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2017-03-04 03:10:48王雷曹鵬程孫鈿翔長慶油田第十二采油廠甘肅慶陽745400
化工管理 2017年2期 關(guān)鍵詞：水質(zhì)
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?dòng)吞锊沙鏊幚砉に?/p>
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(jìn)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(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)。
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(diǎn)。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(diǎn)，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(diǎn)
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(gè)/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(diǎn)：①懸浮物含量、含油量超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重；②結(jié)垢和腐蝕共存，SRB等細(xì)菌含量超標(biāo)，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(biāo)以及易結(jié)垢的特點(diǎn)。
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(qiáng)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(shí)含有鈣鎂、鋇鍶離子。污水具有較強(qiáng)的結(jié)垢趨勢，屬于成垢離子集群特征。這種特殊的二價(jià)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(jìn)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(jìn)入除油沉降罐進(jìn)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(shí)，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(jì)性變差。易產(chǎn)生結(jié)垢和沉淀現(xiàn)象，增加污水處理負(fù)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(jìn)行預(yù)氧化，投加堿性物質(zhì)。該方法存在結(jié)垢嚴(yán)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(dá)到要求，需采取進(jìn)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(jìn)行反洗的時(shí)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(dòng)力，膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，原液流過膜表面時(shí)，膜表面密布的許多細(xì)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(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，而實(shí)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(jī)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(jī)械過濾器，運(yùn)行時(shí)水上進(jìn)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(jìn)行過濾達(dá)到進(jìn)一步凈化水質(zhì)的目的。
[1]劉正萍,徐蓬勃.淺談?dòng)吞锊沙鏊幚淼陌l(fā)展概況分析，《中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)，改性纖維在油田污水中的應(yīng)用，《油氣田環(huán)境保護(hù)》.
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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(jìn)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(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)。
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(diǎn)。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(diǎn)，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(diǎn)
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(gè)/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(diǎn)：①懸浮物含量、含油量超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重；②結(jié)垢和腐蝕共存，SRB等細(xì)菌含量超標(biāo)，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(biāo)以及易結(jié)垢的特點(diǎn)。
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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(qiáng)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(shí)含有鈣鎂、鋇鍶離子。污水具有較強(qiáng)的結(jié)垢趨勢，屬于成垢離子集群特征。這種特殊的二價(jià)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(jìn)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(jìn)入除油沉降罐進(jìn)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。
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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(jìn)行反洗的時(shí)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(dòng)力，膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，原液流過膜表面時(shí)，膜表面密布的許多細(xì)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(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，而實(shí)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(jī)碳膜超濾裝置。
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