摘 要：隨著全球范圍水資源短缺的加劇以及環(huán)境保護(hù)要求的提高，油田生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)出的污水處理工藝開始受到廣泛關(guān)注，先進(jìn)的油田污水處理技術(shù)被不斷的應(yīng)用。海上油田采出污水具有成分復(fù)雜、處理困難的特點(diǎn)，其原油的含量和存在方式也有著顯著差異。這樣通過(guò)單一的方法顯然無(wú)法保證最終的處理效果，所以一般將多種方法聯(lián)合使用。

關(guān)鍵詞：海上油田;采出污水;污水處理;地面工藝

在石油的生成、運(yùn)移期間會(huì)有一定的天然伴生水，而為了有效的強(qiáng)化整體開采效率，很多油田在產(chǎn)量仍然較高的階段，就開始大規(guī)模注水，通過(guò)將一定量高壓水灌注到地層中來(lái)的方式，這樣可以確保地層的壓力在合理范圍內(nèi)，為出油提供一定的支持作用，從而有效的將原油從油井里開采出來(lái)，通過(guò)這種方式進(jìn)行人工干預(yù)之后，采油速度和采收率都可以大幅度的提升，因而其屬于油田開采過(guò)程中一項(xiàng)重要的提高采油速度和采收率的技術(shù)。目前我國(guó)油田的注水開發(fā)多數(shù)進(jìn)入中高含水期，特別是中低滲油藏的開發(fā)難度越來(lái)越大，要求的注入水水質(zhì)質(zhì)量也越來(lái)越高[1]。

石油行業(yè)注水開采過(guò)程中，為了滿足開采率，需要不斷的注水，隨著開采時(shí)間的延長(zhǎng)采出污水也會(huì)成倍的增加，而導(dǎo)致環(huán)境污染。如果將油田污水處理回注，則可以減少污染，且提高水資源利用率，這屬于一類高效循環(huán)利用水的方式[2]。若回注率為100%，則開采過(guò)程中產(chǎn)生的污水和其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生的污水全部回注，注水量就顯著的降低，從而有效的減少了清水資源注入，也有利于提高經(jīng)濟(jì)效益，降低了開采成本，有多方面的意義[3]。

一、化學(xué)藥劑在污水處理中的應(yīng)用

1.1緩蝕劑

金屬與周圍介質(zhì)接觸而被導(dǎo)致表面被破壞的現(xiàn)象稱為腐蝕。油田污水中包含了各種離子，同時(shí)各類細(xì)菌以及具有腐蝕性的氣體也被包含在內(nèi)，所以，其具備著很強(qiáng)的腐蝕性，很容易對(duì)污水管道和水處理設(shè)備造成腐蝕破壞。而這些設(shè)備在嚴(yán)重腐蝕

情況下，油田生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行也會(huì)受到明顯影響，嚴(yán)重情況下還會(huì)引發(fā)事故，導(dǎo)致環(huán)境污染。個(gè)別油田污水腐蝕速度每年可超過(guò)五毫米，這就導(dǎo)致相關(guān)管線和設(shè)備一年后就不得不更換或改造，這對(duì)油田正常開發(fā)會(huì)產(chǎn)生干擾，且使用和維護(hù)的成本也因此熱大幅度的提高。因而為減輕腐蝕，各油田都開始對(duì)腐蝕及防腐問(wèn)題進(jìn)行了大量研究，一些先進(jìn)的防腐技術(shù)和措施也被研發(fā)出來(lái)[9-11]。

于這種處理的緩蝕劑有很多種，其組分差異很明顯，且對(duì)應(yīng)的緩蝕效果差異也較大。油田污水處注水系統(tǒng)常用的緩蝕劑有：伯胺類、聚胺類、仲胺類、咪唑啉類、酰胺類、二胺類以及季銨鹽類等等。對(duì)于部分高效的緩蝕劑來(lái)說(shuō)，它們往往含有以氮為核心元素的各類有機(jī)化合物，酰胺及咪唑啉類等。如中原油田現(xiàn)用的緩蝕劑XHZ-1，為咪唑啉類和季銨鹽的復(fù)配產(chǎn)品，要想確保緩蝕率在八成以上，則投加量最低需達(dá)到50mg/L。

1.2阻垢劑

在對(duì)油田進(jìn)行注水時(shí)，結(jié)垢現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，對(duì)油田供水系統(tǒng)帶來(lái)了諸多問(wèn)題，注水系統(tǒng)的各部分結(jié)構(gòu)都會(huì)受其影響，例如注水管線下部、彎頭處，和井筒處等。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，結(jié)垢后，井筒內(nèi)將極有可能發(fā)生堵塞，通常情況下，相應(yīng)地層也會(huì)受到破壞。

水垢的形成和相關(guān)鹽類的飽和度以及結(jié)晶情況存在一定密切關(guān)系。影響結(jié)垢的主要因素是水的成分，而水垢的成分較為復(fù)雜，主要包括碳酸鈣、硫酸鈣，和粘土類物質(zhì)等。一般情況下生產(chǎn)中的堵塞物主要包括水垢、有機(jī)質(zhì)等。結(jié)垢問(wèn)題在油田生產(chǎn)系統(tǒng)中時(shí)有發(fā)生，尤其是在部分污水輸送管線、設(shè)備的管道處經(jīng)常會(huì)好些一定的結(jié)垢，這樣會(huì)導(dǎo)致管線的摩擦加大，且能耗增加。油田常用的防垢劑：

（1）無(wú)機(jī)磷酸鹽。常見的此類除垢劑主要有磷酸三鈉、焦磷酸四鈉、三聚磷酸鈉。 這類藥劑的主要特性表現(xiàn)為材料來(lái)源廣，生產(chǎn)容易，價(jià)格低。其缺點(diǎn)在于工作中容易水解產(chǎn)生正磷酸鹽，且反應(yīng)而產(chǎn)生一些磷酸鈣。

（2）有機(jī)磷。此種類型的除垢劑的種類十分豐富，但最為常見的有羥基乙叉二磷酸鈉（HEDP）以及氨基三甲叉磷酸。通常情況下，此類物質(zhì)幾乎不溶于水，但是在高溫下，卻可在水中發(fā)生水解。如果對(duì)其投放量過(guò)少，其可以和其他各類處理劑方便的搭配使用，其應(yīng)用頻率很高。

（3）聚合物。此類物質(zhì)主要的有聚丙烯酸、聚馬來(lái)酸酐等，后一種可以有效的阻止硫酸鈣和硫酸鋇沉淀。

（4）復(fù)配型復(fù)合物。也就是將幾種單劑組合起來(lái)而形成的，這些單劑之間不發(fā)生反應(yīng)，都可以高效發(fā)揮作用，可以較好的滿足復(fù)雜的除垢要求。

1.3殺菌劑

硫酸鹽還原菌（SRB）是一種常見的厭氧菌，其屬于脫硫弧菌屬中的一種致黑芽梭菌。其可以將硫酸鹽還原。這種細(xì)菌附著表面生長(zhǎng)的，因而水樣檢測(cè)出含有的菌量主要能夠?qū)?xì)菌在相關(guān)溶液中的存活狀況進(jìn)行反映，而脫硫弧菌可能并不適宜在水中存活，但卻能夠在部分管線的表層大量繁殖，其有很高的環(huán)境適應(yīng)能力，可以在高礦化度、 高溫高壓下生存，這種細(xì)的最宜生長(zhǎng)溫度為35℃，其在代謝過(guò)程中可以將相應(yīng)硫酸鹽還原成硫化物而對(duì)管道產(chǎn)生危害。此類細(xì)菌適宜在死水區(qū)生存，比如具有低流速的沖洗罐以及管線等，且可以在鋼鐵表面快速的繁殖，而促使了鋼鐵的腐蝕，且在嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致管線穿孔。其分泌出的黑色粘稠殘?jiān)€可以導(dǎo)致地層孔道堵塞，對(duì)原有的生產(chǎn)過(guò)程中帶來(lái)嚴(yán)重影響，在此類細(xì)菌的繁殖過(guò)程中，往往會(huì)伴隨著腐生菌以及鐵細(xì)菌的產(chǎn)生，該過(guò)程能夠促進(jìn)此類細(xì)菌的生長(zhǎng)。

二、先進(jìn)設(shè)備研制及應(yīng)用

陳忠喜等研究者對(duì)橫向流含油污水除油設(shè)備進(jìn)行了研究，其發(fā)現(xiàn)其除油效果顯著高于傳統(tǒng)除油劑的。Rubach等在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上研發(fā)出一種電絮凝技術(shù)，此外微波和超聲波技術(shù)也開始應(yīng)用到水處理領(lǐng)域。生物處理技術(shù)有著多方面的優(yōu)點(diǎn)，其是未來(lái)此方面的重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)，目前在基因工程技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)下，一些高效降解菌種已經(jīng)被研發(fā)出來(lái)，這也是未來(lái)污水生物處理方面的的熱點(diǎn)。

膜分離技術(shù)在其他行業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但在油田污水處理方面才開始進(jìn)入試驗(yàn)階段，還有很多問(wèn)題需要解決，主要如膜的成本和膜污染問(wèn)題。因而如果優(yōu)價(jià)廉的新材料膜被研發(fā)出來(lái)，則可以進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段。膜生物反應(yīng)器工藝目前在一些特殊廢水處理領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用，其是綜合膜分離技術(shù)和生物技術(shù)而形成的，其在油田污水處理中的應(yīng)用還很少，目前還沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)報(bào)道。不過(guò)由于其具有多方面的優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)成熟之后，可以在油田污水處理中得到廣泛應(yīng)用。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著新的技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，水處理工藝水平也在不斷提高，生物處理技術(shù)、膜處理技術(shù)等技術(shù)解決了很多過(guò)去無(wú)法解決的問(wèn)題。但是，很多新技術(shù)同時(shí)也伴隨著高的水處理成本。今后還要不斷進(jìn)行探索和嘗試，找到效果更好和更經(jīng)濟(jì)的水處理工藝和水處理藥劑。

參考文獻(xiàn)

[1] 文軍紅，吳磊，谷梅霞，等.連續(xù)式油田廢水處理評(píng)價(jià)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].當(dāng)代化工，2018，47（12）：2676-2678+2682.

[2] 肖峰，曹智鵬，馬文杰，等.含油污水高級(jí)氧化技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].遼寧化工，2018，47（11）：1134-1137.

[3] 王子雨，王長(zhǎng)權(quán)，張光明，等.HH油田C8儲(chǔ)層污水回注水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].當(dāng)代化工，2018，47（3）：445-449+457.

作者簡(jiǎn)介：李忠亮（1984-），男，河南省商丘市人，本科，中級(jí)工程師，2008年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)石油工程專業(yè)，長(zhǎng)期從事海洋石油開發(fā)與開采工作。