淺談油田采出水處理工藝

王雷 曹鵬程 孫鈿翔（長慶油田第十二采油廠，甘肅 慶陽 745400）

淺談油田采出水處理工藝

王雷 曹鵬程 孫鈿翔（長慶油田第十二采油廠，甘肅 慶陽 745400）

目前我國油田生產(chǎn)水驅(qū)采油已成為一種重要的油田開采方式。隨著油田注入水增加，相應(yīng)油田采出水越來越多。采出水雜質(zhì)含量多，含油多，腐蝕性大等原因造成注水管線及井筒腐蝕堵塞。因此就有必要采取相應(yīng)的工藝方法對采出水進行有效處理，盡可能降低水中含油及雜質(zhì)，使油田采出水達到回注標準。

采出水；處理工藝；回注

油田采出水具有水質(zhì)復(fù)雜、處理難度高等特點。因此合理的處理方法一直是油田采出水面臨的問題。本文針對油田采出水的特點，介紹近年來長慶油田采出水處理技術(shù)，主要包括：分離技術(shù)、過濾技術(shù)。

1 采出水特點

長慶油田第十二采油廠主要開采長3、長6、長8層位。采出水來源于原油分離后的產(chǎn)水。水溫40℃，含油大于200mg/L，懸浮物含量大于150mg/L，SRB含量大于1×104個/L，由于原油脫水加入的有破乳劑，采出水中還含有少量原油破乳劑。

綜合以上數(shù)據(jù)，采出水有以下特點：①懸浮物含量、含油量超標現(xiàn)象嚴重；②結(jié)垢和腐蝕共存，SRB等細菌含量超標，硫離子和鐵離子共存導(dǎo)致水體發(fā)黑；③污水靜置后，其懸浮物穩(wěn)定存在，沉淀量小，外觀顏色變化不大。

以上幾種特征決定了水質(zhì)差，懸浮物，含油超標以及易結(jié)垢的特點。

2 水質(zhì)差，易結(jié)垢原因分析

2.1 懸浮物特征分析

分析表明，污水中含大量粒徑范圍在500～1000nm之間的顆粒物。該顆粒物屬于穩(wěn)定性極強的膠體顆粒。受膠體電位排斥影響，膠體顆粒不沉降。

2.2 成垢離子分析

ICP分析儀分析表明，污水中成垢離子含量較高，同時含有鈣鎂、鋇鍶離子。污水具有較強的結(jié)垢趨勢，屬于成垢離子集群特征。這種特殊的二價離子群氛圍，是導(dǎo)致形成上述膠體溶液的重要原因。

2.3 不穩(wěn)定性物質(zhì)分析

對樣品污水中的S2-、Fe2+、Fe3+等不穩(wěn)定離子以及化學(xué)耗氧量分析表明，進出口污水中不同程度含有這些離子。FeS和Fe2S3都是黑色物質(zhì)，它們導(dǎo)致水體黑臭。這也是懸浮物成因之一。而且污水中的化學(xué)耗氧量明顯偏高，表明其具有可氧化性。

3 現(xiàn)用采出水處理流程

目前采出水處理流程簡單，效果不佳。采出水凈化流程為三相分離器來水進入除油沉降罐進入混凝沉降罐最后至清水罐。工藝流程不能滿足凈化要求，設(shè)備腐蝕損毀較快。

4 目前常用新技術(shù)

由上文分析可知，去除水中懸浮物是凈化水質(zhì)的關(guān)鍵。已有研究表明，含HCO3-和CO2等酸性氣體的油田污水，其腐蝕性主要源于H+引起的電化學(xué)腐蝕。當(dāng)污水pH值提高到7.0以上時，腐蝕速率下降。堿性環(huán)境下，污水中的CaCO3、MgCO3以及黏土顆粒等，更容易絮凝沉淀。酸性污水中的Fe2+和S2-等不穩(wěn)定離子沉淀后會導(dǎo)致懸浮物增加、水變黑。

因此問題集中體現(xiàn)在如何脫出CO2、提高pH；去除Fe2+和S2-上。

目前去除S2-、Fe2+的主要方法：

一種是向污水中加入堿性物質(zhì)，包括NaOH和Ca(OH)2等。但是會消耗大量堿性物質(zhì)，加堿量劇增，經(jīng)濟性變差。易產(chǎn)生結(jié)垢和沉淀現(xiàn)象，增加污水處理負擔(dān)。

另一種方法電化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)，在對Fe2+、S2-等物質(zhì)進行預(yù)氧化，投加堿性物質(zhì)。該方法存在結(jié)垢嚴重等問題，且電耗較高。

第三種方法是采用傳統(tǒng)曝氣技術(shù)氧化S2-、Fe2+。該方法設(shè)備大、速度慢、效率低、反應(yīng)速度慢，也存在設(shè)備結(jié)垢問題。

所以預(yù)處理水質(zhì)不能達到要求，需采取進一步過濾凈化，目前凈化設(shè)備有多介質(zhì)過濾，膜過濾，改性纖維等方式。

多介質(zhì)過濾器：利用幾種過濾介質(zhì)，在一定的壓力下把濁度高的水通過一定厚度的粒狀或非粒材料，從而有效的除去懸浮雜質(zhì)；過濾器濾料為均粒礫石、石英砂、磁鐵礦、無煙煤等濾料，這些濾料根據(jù)其比重和粒徑的大小在過濾器罐體內(nèi)有序的分布。這樣的配比保證了過濾器在進行反洗的時候不會產(chǎn)生亂層現(xiàn)象，從而保證了濾料的截留能力。

膜過濾：一種與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程，以膜兩側(cè)的壓力差為動力，膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，原液流過膜表面時，膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過成為透過液，原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)被截留在進液側(cè)，成為濃縮液，而實現(xiàn)對原液的分離和濃縮。目前應(yīng)用主要包括微米級金屬膜過濾器，無機碳膜超濾裝置。

改性纖維過濾器：內(nèi)裝纖維束的過濾器，也是壓力式機械過濾器，運行時水上進下出，由于水流經(jīng)過濾層的助力作用，濾料形成上松下緊的空隙，有效出去水中懸浮物，且改性纖維不易粘油。

結(jié)合以上單一處理技術(shù)衍生出不同的組合處理方式，例如:高效氣浮+電化學(xué)預(yù)氧化+膜過濾；氣浮出油+絮凝劑預(yù)處理+多介質(zhì)過濾；氣浮+多介質(zhì)過濾+高效改性纖維過濾等方式。這些采出水處理方式都是做好預(yù)處理除去水中絕大多數(shù)油和懸浮物，然后進行過濾達到進一步凈化水質(zhì)的目的。

[1]劉正萍,徐蓬勃.淺談油田采出水處理的發(fā)展概況分析，《中國石油和化工標準與質(zhì)量》.

[2]馬世虎，李濤，呂曉龍，連續(xù)膜過濾技術(shù).

[3]黃程，王梅，夏蔭軒，張永強，改性纖維在油田污水中的應(yīng)用，《油氣田環(huán)境保護》.