吳炫辰　單吉濤

摘要：如今，隨著環(huán)保意識(shí)的全面普及，如何有效的進(jìn)行天然氣采出水回注處理已經(jīng)成為影響氣田進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)天然氣采出水的特征、來(lái)源和危害進(jìn)行詳細(xì)剖析，闡明天然氣采出水利用的意義和回注水的要求，并總結(jié)了當(dāng)今天然氣采出水回注處理主要的技術(shù)措施。旨在促進(jìn)氣田采出水回注處理技術(shù)不斷改善，提高資源利用的效率，減少氣田的生產(chǎn)成本，并避免生態(tài)環(huán)境遭到破壞，保證氣田的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：天然氣采出水;回注處理;處理技術(shù);效率

1.氣田采出水特征

天然氣采出水主要來(lái)源于氣井生產(chǎn)過(guò)程中措施工藝產(chǎn)生的污水，也有一部分是從地層中所攜帶出來(lái)的各種鹽類、氣體和懸浮固體。而在采氣集輸過(guò)程中又因?yàn)楦鞣N工藝步驟所需的化學(xué)藥劑加注、水質(zhì)本身所含微生物等。總而言之，采出水的含油量高于正常注水指標(biāo);懸浮物含量高;富含有機(jī)物;有大量離子，其中既有結(jié)垢離子，又有腐蝕離子;并且含油微生物。

（1）一般含油指標(biāo)1000-2000mg/L，根據(jù)含油顆粒大小不同以浮油、分散油、乳化油、溶解油存在于采出水中;

（2）懸浮物顆粒。采出水中一般存在各種土顆粒、粉砂和細(xì)砂，其顆粒直徑一般為1-100μm;

（3）細(xì)菌主要有腐生菌和硫酸鹽還原菌;

（4）高鹽含量。其中無(wú)機(jī)鹽離子居多：Ca2，Mg2，K，HCO3等。

2.氣田采出水處理措施

2.1 物理法

氣浮分離技術(shù)主要指的就是向氣田采出水中通入一定量的空氣，并且以微小氣泡的形式從水中析出并且成為載體，使采出水中的微小的懸浮固體顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，其密度小于水會(huì)上浮從而達(dá)到凈化采出水的目的。

選擇合適的膜結(jié)構(gòu)，可以一次性去除水中的固體顆粒，這種膜技術(shù)的去除率一般很高，不會(huì)造成二次污染，操作方便并且安全性較高。但是膜分離技術(shù)存在膜污染和濃差極化等問(wèn)題，使得運(yùn)行中滲透通量隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，而且膜技術(shù)造價(jià)成本較高。

旋流分離技術(shù)適合處理油水密度差大于0.05毫克每升的含油污水，可以去除顆粒直徑大于10微米的懸浮固體以及分散油。處理設(shè)備旋流器具有重量輕、體積小、速度快、操作壓力范圍大、處理水量大等優(yōu)點(diǎn)。但是旋流器不耐磨，運(yùn)行不穩(wěn)定，這也是該技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)。

2.2 物理和化學(xué)法

在氣田采出水中加入混凝劑，膠體粒子的表面電荷就會(huì)很容易發(fā)生靜電作用，減輕彼此間的排斥力和作用力，失去穩(wěn)定性的膠體粒子可以通過(guò)吸附作用聚集，這樣就可以將采出水中的懸浮物除去。混凝劑的種類主要分為無(wú)機(jī)鹽類和高分子類，無(wú)機(jī)鹽類分為鐵鹽和鋁鹽;高分子類混凝劑主要應(yīng)用較多的是聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵等。混凝技術(shù)在氣田采出水的處理中，操作條件非常簡(jiǎn)單，裝置較小，但是藥劑的成本比較高。

2.2.2 電解懸浮技術(shù)

電解懸浮技術(shù)主要分離的是比重接近水的懸浮物質(zhì)，比如油類和纖維還有活性污泥等。其主要是通過(guò)大量微小氣泡的產(chǎn)生與懸浮物質(zhì)粘附，使采出水的水質(zhì)得到較大的改善。由于這些氣泡較小并且數(shù)量很多，所以電解法對(duì)于微小顆粒物和懸浮物的去除效率非常高，可使得采出水的回注處理達(dá)到較好的效果。

2.3 生物法

生物法主要是利用微生物的生長(zhǎng)代謝過(guò)程，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的分解與轉(zhuǎn)化，目前針對(duì)氣田采出水處理的方法有活性污泥法、接觸氧化法、厭氧生物法等。

其中活性污泥法具有運(yùn)行管理方便、費(fèi)用低的特點(diǎn)，但是最大的缺點(diǎn)是反應(yīng)速度比較慢，必須保證足夠長(zhǎng)的停留時(shí)間才能使出水水質(zhì)達(dá)到較高的要求。生物接觸氧化、生物濾池等生物膜技術(shù)在采出水處理中也有應(yīng)用。采用厭氧生物法可以使得采出水中難降解的有機(jī)污染物在厭氧菌的做一下轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和甲烷等容易降解的化合物，通過(guò)這種過(guò)程來(lái)改善廢水的生化性。

2.4 化學(xué)法

使用過(guò)氧化氫和臭氧作為氧化劑，使污染物在可見(jiàn)光或紫外光的照射下進(jìn)行氧化分解的技術(shù)就是光化學(xué)氧化技術(shù)，有機(jī)的污染物質(zhì)在光照射的條件下，會(huì)與氧化劑產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，以幫助有機(jī)物降解。這種技術(shù)可以在常溫常壓下進(jìn)行，并且其氧化能力比較高，因此近年來(lái)應(yīng)用較好，前景廣闊。光化學(xué)氧化法可以分為直接光降解和間接光降解。

臭氧氧化法是一種非常環(huán)保的技術(shù)，因?yàn)槌粞醯难趸€原電位比較高，氧化能力比較強(qiáng)，反應(yīng)速度也快，通常在低濃度下也可以進(jìn)行，并且在水中不會(huì)產(chǎn)生持久性的殘留，不會(huì)造成二次污染。但是如果以空氣作為氣源產(chǎn)生臭氧時(shí)，臭氧在水中的濃度較低，易導(dǎo)致其他副產(chǎn)物的出現(xiàn)，所以需要謹(jǐn)慎使用，同時(shí)臭氧發(fā)生器的造價(jià)成本較高，處理耗電量大，設(shè)備維修費(fèi)用較高，這是該技術(shù)的局限性。

3.現(xiàn)有采出水處理技術(shù)優(yōu)化建議

（1）工藝技術(shù)進(jìn)一步完善。對(duì)各工藝處理效果進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)論證，通過(guò)對(duì)水質(zhì)初步分析進(jìn)行對(duì)應(yīng)工藝技術(shù)選擇，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)整工藝技術(shù)，使得處理效果得以優(yōu)化。

（2）對(duì)過(guò)濾工藝中的濾料填料進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。常用濾料石英砂、核桃殼、石榴石、金剛砂等，都是按著普遍水質(zhì)性質(zhì)采取的常用濾料。應(yīng)進(jìn)一步對(duì)濾料研究，完善對(duì)應(yīng)水質(zhì)對(duì)應(yīng)濾料，根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行濾料選擇。

（3）對(duì)腐蝕性較大水質(zhì)進(jìn)行研究。主要針對(duì)不同腐蝕性對(duì)應(yīng)不同緩蝕藥劑，不再采取單一緩蝕藥劑。對(duì)水質(zhì)進(jìn)行配伍性實(shí)驗(yàn)，豐富緩蝕技術(shù)，提高緩蝕性能。對(duì)腐蝕問(wèn)題的基礎(chǔ)性研究，探討研究水質(zhì)在不同條件下的腐蝕規(guī)律，加強(qiáng)腐蝕率監(jiān)測(cè)評(píng)估，從而及時(shí)調(diào)整藥劑加入。

總結(jié)

對(duì)氣田采出水的處理并回注是氣田實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展和節(jié)約成本的一個(gè)重要方式，本文通過(guò)對(duì)氣田采出水的特征、來(lái)源和危害進(jìn)行詳細(xì)剖析，闡明氣田采出水利用的意義及回注水的要求，并簡(jiǎn)單介紹了當(dāng)今氣田采出水回注處理主要的技術(shù)措施。旨在促進(jìn)氣田采出水處理技術(shù)不斷改善，提高資源利用的效率，減少氣田開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)成本，并避免生態(tài)環(huán)境遭到破壞，保證氣田的可持續(xù)發(fā)展。

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