油田污水水質(zhì)特征

石油資源是工業(yè)生產(chǎn)非常重要的原材料。近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對(duì)石油資源需求的不斷增加，石油開(kāi)采的強(qiáng)度也在逐步加大。在石油生產(chǎn)和開(kāi)采過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的采油污水，而且采油污水成分非常復(fù)雜，極易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，進(jìn)一步增加了油水分離和處理的難度。特別是進(jìn)入三次采油階段后，大量的物理、化學(xué)、生物等手段被應(yīng)用，有效地提高了原油采收率。目前，在我國(guó)石油生產(chǎn)和開(kāi)采過(guò)程中，聚合物驅(qū)、二元復(fù)合驅(qū)、SAGD采油技術(shù)等得到了廣泛應(yīng)用，并逐漸成為我國(guó)石油工業(yè)提高采收率的主要手段。在這種情況下，對(duì)三次采油采出液處理技術(shù)涉及的各石油行業(yè)環(huán)保熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。

1.油田生產(chǎn)廢水的水質(zhì)特征

1.1聚合物驅(qū)采油廢水的水質(zhì)特征

聚合物驅(qū)油技術(shù)是油田生產(chǎn)開(kāi)發(fā)后期一項(xiàng)非常重要的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)技術(shù)。聚合物驅(qū)油技術(shù)主要是指在油田注水作業(yè)過(guò)程中，在水中加入大量的可溶性聚合物，從而有效降低水相的滲透率，進(jìn)一步提高井下油水流度比，進(jìn)一步提高水相的粘度，從而進(jìn)一步提高石油開(kāi)采效率。

一般聚合物驅(qū)采收率可達(dá)30%~40%。但該技術(shù)開(kāi)采的原油含水率普遍較高，較高情況下含水率可達(dá)80%，相當(dāng)于每開(kāi)采一噸原油產(chǎn)生0.8t污水。聚合物采油技術(shù)產(chǎn)生的污水，乳化現(xiàn)象也很?chē)?yán)重。與其他開(kāi)采技術(shù)產(chǎn)出的液相相比，聚合物驅(qū)油技術(shù)產(chǎn)出液具有以下特點(diǎn):

(1)由于開(kāi)采過(guò)程中加入了一定量的驅(qū)油劑，產(chǎn)出液中的污染物等含量差異較大。由于在聚合物驅(qū)技術(shù)的具體實(shí)施過(guò)程中加入了大量的水解聚丙烯酰胺，產(chǎn)出液中通常含有水解聚合物MPAM。由于這種物質(zhì)分子量大，很難實(shí)現(xiàn)降解，給后期油田污水處理帶來(lái)一些麻煩。

(2)HPAM通常呈現(xiàn)白色固體顆粒，溶于水后會(huì)增加水的粘度。隨著水溶液粘度的增加，污水中油珠相互碰撞的幾率會(huì)降低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的混凝，使其熔融穩(wěn)定性更強(qiáng)，油水分離更困難。當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到45℃時(shí)，HPAM的濃度可達(dá)80 mg/L，在此條件下測(cè)得的產(chǎn)出液粘度為0.8MPa？s，而相同條件下，水驅(qū)采油技術(shù)得到的采出液污水粘度通常為0.6MPa？s .但是，隨著濃度的增加，產(chǎn)出液的粘度也會(huì)迅速增加。相比同等條件下水驅(qū)采出液的難度，HPAM采出液濃度甚至可以超過(guò)水驅(qū)采出液86%左右。

(3)聚合物驅(qū)采出液中油珠的直徑相對(duì)較小，當(dāng)采出液中油的粒徑

(4)在聚合物驅(qū)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，采出液中會(huì)含有大量的HPAM，導(dǎo)致水相粘度急劇增加，導(dǎo)致污水中油珠之間碰撞的概率急劇下降，小油珠很難通過(guò)碰撞聚集成大油珠，從而導(dǎo)致采出液中油柱的平均粒徑相對(duì)較小，給油水分離帶來(lái)很大的麻煩。

1.2二元復(fù)合驅(qū)采出液水質(zhì)特征

在三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不僅要加入大量的HPAM，還要加入一定量的表面活性劑。一般情況下，會(huì)使用石油磺酸鹽作為表面活性劑，可以有效控制采出液中油水之間的界面張力，使死地層孔隙中的小油珠與回注水之間的相互作用力進(jìn)一步增大，地層表面對(duì)原生的相應(yīng)吸附能力相應(yīng)降低，進(jìn)一步增強(qiáng)驅(qū)油效果，有效提高油田的采收率。

但由于采出液中含有一定量的HPAM和表面活性劑的復(fù)合驅(qū)，使原油乳化，進(jìn)一步提高了原油的流動(dòng)性。然而，表面活性劑可以有效地增強(qiáng)原油的增溶作用，這也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)出油的液化程度增加。與聚合物驅(qū)采出液相相比，其污水處理難度更大。采用普通污水處理工藝難以達(dá)到理想的處理效果，需要在污水處理工藝中加入合適的破乳劑和絮凝劑，有效實(shí)現(xiàn)油水分離。

2.石油生產(chǎn)現(xiàn)狀污水處理

2.1采油后的出水水質(zhì)要求污水處理

隨著對(duì)石油資源需求的不斷增加，石油開(kāi)采的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，這將產(chǎn)生大量的采出液。妥善處理現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的大量污水，可以有效改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用，進(jìn)一步提高油田的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)世界石油工業(yè)現(xiàn)狀污水處理，處理后的采油污水有三條出路:處理效率高的水資源可直接回注地層；污水經(jīng)過(guò)處理后，可以向其中加入一定量的驅(qū)油劑進(jìn)行再次采油，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后即可排放。但在我國(guó)油田行業(yè)，部分采油污水經(jīng)過(guò)處理后可以作為熱采鍋爐的水源，但這部分水源在整個(gè)外排污水中所占的比例非常小。

處理后的油田產(chǎn)出水大部分已返回地層，但我國(guó)石油工業(yè)對(duì)地層回注水水質(zhì)要求較高，回注水含油量不能>:20mg/L，其中懸浮顆粒含量不能>:10mg/L，因此，不斷加強(qiáng)高效破乳劑和絮凝劑的研究，對(duì)油田污水的分離和處理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.2油田采油污水處理方法和技術(shù)

由于受區(qū)域因素、地層結(jié)構(gòu)、原油性質(zhì)、驅(qū)油方式等多種因素的影響，油田采出液的水質(zhì)特性和乳化特性也存在較大差異，在實(shí)際處理過(guò)程中，針對(duì)不同特性采出液的處理工藝和處理方法也存在較大差異。不同處理工藝的具體特點(diǎn)和缺點(diǎn)也有較大差異，所以在實(shí)際采油污水處理過(guò)程中，可以幾種方式一起使用，從而有效提高污水處理質(zhì)量。

2.3采油污水處理劑

(1)破乳劑。

由于油田采出水水質(zhì)成分復(fù)雜，油水分離難度大，需要固定聚合物的特定官能團(tuán)才能達(dá)到油水分離的效果。

①氧化破乳。

氧化裂解主要是充分利用一些氧化性物質(zhì)，對(duì)聚丙烯酰胺基團(tuán)進(jìn)行定點(diǎn)氧化，使聚丙烯酰胺的濃度逐漸降低，采油污水的濃度也相應(yīng)降低，從而增加采油污水中油珠碰撞的概率，從而增大油珠的粒徑，進(jìn)一步增強(qiáng)流水分離效果。

②高級(jí)氧化技術(shù)。

雖然使用氧化破乳劑可以在一定程度上降低采油廢水的粘度，但在某些情況下效果并不明顯。隨著再生采油廢水水質(zhì)的不斷提高，對(duì)采油廢水的氧化效果提出了更高的要求。高級(jí)氧化技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步提高了采油廢水的可生化性，使得污水處理效果滿(mǎn)足實(shí)際需求。

(2)絮凝劑。

在污水處理工藝中加入適當(dāng)?shù)男跄齽?，可以有效增加污水中絮凝劑的體積，使絮凝物在重力作用下得到有效去除。

①有機(jī)絮凝劑。

通常油田廢水中含有的一些小油珠和一些固體天然顆粒帶有一定量的負(fù)電荷，所以陽(yáng)離子有機(jī)絮凝劑在油田污水處理工藝中得到了廣泛的應(yīng)用，實(shí)際污水處理效果也很好。

②無(wú)機(jī)絮凝劑。

聚合氧化鋁、聚合硫酸鋁和聚合亞鐵鹽是油田污水處理工藝中常用的無(wú)機(jī)絮凝劑。無(wú)機(jī)絮凝劑在油田污水處理工藝中的應(yīng)用給油田帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，目前在油田污水處理行業(yè)出現(xiàn)了大量新型高分子絮凝劑。由于高分子聚合度高，高分子絮凝劑能有效去除油田污水中的懸浮物。據(jù)相關(guān)研究，高分子絮凝劑的除油效率甚至可以達(dá)到90%。

3.結(jié)論

油田污水成分非常復(fù)雜，可生化性相對(duì)較差，而傳統(tǒng)的采油污水處理工藝復(fù)雜，在污水處理過(guò)程中能耗也很高。為了進(jìn)一步提高油田生產(chǎn)廢水的處理效果，有必要對(duì)油田生產(chǎn)廢水的成分進(jìn)行深入分析，并采取相應(yīng)的處理措施。(來(lái)源:周年油田第十采油廠供水大隊(duì))

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