淺析油田采出水回用技術(shù)方法

宋文宇

（新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國油田進入開采的中后期，其采出油含水率不斷上升，油田開采過程中出現(xiàn)了一系列的采出水，有些采出水經(jīng)過處理后回注到地層，也有一部分廢水需要經(jīng)過外排處理。為了適應(yīng)低碳經(jīng)濟的發(fā)展要求，必須做好油田環(huán)境的保護工作，實現(xiàn)油田資源的有效性節(jié)約，降低油田工程的碳排放量，實現(xiàn)部分油田采出水的有效性處理及利用，適應(yīng)當(dāng)下油田可持續(xù)性發(fā)展的要求。

1 油田采出水的特點

在工程實踐中，油田采出水現(xiàn)象比較常見，受到各種因素的影響，采出水的構(gòu)成成分比較復(fù)雜，這類采出水的溫度一般較高，并且其含油量非常大，礦化程度非常高，包括各類鹽物質(zhì)、細菌物質(zhì)的含量，存在大量的腐生菌及硫酸鹽還原菌，其存在較大的表面張力，存在大量化學(xué)藥劑的殘留，其油內(nèi)的有機雜質(zhì)難以得到有效性的降解。在油田剩余采出水處理過程中，需要實現(xiàn)各種回用途徑的結(jié)合，做好注汽鍋爐的給水工作，用作生活用水、灌溉用水等程序。針對油田采出水的特點展開分析，選擇合理的油田采出水回用技術(shù)方案，適應(yīng)現(xiàn)階段油田工作的要求。

2 油田采出水回用技術(shù)

（1）離子交換技術(shù)。離子交換技術(shù)實現(xiàn)了樹脂內(nèi)陽離子及鎂離子的交換，鎂離子的一般濃度變低，水質(zhì)得到軟化，這種技術(shù)主要應(yīng)用于軟化礦化度較低的油田采出水過程，處理后的采出水主要用于注汽鍋爐給水，這種技術(shù)在美國等發(fā)達國家油田已經(jīng)得到充分性應(yīng)用，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，這類技術(shù)不斷在我國得到普及，但我國在這方面的技術(shù)造詣水平不高，整體應(yīng)用技術(shù)尚不成熟。

加拿大的采出水回用技術(shù)非常發(fā)達，從20 世紀(jì)開始就將稠油廢水用于熱采鍋爐，脫出水需要經(jīng)過一系列的油水分離過程，需要經(jīng)過砂濾、熱石灰軟化等流程，降低其水質(zhì)強度，滿足蒸汽發(fā)生器的工作要求。這種離子交換技術(shù)的應(yīng)用效益較高，廢水處理費用成本比較低，各項費用的節(jié)省力度較大，實現(xiàn)了熱能費的有效性利用，具備良好的社會應(yīng)用價值。

（2）膜分離技術(shù)。在廢水處理過程中，膜過濾技術(shù)扮演著非常重要的應(yīng)用地位，在油水分離領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。膜過濾器的過濾精度都比較高，通常用作精細過濾器，適應(yīng)了低滲油田注水工作的要求，但這種技術(shù)容易出現(xiàn)一系列的膜污染問題，整體造價成本較高，比較市面上較常見的膜過濾器包括有機膜、無機膜、金屬膜、陶瓷膜等過濾器。在有機膜過濾器的應(yīng)用過程中，比較常見的型號是改性聚四氟乙烯過濾器，該類型過濾器具備良好的耐腐蝕能力，其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，具備良好的耐油污性能，在多個油田均有使用，其除油效果良好，但濾芯的耐沖擊能力比較弱，一旦被污染后再生比較困難。

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，在油田外排廢水過程中，串聯(lián)陶瓷膜過濾器的應(yīng)用規(guī)模不斷擴大，其適應(yīng)了當(dāng)下廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。常見的金屬膜包括不銹鋼絲金屬膜，其耐溫性非常強，具備良好的抗油污能力，通過汽水反洗就可以實現(xiàn)濾膜的清潔再生，其操作流程比較簡單。為了消除溶解離子等溶質(zhì)，必須優(yōu)化應(yīng)用分滲透分離法，適應(yīng)于高含鹽采出水的深度處理工作，能夠有效解決膜污染問題，但其運作成本較高。在反滲透裝置的應(yīng)用過程中，其水處理流程涉及過濾、除油、澄清等過程，處理后的水滿足電站鍋爐的給水要求。

電滲析實現(xiàn)了直流電場驅(qū)動離子的利用，該類型例子穿過離子交換器，在這個過程中，陽離子會通過陽離子交換膜，實現(xiàn)了離子分離。電滲析技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了聚合物驅(qū)采出水的礦化度的降低，適應(yīng)了聚合物用水的配制要求，能夠有效處理高溫采出水過程中的問題。

（3）蒸餾法。蒸餾法涉及多種工作形式，比如壓氣蒸餾模式、多效蒸發(fā)模式、多級閃蒸模式等。在德國、中東等國家這種技術(shù)的普及應(yīng)用率比較高，實現(xiàn)了采出水的有效性回用。在蒸餾技術(shù)應(yīng)用過程中，比較常見的技術(shù)是機械蒸汽壓縮技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用效益較高，該技術(shù)簡稱為MVR 技術(shù)，在有些發(fā)達國家，該應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但這種蒸發(fā)器技術(shù)的操作系數(shù)較高，整體投資水平高，不適合展開大范圍的推廣及應(yīng)用，相比于蒸餾工藝，其他低成本的非水資源處理工藝包括Solardew 工藝，該工藝效法了自然界水的蒸發(fā)工作程序，適應(yīng)了當(dāng)下油田采出水回用工作的要求。在這種技術(shù)的應(yīng)用過程中，我國科學(xué)家積極應(yīng)用低溫多效蒸發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)了抽稠油廢水的蒸發(fā)及冷凝，淡化的出水滿足了熱采鍋爐的實際供水標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）冷凍法。冷凍法屬于一種有效性的脫鹽方法，純熟水的凝固點一般高于鹽水，利用這一特質(zhì)，就廢水展開冷凍及解凍，進行溶解固體的分離，將濃度稿的鹽水從冰上分離出來，隨著溫度的不斷上升，冷凍板上的冰逐漸融化為凈化水。通過對自然冷凍法的應(yīng)用，能夠有效降低廢水排放率，降低采出水內(nèi)金屬含量及有機物含量。

為了適應(yīng)石油工業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的要求，必須深入貫徹節(jié)水減排方案，做好采出水的處理及回用工作，進行離子交換技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，提高稠油熱菜廢水回用鍋爐的處理效益。為了解決實際問題，必須完善上述工藝的操作流程，降低運作費用。有些油田是高礦化度的，針對這類油田，需要積極應(yīng)用膜處理技術(shù)，但也會面臨膜污染問題及成本造價高的問題，需要提高膜處理技術(shù)的研究力度，保障其廉價性、抗污染性，提高膜的整體應(yīng)用效果，制定經(jīng)濟有效的處理方案，推動該技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化使用，做好油田廢水的深度處理及回用工作，避免出現(xiàn)廢水外排污染環(huán)境的問題，真正實現(xiàn)資源化的利用，提高其經(jīng)濟運作效益。

3 油田采出水回用技術(shù)實例分析

為了實現(xiàn)節(jié)水型社會經(jīng)濟的建設(shè)，必須進行環(huán)境保護理念的推廣，實現(xiàn)能源的有效節(jié)約。在稀油資源的開采過程中，采出水的污染問題是客觀存在的，其水質(zhì)中含有可溶性的鹽類及重金屬元素，這些微量的放射性物質(zhì)對周邊的工作環(huán)境造成了一定的污染影響，為了解決采出水的污染性問題，必須就稀油產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境、注水性質(zhì)及原油加工工藝狀況展開分析，就整個操作流程展開調(diào)研及分析。

為了解決油田采出水回用問題，必須完善各個區(qū)域的節(jié)能減排策略，做好油田注水標(biāo)準(zhǔn)的分析工作，提高不同油田污水處理站的運作效益，做好注水水質(zhì)的控制工作，實現(xiàn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護，避免污水的外排現(xiàn)象。在當(dāng)下稠油污水處理過程中，比較常見的方式保障回用式、外排式及回注式、通過對回用處理方法的應(yīng)用，可以實現(xiàn)水資源的充分利用，特別是回用鍋爐方法的應(yīng)用，實現(xiàn)了熱能的充分利用，減少了對周邊環(huán)境的污染率，降低了設(shè)備生產(chǎn)運營成本，對于油田的可持續(xù)性發(fā)展影響深遠。

在該區(qū)稠油開采過程中，其應(yīng)用了注蒸汽模式，在開發(fā)初期，應(yīng)用常規(guī)注汽鍋爐，為了提高后期注汽效果，應(yīng)用過熱鍋爐，相比于常規(guī)注汽鍋爐，過熱鍋爐對于鍋爐給水可溶性固定的要求更為嚴格。該區(qū)的外排污水滿足了常規(guī)鍋爐進水水質(zhì)的要求，達到了熱鍋里進水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，通過對溶解氧及總硬度的起去除，可以減少水內(nèi)的可溶性固體，比較常見的處理方法包括超濾、反滲透等方法，但這些方法的整體投資水平較高，其建設(shè)周期比較長。為了解決實際問題，該區(qū)應(yīng)用清污摻混技術(shù)，實現(xiàn)了清水軟化水與凈化軟化水的結(jié)混合，采取各種處理方法，適應(yīng)過熱鍋爐的進水要求。

在清污摻混工藝應(yīng)用過程中，其清水來源為清水軟化水主管線，為過熱鍋爐提供一系列的清水，在這個過程中，需要進行凈化軟化水管線壓力及流量的調(diào)整，利用流量計及電動調(diào)節(jié)閥展開控制，控制好清水軟化水外輸泵出口壓力，實現(xiàn)外排污水與清水軟化水管線的摻混，保障凈化軟化水外輸泵較高的出口壓力，這也需要進行壓力變送器的設(shè)置，做好摻混接點的設(shè)置工作，優(yōu)先應(yīng)用電動調(diào)節(jié)閥，做好凈化軟化水的處理工作。

在清水軟化水管線上設(shè)置一定數(shù)量的流量計是非常必要的，以實現(xiàn)凈化軟化水摻混流量的控制，實現(xiàn)凈化軟化水比例的控制，以進行電動調(diào)節(jié)閥的遠程控制。這需要積極開展相應(yīng)的配比實驗，實現(xiàn)污水會注量的增加，做好過熱鍋爐的清水補充工作。根據(jù)該工程的實際運作情況，選擇外排污水的其他途徑，選擇距離該區(qū)附近的注水站水源作為清水及外排污水，實現(xiàn)了某區(qū)外排污水的轉(zhuǎn)輸，將其輸送至某注水站，替代了清水回注的過程。為了解決問題，需要就外排污水及注水站外排污水、地層水的工作狀況展開分析。這需要就現(xiàn)階段的油田采出水回用現(xiàn)狀展開分析，就天然氣資源、水資源消耗量的控制，實現(xiàn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護，實現(xiàn)各類應(yīng)用資源配置率的提高。

4 結(jié)語

實踐證明，通過對清污軟化水摻混技術(shù)的應(yīng)用，可以滿足過熱鍋爐給水工作的標(biāo)準(zhǔn)要求，提高油田采出水回用效率，降低了對周邊環(huán)境的生態(tài)污染系數(shù)，值得進行大范圍推廣。