油田污水處理技術(shù)問(wèn)題淺析及新技術(shù)應(yīng)用研究

臧芳+李海燕

摘 要：概述了油田污水處理技術(shù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題。簡(jiǎn)要介紹了氣浮分離技術(shù)與超濾膜技術(shù)的結(jié)合處理系統(tǒng)在油田污水中的應(yīng)用，以及該處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。提出了油田污水處理技術(shù)發(fā)展的技術(shù)方向。

關(guān)鍵詞：油田污水；水處理；氣浮分離；膜分離

引言

水是人類賴以生存的重要資源，隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展和人口的快速增長(zhǎng)，對(duì)水資源的需求也急劇增加，部分地區(qū)水資源短缺問(wèn)題明顯。

與此同時(shí)，隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提升，對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，對(duì)于污水排放有了更加嚴(yán)格要求。

油田污水處理技術(shù)在油田持續(xù)開發(fā)、保護(hù)環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用。油田污水處理后用于回注，不僅可以對(duì)污水中的原油進(jìn)行回收，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用、減少環(huán)境污染，且為注水開采提供了充足注水水源、節(jié)約了大量的水資源，帶來(lái)了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 油田污水處理技術(shù)現(xiàn)狀

不同油田污水因其開采方式、原油特性、地質(zhì)等條件不同，其具有的水質(zhì)特性也有所差異，且回注水的水質(zhì)指標(biāo)要求也不同，導(dǎo)致所采用的處理工藝也會(huì)不同。常見的油田污水處理工藝流程可分為常規(guī)污水處理流程、深度污水處理流程、聚驅(qū)污水處理流程和三元污水處理流程等4大類。

常規(guī)污水處理流程主要采用三段（除油→沉降→過(guò)濾）或兩段（除油→過(guò)濾）處理工藝流程。深度污水處理流程是在常規(guī)污水處理流程的基礎(chǔ)上，采用兩級(jí)過(guò)濾處理工藝流程。常規(guī)污水處理流程和深度污水處理流程在水驅(qū)采出水處理系統(tǒng)中，獲得廣泛應(yīng)用和認(rèn)可。因聚驅(qū)采油和三元復(fù)合驅(qū)采油是油田三次開采所采用的新技術(shù)，其采出水處理流程仍然以三段處理技術(shù)流程為主，也是目前油田水處理領(lǐng)域面臨的新課題。

在各處理工藝流程中，主要的處理指標(biāo)是油和懸浮物，因此在處理過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)是除油技術(shù)和過(guò)濾技術(shù)。

除油技術(shù)和過(guò)濾技術(shù)都是基于物理法的分離的原理，針對(duì)處理指標(biāo)的不同物理特性，而采取不同的處理方式。除油技術(shù)是根據(jù)油水密度的不同，分離污水中油。常用的除油技術(shù)包括自然除油、斜板除油、粗?；秃蛪毫Τ凸蕖＿^(guò)濾技術(shù)是利用過(guò)濾介質(zhì)截留污水中的油和懸浮物，完成污水中的油、懸浮物與水的分離。常用的過(guò)濾介質(zhì)為石英砂、磁鐵礦、無(wú)煙煤、纖維球及核桃殼等。

2 油田水處理面臨的問(wèn)題

隨著油田的發(fā)展，我國(guó)大部分油田已進(jìn)入三次采油階段。聚合物驅(qū)油技術(shù)和三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)已成為成熟的三次采油技術(shù)，在全國(guó)各大油田得到廣泛應(yīng)用。尤其是三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)是目前提高采收率幅度最大的方法之一。但隨著三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)的推廣，也給油田采出水處理系統(tǒng)帶來(lái)了新的問(wèn)題。

三元復(fù)合驅(qū)采出水與水驅(qū)采出水相比，水質(zhì)特性發(fā)生變化、難于處理，主要表現(xiàn)為：（1）污水的粘度增加，使油水分離的能力下降；（2）污水中的油珠變小，油水界面水膜強(qiáng)度增大，界面電荷增強(qiáng)，導(dǎo)致污水中的油珠穩(wěn)定地存在水中，難于分離；（3）由于陰離子型聚合物的存在，嚴(yán)重干擾了絮凝劑的使用效果，使絮凝作用變差，大大增加了藥劑的用量，同時(shí)產(chǎn)生大量的絮體。（4）由于聚合物吸附性較強(qiáng)，采出水中攜帶的固體顆粒物較多，采出水中懸浮固體含量大大增加。水質(zhì)復(fù)雜化現(xiàn)象加劇，使水中含油及懸浮物的去除難度增加，處理效果差。

因此，針對(duì)目前污水水質(zhì)狀態(tài)，開發(fā)出與之配套產(chǎn)品，且滿足油田水處理標(biāo)準(zhǔn)高要求處理工藝已迫在眉睫。

3 氣浮分離技術(shù)與超濾膜技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用

針對(duì)三元復(fù)合驅(qū)采出水的水質(zhì)特性，開發(fā)研制出的將氣浮分離技術(shù)和超濾膜技術(shù)術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于油田水處理工藝系統(tǒng)。其主要工作原理是利用氣浮分離技術(shù)和超濾膜分離技術(shù)處理工藝。來(lái)水先進(jìn)入氣浮分離工藝處理段，去除水中的大部分浮油及少量懸浮物；再經(jīng)過(guò)超濾膜分離技術(shù)工藝處理，水中的含油及懸浮顆粒等物質(zhì)被截留去除。處理后的水，可達(dá)到油田低滲透油藏回注水標(biāo)準(zhǔn)或回配標(biāo)準(zhǔn)要求。和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。

氣浮分離處理工藝設(shè)備為氣浮處理裝置，其工作原理流程為污水先進(jìn)入加藥混合裝置，經(jīng)加藥后的污水與溶氣系統(tǒng)產(chǎn)出的溶氣水在氣浮裝置內(nèi)接觸、混合，微小的氣泡表面附著原水中油珠和絮體顆粒向水面上浮，在上浮到水面后會(huì)被收油系統(tǒng)中的刮油機(jī)及時(shí)收走，避免了氣泡破裂后浮油再次呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)。氣浮處理裝置由加藥混合裝置、溶氣裝置、氣浮刮渣裝置、斜板填料裝置、氣浮排泥裝置、收油排油裝置和控制裝置等組成。溶氣裝置包括有溶氣罐、溶氣釋放裝置和溶氣泵；氣浮排泥裝置中設(shè)有排泥泵，可將裝置底部的淤泥去除，保證水質(zhì)的穩(wěn)定性；氣浮刮渣裝置中設(shè)有兩臺(tái)刮渣機(jī)，可將裝置分離出的油和懸浮物及時(shí)高效地排出。溶氣方式采用回流式壓力溶氣工藝。氣浮裝置設(shè)有粘度檢測(cè)裝置，可對(duì)水質(zhì)粘度進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)節(jié)?？舍槍?duì)檢測(cè)出的污水的特性，在加藥裝置內(nèi)加入相應(yīng)的藥劑，降低污水的粘度，同時(shí)破壞油珠在污水中的穩(wěn)定性。

超濾膜處理工藝設(shè)備為超濾膜處理裝置，其原理是利用其超濾過(guò)濾元件對(duì)采油廢水中進(jìn)行深度過(guò)濾處理，經(jīng)過(guò)氣浮處理工藝段除油后的采油廢水進(jìn)入到超濾膜處理工藝段，多個(gè)超濾膜堆在自動(dòng)化系統(tǒng)的統(tǒng)一控制下組成相對(duì)獨(dú)立的超濾膜處理主系統(tǒng)。帶壓采油廢水進(jìn)入超濾膜處理主系統(tǒng)后，經(jīng)過(guò)超濾膜的過(guò)濾處理，水中的含油及懸浮顆粒等物質(zhì)被截留去除，水質(zhì)得到了凈化處理。超濾膜處理裝置由超濾膜過(guò)濾裝置、空壓機(jī)、膜反沖洗泵、堿清洗裝置、酸清洗裝置和有機(jī)溶劑清洗裝置等組成。超濾膜過(guò)濾裝置主要由來(lái)水進(jìn)水管、超濾產(chǎn)水出管、反洗水進(jìn)水管、反洗水排水管和壓縮空氣進(jìn)氣管等組成。壓縮空氣進(jìn)氣管與空壓機(jī)連接，為裝置提供所需的氣源。反洗水進(jìn)水管與膜反沖洗泵連接，為裝置提供所需的反洗水。膜反沖洗泵的進(jìn)水管與堿清洗裝置、酸清洗裝置和有機(jī)溶劑清洗裝置能過(guò)管路連接。

4 氣浮分離技術(shù)與超濾膜技術(shù)的結(jié)合處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

氣浮分離技術(shù)和超濾膜技術(shù)術(shù)的結(jié)合，可保證最終出水含油率小于5mg/L，懸浮物小于1mg/L，粒徑中值小于1μm。氣浮處理工藝段和超濾膜處理工藝段各自采用可編程邏輯控制器完成本工藝段的自動(dòng)控制，并連接到一個(gè)DCS集散控制系統(tǒng)，由DCS集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中顯示并全面協(xié)調(diào)。

該套油田污水處理工藝系統(tǒng)不僅解決了現(xiàn)有技術(shù)中三次采油工藝過(guò)程中污水處理效果不理想的技術(shù)問(wèn)題。還具有系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單、效率高、靈活性和適應(yīng)性強(qiáng)、操作維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在我們大部分油田已進(jìn)入油田三次開采階段，油田污水處理難度也隨之加大。通過(guò)不斷改造油田水處理技術(shù)和開發(fā)研究的新的油田水處理技術(shù)，是解決油田污水處理問(wèn)題和滿足油田水處理發(fā)展要求的有效手段，也是今后油田水處理技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

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