油田采出水处理技术与发展趋势分析.pdf

理 论广 角 　 ●Ｉ 　 油 田采 出水 处理 技术 与 发 展趋 势 分 析　 牛菊叶 李银 生　 ７ １ ７ ３ ０ ０ ） 　 （ 延 长油 田股 份 有限 公司 子长 采 油厂安 定 联合 站 ［ 摘 要］ 我国大 部分 油 田采用 注水 方 式采油 ， 且 目前大都 已进 入高 含水 期 。 尽管 近 些年 来 国内油 田 的水处 理技 术 发展 较 快 ， 但 同国 外相 比差 距仍 很大 ， 还不　 能 完全适 应 国内油 田发展 的需 要。 随着我 国对 污染 治理力 度 的加大 ， 以及 人们对 油 田采 出水 经处理 后作为 采 油注水 具有 一系 列优 点的认 识 不断提 高 ， 油 田采 出水　 经 深度处 理 后排放 或 回注 已愈来 愈受 到人们 的重视 。 　 ［ 关键词］ 油田； 采出； 水处 理　 中 图分类 号 ： Ｘ ７ ４ １ 　 文献标 识码 ： Ａ 　 文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ Ｏ １ ４ ） ３ ７ — ０ ３ ３ ７ 一 Ｏ １ 　 １油 田采 出水的 产生 和特 点　 在石油 开采过 程 中， 将各 油层采 出液经原油 脱水工艺 处理后 的脱出水 被称　 为 油 田采 出水 。 油 田采出水 包括油 层 中原有 的地层 水及 注入到 油井 的注入 水 。 　 油 田采 出水主要来 自原 油脱 水站 ， 联合 站 内原 油储罐 的罐底 水以及将 含盐量 较　 高 的原 油用 其它 清水洗 盐后 的污水 。 由于经 历 了原 油驱 替 、 收集和 初加 工等过　 程， 所 含 的有机 污染物 主要 是石油 类有机 物 和为 了改性 而添加 的有机 添加 剂 。 　 根据原油 产地 的地 质条 件、 注 水的性 质以及原 油集 输和 初加 工的整个 工艺不尽　 相同 ， 油 田采 出水的性 质 也是千 差万 别 。 　 般 来说 油 田采出水 中含 有原油 、 各 种盐 类、 有 机物 、 无 机物及 微生 物等 。 　 含油 约 １ Ｏ ｏ ｏ ～２ ０ ０ ０ ｍ　 ｇ／Ｌ， 高 的可达 ５ ０ ０ ０ ｍ　 ｇ ／Ｌ以上 ， 存在 形式根 据油 的颗　 粒大小 而分为 浮油 、 分散 油、 乳化 油和溶 解油 。 水 中含 盐约几 千到几万 甚至 十几　 万ｍ　 ｇ／Ｌ， 无机盐离子主要有 Ｃ 　 ａ 　 ２ ＋、 Ｍｇ 　 ２ ＋ 、 Ｋ＋ 、 Ｎ 　 ａ＋、 Ｆ 　 ｅ 　 ２ ＋、 Ｃ 　 ｌ 一 、 　 Ｈ 　 Ｃ 　 Ｏ３ －、 Ｃ 　 Ｏ３ ２ ＿ 等。 含有 的有机 物 ， 有脂 肪烃 、 芳香 烃 、 酚类 、 有机硫 化物 、 脂　 肪酸 、 表面 活性 剂、 聚 合物等 。 无机 物主要有 溶解 Ｈ２ Ｓ、 Ｆ 　 ｅ 　 Ｓ颗粒 、 粘土颗 粒 、 　 粉砂 和细 砂等 。 油 田采 出水 中的微 生物主 要有 硫酸盐 还原菌 、 腐生 菌和铁 细菌　 等。 总之， 油 田采 出水是含 有 多种 杂质 的废水 ， 一 般具 有 以下特 征 ： 　 （ １ ） 含油 量高 ： 一般 在１ ０ ０ ０ ｍ　 ｇ ／Ｌ以上 ， 除部分浮 油外 ， 主要 是９ ０ “ｍ以下　 的分 散 油和 乳化 油 。 　 （ ２ ） 水 温高 ： 一 般废 水温 度在 ６ ０ ￣ Ｃ以上 。 　 （ ３ ） 矿化 度高 ： 一 般在２ ０ ０ ０ ０ －５ ０ ０ ０ ０ ｍ　 ｇ／ Ｌ， 甚 至每升 可达 数十 万毫克 。 从　 中国陆上 及各油 田来看 ， 江汉、 胜利、 中原 、 大庆等 油 田采出水 的矿 化度都 很高 。 　 一 ２ ． １重力分 离法 。 重力 分 离法 是利 用油 和水 的密 度差 及 油和 水 的不相 溶　 性， 在静 止或 流动状态 下实 现油珠 、 悬浮 物与水分 离 的方法 。 重力 除油 的主要设　 备有横 向流 除油器 、 波纹板 聚结油水分 离器 、 聚集 型油 水分离 器 、 立 式 除油罐和　 斜板 式 隔油池 等 。 新 出现的 密 置波 纹板 除 油器 能 除去最 小 粒径 为４ Ｏ 　 ｕ 　 ｍ的 油　 珠。 波纹板聚 结油水分 离技 术是将重 力分离 和聚结 分离结 合于一 体的新 型油水　 分离 技术 ， 具 有 能耗低 、 分 离 效率高 、 设备 简单 、 结 构 紧凑 等优 点 。 　 ２ ． ２离 心分离 法 。 离心 分离法 是使 装有 采油污 水 的容器 高速 旋转 ， 形成 离　 心力场 ， 因颗 粒和 污水的质 量不 同 ， 受 到的离 心力也 不 同， 相对密 度大 的水受 到　 较大 的离心作 用被甩 到外侧 ， 相对 密度小 的油珠 则被 留在 内侧 并聚结 成大的 油　 珠而 上浮 ， 达 到分 离 的 目的。 常 用的 设备 是水 力旋 流器 ， 能 去 除粒径 在 １ Ｏ 　 ｌ ５ “ 　 ｍ以上 的油 珠 。 　 ２ ． ３粗粒 化法 。 粗粒 化法 是 利用油 一 水两 相相 对聚 结材 料 亲和 力 的不 同　 来进 行分离 。 含油 废水通 过装有粗 粒化 材料 的装置 ， 水 中油 分在 润湿聚结 、 碰 撞　 聚结 、 截留、 附着等过 程的作 用下 ， 油珠 由小变 大 ， 从 而得 到去 除。 该 技术主要 用　 于 处理分 散油 ， 只有聚 结作用 ， 没有破 乳功 能 。 其技 术关 键是粗 粒化 材料 。 粗 粒　 化材 料有 亲油性材 料 、 亲 水 陛材 料 以及 石英砂 、 煤 粒等无机 材料 。 该法 具有体 积　 小、 运 行方 便 、 操 作简 单的 优点 ， 缺点是 易堵 塞　 ２ ． ４絮凝法。 絮凝法是向含油水中投加絮凝剂， 通过絮凝剂的作用使水中　 的油滴变 大 ， 便 于后 续工艺分 离。 絮凝 剂在 除油过 程 中可通过 絮凝沉 降除菌 ， 能　 去除油 田污 水 中５ ０ ％以上 的Ｓ Ｒ Ｂ， 此外 絮凝 剂还 有利 于 杀菌 剂对 菌量 的控 制 。 　 常用 的无 机絮凝 剂包括 聚合氯化 铝和 聚合硫酸 铁 ， 油 田含油 废水 处理用絮 凝剂　 逐渐 由无 机 向有 机转 化 ， 单 一型 向复合型转 化 ， 以利 于对“ 三采 ” 采 出水的处 理 。 　 ２ ． ５悬浮 污泥 过滤 技术 。 悬浮 污泥 过滤 技术（ Ｓ Ｓ Ｖ ） 的核心 包括 加药 部分 和　 污水净 化器 ， 它 是一种 物理化 学方 法。 使用该 技术 在大庆 油 田杏十五 一 １ 污水 站　 试验 ， 发 现处 理后 的污 水油 含量 基本 为０ ， Ｃ Ｏ Ｄ 去 除率达９ ４ ． ８ ％， 另 外对 悬浮 物　 和Ｓ Ｒ Ｂ 均 有一定 的处 理效 果 。 该法 具有 工艺 简单 、 投 资少 、 运 行费 用低 、 出水指　 标优 良等优点 。 　 ３处 理中 存在 的 问题及 未来 发 展方 向　 随着油 田长 期的开 采 ， 地 面工 艺现在 发生 了很多 的变 化 ， 各种 添加 剂的添　 （ ４ ） ｐ 　 Ｈ值 偏碱 ： 一 般在 ７ ． ５ ～８ ． ５ Ｚ间。 　 （ ５ 焓 有 细菌 ： 主要是腐 生菌（ Ｔ 　 Ｇ 　 Ｂ， １ ０ －３ ０ 　 ｍ） 和硫 酸盐还 原菌（ Ｓ 　 Ｒ 　 Ｂ， 　 ５ ～ｌ Ｏ 　 ｕｍ） 。 　 （ ６ ） 污染 物浓度 变化 大 ： 由于 采油 过程 以及管理 等方 面的原 因 ， 油 田采 出水　 水质水 量 具有 多变性 。 　 ２油 田采 出水 的主 要处 理方 法　 将 采出水处 理后 回注 地层 ， 不但 可以节省淡 水资源 、 减少环 境污染 ， 而且 由 　 于采 出水 具有水 温高 、 矿化 度较高 、 与地 层配伍 陛好等 特点有 利于驱油 ， 所 以将　 油田 采出水处理 后 回注采油 是各油 田采 出水 的主要 出路 。 目前国 内用于 回注的　 油 田 采 出水 处理 一 般 以《 碎 屑岩 油 藏 注水 水 质 推荐 指 标 及 分析 方 法 ￣ （ Ｓ Ｙ／ 　 Ｔ ５ ３ ２ ９ －１ ９ ９ ４ ） 作为 指导 ， 主 要控制 指标 为油 、 悬浮 物及 悬浮 物的粒 径 。 处理 工艺　 主要 采用 传统 的“ 老三套 ” 工艺对 采油 污水进 行处 理 ， 即 以“ 混凝 —— 沉降 一 　 过滤 ” 为基 础 ， 再 辅 以阻垢 、 缓蚀 、 杀菌 或生化 法处理 、 吸 附法 、 膜分离 等 ， 从 而使　 采油 污水 达 到回 注标准 。 　 油 田采 出水 中油 的去 除油 田采出水 中油 的存在 状态大 体可分 为４ 类： 悬 浮　 油和分 散油 的含量在 ９ 　 以上 ， 漂浮在 污 水表面或 以微小油 珠形态悬 浮于水 中 ， 　 油珠 粒径 为 １ ０ ＂ １ ５ 　 ｍ。 乳化油 约 占５ ％ 　 ８ ％， 以极 小微粒 油珠 状态 稳定地 形成 乳　 化液 ， 油 珠粒径 为０ ． ０ １ 　 １ ０ “ｍ｝ 约有 ２ ％ 　％的油 在水 中 以溶解 态存 在。 研 究发 现　 注水 中的 油滴 和 固体颗粒 的共 同作用是 引起岩 心渗透率 下降 的主要原 因 ， 主 要　 堵塞 地层 孔 隙和喉 道 ， 减小地 层 渗透率 ， 采 出水 中乳化 油对 地层 的损 害形式 是　 吸 附和 贾敏 效应 。 　 对于在 夏季雷 电活动 非常活跃 的 山区， 高压塔 杆很容 易遭受雷 击现象 引发　 大面 积 的停 电， 这些地 区还可 以通过 增设耦合 地线 的方式来增 大导 线与避雷 线　 之 间 的耦合 系数 ， 因此担 当雷 电击 中时 ， 将 雷 电流分 流提 高了高 压线 路防雷 击　 的水平 。 　 ３、 采 用 多支 外 引式 接 地 装置　 多支外 引式接 地装置 对于地理 位置 的选 择上 比较挑剔 ， 一般 最适宜 的地 点　 在 流动 性 良好 ， 不会 因为冬 季 的天气 变凉 之后冻 ， 此 类装 置在安 装 时全面考 虑　 接 地极 的 自身 电 阻对 于 防雷装 置 的影 响 。 　 五　 结 柬语　 加， 如缓 蚀剂 、 流动改 性剂 、 降粘剂 等 ， 使得 油 田采 出水 的成分复 杂多样 ， 加大 了　 处理 的难度 ， 很难达 到标准 。 此 外油 田采油方 式的变 化和开 发层位 的变化 ， 加大　 了油 田采 出水 中固体悬浮 物的含量 ， 且颗 粒变 细， 使之 很难发 生聚合 去除掉 。 这　 些 因素都 在一定程 度上制 约 了处理 方式 的有效进 行 。 因此开 发新 的处理油 田采　 出水的方 法是 当前 的重要 任务 。 当前 ， 要加 大力度进 行科 技创新 ， 要 以处理过程　 中遇 到的瓶 颈作 为出发 点 ， 进 行深 层次 的技 术交流 ， 必 定能 开发 出高效 、 节能、 　 环保、 节 水 的处理 技术 。 　 参 考 文 献　 ［ １ ］ 夏海 英 ， 李 永明 ， 郭继香 ． 油 田采 出水悬浮 液微 观形态 研究［ Ｊ ］ 应用化 工 ， 　 ２ ０ １ ０ ， ３ ９ （ ３ ） ： ３ ６ ４ －３ ６ ８ ． 　 ［ ２ 】 王俊， 韩颖 ， 刘海 同 ， 等用 于净 化油 田污 水絮凝 剂 与缓蚀 剂协 同作用 的　 研究 ［ Ｊ １ 大庆石 油学 院学 报 ， １ ９ ９ ４ ， １ ８ （ ２ ） ： ９ ３ － ９ ６ ． 　 实施 防雷设 计对 于社 会经济 发展 和人 们的 生命财 产安 全均有 着 非常重 要 的作　 用。 作为 电力 企业 工作 人员一 定要在 架设 高压 输 电线路 时充分 考虑 防雷 措施 ， 　 做 到 因地 适宜 ， 不 断加 强在 防雷设 计 以及预 防措施 的研 究 ， 为 电力的安 全 可靠　 运行 提 供保 障 。 　 参 考文献　 ［ １ ］毛 东 文 ． 浅 析高 压 输 电线 路设 计 中 的 防雷措 施 【 Ｊ ］ ＿ 研 究与 设 计 ， ２ ０ １ ３ 　 （ Ｏ ２ ） ． 　 ［ ２ 】 谢江 ， 王 克燕 ． 论高压 输 电线路设 计 中的防雷 对策叨 ． 动力 与 电气工程 ， 　 高压 输 电线路在 遭受 雷击 时 ， 一 方面 会造 成大 面积长 时间 的停 电 ， 对 于工　 业 生产企 业 以及 人 民的 正常生 活均造 成巨大 的影响和损 失 ， 同时如 果做好保 护　 措施， 那 么很有 可能 会殃及 近 区域的 民众 的生命 安全 。 因此在高 压输 电线 路 中 　 ２ ０ １ ２ （ ３ ２ ） ． 　 ［ ３ 】刘建 斌 ． 同忻 矿 ３ ５ ｋ Ｖ变 电站 坐 长针消 雷 装置 昀 应用 ［ Ｊ 】 ． 科技 与信 息 ， 　 ２ ０ １ ２ （ １ ４ ） ． 　 科技 博 览 ｌ 　 ３ ３ ７