，從水中分離。此外，還有一部分以溶液態(tài)存在的油，只能通過吸附過程或者生化反應(yīng)去除。而對于含油廢水中的重金屬物質(zhì)，如鐵﹑錳﹑三價鐵等，由于鐵﹑錳會直接影響回注水的使用；三價鐵由氧化后的二價鐵形成，可沉積堵塞在回注油層，形成栓塞，所以它們都是去除的對象。

2 污水回注工藝技術(shù)

2.1 兩級過濾工藝

兩級過濾工藝主要采用兩級核桃殼+兩級改性纖維球過濾的方式，它以污水回注為目標(biāo)，由各個過濾設(shè)備的處理站根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合串聯(lián)﹑并聯(lián)方式運(yùn)行，運(yùn)行過程中配合殺菌﹑絮凝﹑防腐等措施以加強(qiáng)污水回注的效果。另外，也可以在實(shí)際操作中采用三級改性纖維球過濾工藝。

兩級過濾工藝的主要作用在于，除掉污水中的油和懸浮物。其中，核桃殼過濾器可以去除原油，但去除懸浮物的效果較差，而改性纖維球過濾器可以一同去除原油和懸浮物，這種將兩者相結(jié)合的污水回注工藝可以有效提升處理后的水質(zhì)。就三級改性纖維球過濾工藝而言，其設(shè)備運(yùn)行比較平穩(wěn)，可有效去除水中的懸浮物及油污，在來水水質(zhì)較平穩(wěn)的狀態(tài)下，處理后的出水水質(zhì)基本上可以達(dá)到回注水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 氣浮加之過濾處理工藝

這項工藝通過向水中均勻加入微小氣泡，使得攜帶原油及懸浮固體細(xì)小顆粒加速上浮，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)油﹑水以及懸浮層的快速分離，實(shí)現(xiàn)污水回注?，F(xiàn)行的氣浮處理工藝一般有三種：OPS橇狀氣浮﹑常規(guī)氣浮除油+精細(xì)過濾﹑氣浮+AGF處理系統(tǒng)。一般來說，氣浮處理在油田中的運(yùn)行時間并不長，所以選擇工藝盡量精細(xì)。

2.3 小站簡易流程

針對注水規(guī)模較小﹑初期產(chǎn)水量不能滿足配注要求的邊遠(yuǎn)油井站點(diǎn)，可以采用污水回注的簡易流程，即含水原油經(jīng)過沉降罐脫水處理之后，進(jìn)入除油罐簡易除油，之后就地回注，由站點(diǎn)直接配注污水的回注，處理規(guī)模一般在100～500m3/d。

2.4 光電殺菌工藝

光電殺菌工藝的操作原理是利用光波為254nm的紫外燈產(chǎn)生紫外線，與二氧化鈦發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而在水中形成光化學(xué)催化效應(yīng)，產(chǎn)生的高活性自由基可以有效打亂微生物的DNA分子，破壞細(xì)胞的再生能力而起到殺菌功效。

2.5 電解鹽殺菌工藝

電解鹽殺菌工藝的運(yùn)作原理是通過對含有一定濃度氯離子的鹽水進(jìn)行電解，產(chǎn)生氯酸鈉溶液加入管道中進(jìn)行殺菌，從而抑制油田污水中TGB和SRB的繁衍。不過，這項工藝殺滅TGB和SRB的效果有限，而且長期運(yùn)行穩(wěn)定性較差。

3 污水回注工藝流程特點(diǎn)

第一，回注水深度處理工藝。其工藝流程體現(xiàn)于：選擇除油﹑生化﹑錳砂除鐵﹑殺菌﹑膜分離工藝，實(shí)踐證明這一流程可以達(dá)到嚴(yán)格的回注水標(biāo)準(zhǔn)。

第二，殺生滅菌工藝。此流程選擇工藝時必須顧及避免后續(xù)濾膜發(fā)生氧化，首先要選擇氧化型殺生劑臭氧，之后選擇非氧化型殺生劑二硫氰基甲烷。

第三，深度處理工藝。此工藝中一般較多使用的是超濾膜，但它被油堵塞后反沖洗的難度很大，而選擇使用疏油材料聚四氯乙烯，可以有效解決這一問題。

結(jié)語

中國是一個貧水的國家，而對于石油資源的需求量卻相對很大，所以在節(jié)約用水﹑改進(jìn)油井勘探開發(fā)技術(shù)的背景之下，應(yīng)用先進(jìn)的污水回注工藝就具有重大現(xiàn)實(shí)意義。目前，中國大部分油田已經(jīng)進(jìn)入石油開發(fā)的中期階段，采出油中含水量可達(dá)70%～80%，所以日產(chǎn)含油污水量非常大。如果這些水不經(jīng)處理而直接排放到環(huán)境中，不僅會污染環(huán)境﹑地面水體﹑土壤，還會造成可怕的浪費(fèi)，因?yàn)椴捎瓦^程中需要大量符合標(biāo)準(zhǔn)的水回注到地下油層中。所以，污水回注工藝技術(shù)亟待開發(fā)﹑適用。

對采出水進(jìn)行處理并用于回注，應(yīng)用有效的污水回注工藝，可降低運(yùn)行成本，提高操作的便捷度，不僅滿足勘探開發(fā)油井時對注水量的需求，而且節(jié)約了水資源，給油田帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益，為油田開發(fā)的污水無害化處理提供了新思路。

[1] 成明泉.現(xiàn)代化污水處理技術(shù)及其應(yīng)用[J].管理科學(xué)文摘，2006（06）.

[2] 張金波，傅紹斌，曾玉彬.油田采出水回注處理技術(shù)進(jìn)展[J].工業(yè)水處理，2000（10）.