油田污水處理技術(shù)在注水工藝中的應(yīng)用

許佳慶(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引言

油田的注水工作是當(dāng)前油田開采工作中較為復(fù)雜的工程之一，油田在開采過程中主要依靠注水工作提供壓力，實(shí)現(xiàn)油田的穩(wěn)定持續(xù)高產(chǎn)，最終達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)目的。隨著我國原油需求量不斷增加，油田的開采工藝不斷成熟，當(dāng)前能夠促進(jìn)產(chǎn)量的油田注水工藝，已經(jīng)成為一種較為實(shí)惠的開采形式。但是在注水過程中對(duì)水源提出了更高的要求，注水需要滿足一定需求量并且還需對(duì)水資源進(jìn)行凈化，才能滿足開采需求。目前在注水工藝中，落后的污水處理技術(shù)阻礙了油田開采發(fā)展路徑，因此當(dāng)前需要結(jié)合油田開采格局，對(duì)污水處理技術(shù)進(jìn)行提升，使其能夠滿足當(dāng)前實(shí)際發(fā)展需求，推動(dòng)我國油田開采發(fā)展，實(shí)現(xiàn)開采目標(biāo)。

1 油田注水工藝概述

油田注水工作主要利用高質(zhì)量的水源，將其注入油層之中，使其能夠達(dá)到開采要求，油田注水工作能夠確保儲(chǔ)油層達(dá)到一定壓力，將地下的原油提至油井，后續(xù)即可開采。對(duì)于注水技術(shù)而言，發(fā)揮出關(guān)鍵作用的是水，水在此項(xiàng)工作中也起到了驅(qū)動(dòng)作用，同時(shí)水在驅(qū)動(dòng)劑中較為便宜，并且可以保障開采效率。油田注水既保證了經(jīng)濟(jì)效益，又有效控制了成本，以水作為驅(qū)動(dòng)劑被廣泛應(yīng)用于石油開采工作。當(dāng)前油田注水工藝已成為油田開發(fā)工程中較為重要的工程之一，同時(shí)注水工藝的效果，對(duì)于油田開采也起到了決定性的作用。

2 油田污水的特點(diǎn)

在油田開發(fā)的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的污水，這一類污水專業(yè)術(shù)語稱為采出水。

首先，油田采出水成分較為復(fù)雜，并且此類水源水質(zhì)中涵蓋了大量腐蝕性元素，比如鐵離子、碳酸根離子，會(huì)對(duì)油田的開采安全性造成威脅；其次，油田為了保證開采效果，還會(huì)應(yīng)用一些輔助藥劑，以此提高開采效率，一般情況下，會(huì)使用的輔助藥劑是破乳劑、減阻劑。此類藥劑在應(yīng)用的過程需要避免與污水相互混合，如若混合，它會(huì)讓污水的成分變得復(fù)雜化；再次，在進(jìn)行注水時(shí)，還需要大量的微生物驅(qū)動(dòng)劑和凝膠進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此改善污水中含油量，驅(qū)動(dòng)劑的應(yīng)用能增加污水中聚合物的含量。最后，在罐子底部進(jìn)行作業(yè)時(shí)，相關(guān)操作人員需要對(duì)廢液和過濾芯進(jìn)行反復(fù)處理，將各類不同成分的污水匯集在一起，后續(xù)還要進(jìn)行除菌工作，避免管道腐蝕現(xiàn)象，以此提高油田開采工作的安全性能。除此之外，油田開采工作所產(chǎn)生的污水會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，并且對(duì)于生態(tài)環(huán)境而言，也是嚴(yán)重的威脅，為了降低此類威脅因素，相關(guān)油田的污水處理技術(shù)應(yīng)該不斷提升，在保證開采率的前提下，實(shí)現(xiàn)回注，以此降低成本，并且為開采的安全性提供保障。在開采過程中還應(yīng)該結(jié)合生態(tài)環(huán)境問題，最終實(shí)現(xiàn)人與自然和諧統(tǒng)一的目標(biāo)。

3 油田污水處理現(xiàn)狀

根據(jù)油田開采現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)，目前在油田開發(fā)過程中產(chǎn)生的污水比例占據(jù)了70%，此類污水中涵蓋了一定量的放射性物質(zhì)，并且還附有重金屬和硫化物，如果不能及時(shí)做出處理，后續(xù)會(huì)對(duì)采油區(qū)周圍環(huán)境造成威脅，尤其是對(duì)水資源和土壤的危害極為嚴(yán)重。污水經(jīng)過管道后，其中涵蓋的酸根離子會(huì)對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行腐蝕，加大了安全風(fēng)險(xiǎn)。因此為了提高采油工作的安全性能，需不斷創(chuàng)新污水處理技術(shù)，提高整體質(zhì)量，為油田的開采工作提供有力保障，并且為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。

當(dāng)前我國油田污水處理技術(shù)在實(shí)施的過程中，還會(huì)涉及到各類設(shè)備，比如說：自然式的沉降罐和各類過濾器，重力沉降罐和氣浮池等也是為其提供條件的主要設(shè)備。在此過程中為了確保油水能夠被分離，還會(huì)結(jié)合輔助藥劑進(jìn)行施工，比如說：絮凝劑和緩蝕劑。但是由于各類藥劑自身具有一定局限性，所以在應(yīng)用的過程對(duì)于污水處理效果有一定影響作用，因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該研發(fā)較為科學(xué)合理的污水處理技術(shù)，為我國油田開采工作提供有力支撐。

4 油田注水工藝中存在的問題

目前我國油田注水技術(shù)仍然面臨著一些問題，需要相關(guān)技術(shù)人員對(duì)此項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行重視，并進(jìn)行完善。

4.1 管理層面

在油田注水工藝方面，企業(yè)如果想要提高開采效率就需要對(duì)油田注水工作進(jìn)行大量投資研發(fā)，提高回報(bào)率，投資是推動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行的主要途徑，更是創(chuàng)新工藝的必要條件。后期的管理工作在注水工藝中也起到了決定性作用，為了提高管理能力，相關(guān)工作人員需要注意注水量的變化，尤其是在控制方面，需要結(jié)合相關(guān)公式對(duì)注水量進(jìn)行合理計(jì)算，完善此項(xiàng)工作才能完成開采目標(biāo)。

4.2 工藝與設(shè)備創(chuàng)新

油田開采工作一般會(huì)在較為特殊的環(huán)境下進(jìn)行，在面對(duì)此類環(huán)境時(shí)，相關(guān)操作人員需要不斷對(duì)工藝進(jìn)行創(chuàng)新，并且還需研發(fā)各類新型設(shè)備，以此不斷適應(yīng)特殊環(huán)境下的工作，滿足工作需求。由于水中含有大量的腐蝕因素，會(huì)嚴(yán)重影響了注水管的工作，需要及時(shí)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行更新。

4.3 安全問題

由于井下常年存在著安全隱患問題，所以腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，因此注水的效果很難被保證，后期工作效果不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，因此安全問題近幾年也成為了影響油田開采效率的主要因素[1]。

5 油田污水處理技術(shù)在注水工藝中的具體應(yīng)用

5.1 氣浮處理技術(shù)

當(dāng)前，我國油田開采工作中，應(yīng)用較為廣泛的污水處理技術(shù)是氣浮處理技術(shù)，此類處理技術(shù)的效果能夠滿足實(shí)際工作需求。在應(yīng)用的過程中主要將污水中的沉淀物與水進(jìn)行分離，通過混凝反應(yīng)對(duì)污水進(jìn)行處理，主要的工作原理是利用小氣泡促使氣浮裝置工作，使其小氣泡在上升的過程中不斷接觸污水中含有的優(yōu)質(zhì)分子，以此將其中懸浮的雜質(zhì)與其進(jìn)行分離，確保原油全部浮在污水的表層，而固體成分沉著于底部。小氣泡在上浮的過程中，還能夠?qū)ξ鬯懈黝愇镔|(zhì)進(jìn)行分解，比如說氧氣，分解之后可以為后續(xù)處理工作提供有利條件。在應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，需要結(jié)合沉降罐設(shè)備使用。

此項(xiàng)技術(shù)不僅能夠提高污水處理能力，還能降低成本，所以具有一定優(yōu)勢，但整體操作的難度系數(shù)較大，主要由于工藝較為復(fù)雜，所以對(duì)于操作人員自身能力提出了更高的要求。氣泡的大小決定著污水處理的效果，所以控制難度較大?？偠灾?，如果此技術(shù)中氣泡的直徑在20～100 μm時(shí)，才能達(dá)到相應(yīng)的污水處理目標(biāo)，超出此范圍處理效果會(huì)縮減，并且還會(huì)增加各類能耗[2]。

5.2 膜生物反應(yīng)器技術(shù)

膜生物反應(yīng)器技術(shù)，在當(dāng)前我國油田開采污水處理工作中屬于最為先進(jìn)的技術(shù)。此類技術(shù)在工作的過程主要將膜的分離單元和生物單元性質(zhì)相結(jié)合，并且將此內(nèi)容代替?zhèn)鹘y(tǒng)的末端二沉池處理工藝。此類處理技術(shù)能夠與生物反應(yīng)器中的污泥始終保持活性，以此提高生物的有機(jī)性，確保整體處理技術(shù)的有效性。此技術(shù)在應(yīng)用的過程中能夠去除污水中的混雜固態(tài)物質(zhì)，處理效果較為顯著，因此被分離出的水資源可以回收再利用。此類處理技術(shù)處理后的水資源回流時(shí)，可以將其各類微生物阻擋在外，并且此項(xiàng)技術(shù)的操作較為靈活，性價(jià)比在其他處理技術(shù)中占據(jù)上風(fēng)。除此之外，膜生物反應(yīng)器可以融合傳統(tǒng)的油污處理技術(shù)，提高處理流程的時(shí)效性，并且簡化了污水處理流程，以此提高污水處理效果，并且在降低成本的基礎(chǔ)之上提高了水資源的高效利用。此類技術(shù)在操作的過程中噪音較低，公害性較低，因此此類污水處理技術(shù)優(yōu)勢較多，但是處理污泥難度較大，對(duì)于設(shè)備的適應(yīng)性有一定要求，需要對(duì)其工藝進(jìn)行不斷研發(fā)，才能滿足污泥處理需求[3]。

5.3 微生物反應(yīng)池技術(shù)

微生物反應(yīng)池技術(shù)是聯(lián)合菌種進(jìn)行污水處理工作，因其菌種具有一定得到繁殖能力，所以在污水中可以高效繁衍，并且迅速氧化，后續(xù)合成各類化學(xué)物質(zhì)，以此降解污水中的雜質(zhì)，主要是簡化污水中的有機(jī)結(jié)構(gòu)，從而完成油田中的污水處理工作。此類污水處理技術(shù)有四大特點(diǎn)，首先是微生物問題，它可以對(duì)微生物進(jìn)行凈化；其次它可以利用菌群達(dá)到處理效果，并且起到一定凈化效果，所以處理過后的水資源較為穩(wěn)定；再次是此類技術(shù)處理過后的水資源具備一定的抗病毒能力；最后，此類處理技術(shù)無需投入太多成本，而且在處理的過程中不需要化學(xué)藥劑的支持，所以不存在環(huán)境污染問題。

6 結(jié)語

綜上所述，油田注水工藝中污水處理技術(shù)占據(jù)了重要地位，直接決定了油田的開采成本及效率，因此提高污水處理能力和效果，可為油田的開采工作提供可持續(xù)發(fā)展的保障。