物理法多功能一體化水處理技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀

魏麗萍

（山東海吉雅環(huán)保設(shè)備有限公司 山東棗莊 277500）

引言

油田注水是二次采油和三次采油的主要措施，油田水處理則是注好水和有效注水的重要保證，是石油開采的重要環(huán)節(jié)，只有注入的水質(zhì)好，與地層的配伍性好，才能真正實(shí)現(xiàn)有效注水，提高石油產(chǎn)量。

目前國內(nèi)外油田水處理現(xiàn)狀從技術(shù)上可分為三類：（1）物理法，（2）化學(xué)法，（3）生物法。

1 物理法多功能一體化水處理技術(shù)介紹

1.1 工藝流程

采出水經(jīng)過前端三相分離器、污水池或除油罐處理后依據(jù)水質(zhì)不同，采取一級、二級處理工藝。整個(gè)污水處理過程中不加任何化學(xué)藥劑，處理后得到合格回注水。

單級處理工藝在來水含油≤80mg/L，懸浮物含量≤60mg/L的情況下，處理后的水質(zhì)滿足含油≤10mg/L，懸浮物含量≤10mg/L。

兩級處理工藝在來水含油≤100mg/L，懸浮物含量≤100mg/L的情況下，處理后的水質(zhì)滿足含油≤8mg/L，懸浮物含量≤3mg/L，粒徑中值≤2μm；在來水含油≤60mg/L，懸浮物含量≤60mg/L的情況下，處理后的水質(zhì)滿足含油≤6mg/L，懸浮物含量≤2mg/L，粒徑中值≤1.5μm。

1.2 設(shè)備構(gòu)成

一級處理裝置主要由1臺(tái)多功能一體化油田水處理器、2臺(tái)提升泵（1用1備）、1臺(tái)反洗泵、1臺(tái)料泵、1臺(tái)加料池、1臺(tái)空壓機(jī)、1臺(tái)儲(chǔ)氣罐、1臺(tái)控制柜及配套管閥組成。撬塊外可現(xiàn)場蓋彩鋼房，板房內(nèi)部做保溫處理，或設(shè)備自帶保溫設(shè)施無需蓋彩鋼房。兩級處理裝置在一級的基礎(chǔ)上增加1臺(tái)多功能一體化粘結(jié)物污水精細(xì)處理裝置，三級處理工藝在兩級基礎(chǔ)上增加1臺(tái)多功能一體化油田水處理器和1臺(tái)料泵。該裝置600m3/d及以下規(guī)模均可以成橇拉運(yùn)，600m3/d以上廠內(nèi)配管后拆開拉運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行組裝對接，1天即可安裝完畢。

1.3 設(shè)備工作過程

多功能一體化油田水處理器罐內(nèi)上部設(shè)向心氣浮除油構(gòu)件和微渦旋填料迷宮，中部裝有過濾介質(zhì)，下部裝有多個(gè)電極棒。首先在進(jìn)液管上溶氣；溶氣液體在裝置的向心氣浮除油構(gòu)件中進(jìn)行渦流旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力將油氣向內(nèi)圓運(yùn)移，由氣體浮力將油帶出回收；分離出的液體進(jìn)微渦旋迷宮，在此步驟中主要是將細(xì)小顆粒聚結(jié)成大顆粒，細(xì)小油珠聚結(jié)成大油珠；聚結(jié)后的液體進(jìn)顆粒濾料進(jìn)行過濾，通過核桃殼的親油性將顆粒和油珠吸附攔截；過濾后的水進(jìn)行電極化處理，電極化的作用：殺菌、防除垢、緩蝕，避免了緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等藥劑的添加。

多功能一體化粘結(jié)物污水精細(xì)處理裝置在多功能一體化油田水處理器的基礎(chǔ)上罐內(nèi)增加了金屬膜濾芯，保證出水精度。

1.4 物理法多功能一體化水處理技術(shù)特點(diǎn)

該裝置集離心分離、向心氣浮除油、渦流混凝、微渦旋除污降濁、多濾層過濾凈化、電極化除防垢、緩蝕、抑殺菌和過濾介質(zhì)體內(nèi)外循環(huán)、體內(nèi)渦流旋轉(zhuǎn)沖洗再生于一體。其優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）該裝置為物理法水處理工藝，不加任何化學(xué)藥劑，杜絕化學(xué)藥劑對水、油和環(huán)境造成的污染；

（2）裝置集氣浮、過濾、極化等于一體，簡化了污水處理流程，降低了工程投資；

（3）運(yùn)行費(fèi)用低廉，正常過濾運(yùn)行中只有電極棒（每支10W）和空壓機(jī)耗電（空壓機(jī)間歇運(yùn)行）；

（4）采用體外循環(huán)、體內(nèi)渦流旋轉(zhuǎn)沖洗方式，反沖洗不留死角，反沖洗強(qiáng)度低，用水量少，效果好，濾料無需更換，只需磨損后進(jìn)行補(bǔ)充（年補(bǔ)充量不超過10%）；

（5）電極化除防垢、緩蝕、抑殺菌效果好，便管理，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，對人體無傷害，對環(huán)境無污染；

（6）運(yùn)行周期一般＞24h，反沖洗一鈕化操作，減輕了工人的體力勞動(dòng)，現(xiàn)場好管理；

（7）充裝濾料機(jī)械化，充裝濾料省力；

（8）自動(dòng)化程度高，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳并可在手機(jī)APP上進(jìn)行操控。

2 物理法多功能一體化水處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

物理法多功能一體化油田水處理裝置由于占地小、建站快、建站費(fèi)用低、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢，備受油田的認(rèn)可，尤其是長慶、延長等低滲透油田采出水處理。該裝置已在長慶油田應(yīng)用80余套，延長油田應(yīng)用40余套，大港油田應(yīng)用10余套，華北油田2套，河南應(yīng)用5套等。

大港油田某站處理規(guī)模6000m3/d，采用3具DN3000mm多功能一體化油田水處理器并聯(lián)運(yùn)行。水質(zhì)環(huán)境條件：地層水型為CaCl2，總礦化度 32549mg/L，Cl-含量 19095mg/L，Ca2+含量 882mg/L，Mg2+含量73mg/L，采出水腐蝕速率0.7667mm/a。設(shè)備在進(jìn)水含油≤100mg/L，懸浮物≤100mg/L，SRB含量70個(gè)/mL，TGB含量103個(gè)/mL，鐵細(xì)菌含量102個(gè)/mL的情況下，達(dá)到出水含油≤15mg/L，懸浮物≤10mg/L，粒徑中值≤4μm，腐蝕速率≤0.076mm/a，SRB含量25個(gè)/mL，TGB含量10個(gè)/mL，鐵細(xì)菌含量10個(gè)/mL。

河南油田某站處理規(guī)模16000m3/d，一級采用8具DN3000mm多功能一體化油田水處理器，二級采用8具DN3200mm多功能一體化粘結(jié)物污水精細(xì)處理裝置。水質(zhì)環(huán)境條件：地層水型為NaHCO3型，pH6-8，總礦化度4000-7000mg/L，含硫50-60mg/L，Cl-含量300-600mg/L，聚丙烯酰胺聚合物濃度 20-30mg/L，介質(zhì)最高溫度 60℃，在來水含油≤60mg/L，懸浮物≤60mg/L，出水達(dá)到：含油≤6mg/L，懸浮物≤2mg/L，粒徑中值≤1.5μm，有效解決了含聚污水處理效果差、注水水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)的問題。

長慶油田在來水含油≤300mg/L、SS≤300mg/L的情況下，采用三級處理，出水達(dá)到含油≤6mg/L，懸浮物≤2mg/L，粒徑中值≤1.5um。

結(jié)語

在現(xiàn)有油田采出水處理工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過開展物理法多功能一體化油田水處理技術(shù)優(yōu)化完善研究，形成了適應(yīng)不同油田、不同水型的采出水處理工藝技術(shù)，解決了化學(xué)法和生物法存在的工藝復(fù)雜、流程長、占地面積大、處理效率低、運(yùn)行費(fèi)用高、二次污染等諸多問題，達(dá)到了水質(zhì)提升、簡化現(xiàn)場管理、運(yùn)行和維護(hù)，操作簡單，降低了運(yùn)行成本的目的，對以后采出水處理提供了一種參考。