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油田采出水处理工艺技术进展

牛军伟
【摘 要】油田是社会经济发展中所需要的重要能源之一。随着我国社会经济的发展和工业的进步，对油田的开发也在不断加强，致使地层中的油在不断减少，注水方式被更广泛地运用于油田开采当中，油田采出水处理问题应运而生。采出水的有效回注可以提高油田的开发质量，因此对油田采出水的处理技术是油田实现可持续发展的重要部分。本文就油田采出水处理工艺技术进展展开探讨。
【关键词】采出水处理;物理法;化学法;膜过滤
引言
水驱是补充地层能量的重要手段，油田采出水的水质处理及回注系统作为油田生产的重要环节，在持续稳产、节约水资源、保护生态环境等方面有着举足轻重的作用，水质的好坏，直接影响到驱油效果。随着《水十条》的颁布实施，对采出水的处理也显得尤为重要。
1油田采出水概述
在油田稠油区，注入高压蒸汽可以降低原油的粘度，便于进行稠油的开采。含水原油从油井开采出来之后，经过加工将水分分离，分离出来的水就是油田采出水。也就是说通过把水注入石油层，在水中加入表面活性剂等，会改变水表面的张力和石油的亲水性，使油和水聚集起来，就能很顺利地将其采出地面。油田采出水中会含有一些有机污染物，离子浓度也较高。采出水会在处理后再次注入地下，且注入量较大，如果处理不当，就会对地下水造成污染。在经过处理后回注油田，具有以下优势：第一，油田采出水含有表面活性物质，其温度也比较高，具有良好的洗油能力，其中矿化度洁净底层中的采出水，其去油效率值也是最大的;第二就是采出水的水质比较稳定，不容易与油层混合产生沉淀。
2油田采出水处理目前存在的问题
首先，对于水质的处理不通过，并且对于处理剂的适应也不是很完善，最为重要的是处理设备的应用不是很到位。最后，导致我国油田高含水后期的开采不能够很好的进行下去。污水过于黏稠的原因主要就是聚合物分子在聚合物驱采出水中的含量太高造成的。最后形成的乳化油限制了油水分离工作的开展。其实，最为重要的一个方面还是因为管理工作做得不到位。再加上，自动化控制程度太低，导致生产效率大大下降。国外一些发达国家，在这个方面的进展比我国要先进一些，所以我们要时刻的对外进行学习。多引荐一些技术。最后把我国的生产效益提上去。促进我国油田技术的发展。
3油田采出水处理新技术与新工艺
3.1生物处理技术
油田采出水生物处理主要是指针对油田采出水的特点，通过投加特种微生物菌群、提供适宜的生长环境，使特种微生物形成优势菌群，实现对采出水中各种有机物质的生物降解去除。目前，生物处理技术已在多个油田应用，应用类型主要分為两类：一类是作为“5、1、1”（油含量5mg/L、悬浮物含量1mg/L、悬浮物粒径中值1μm）水质的预处理工艺与中空纤维膜组合使用，强化除油，降低进膜油量，延长清洗周期，提高出水水质指标;另一类是常规油田采出水处理，生物处理是处理单元之一，用于除油和悬浮物，可用于水驱也可用于聚驱，后续通常设置常规过滤器。该技术要求运行温度为10～45℃，溶解氧含量≥2mg/L，水力停留时间6～10h。投加的微生物菌群生物活性一般为1011～1014个/g，启动时间一般为7～10d。进水水质要求：pH值6～9，油含量20～300mg/L，悬浮物含量50～300mg/L，硫化物含量≤50mg/L，含聚浓度≤500mg/L，矿化度≤150000mg/L。出水水质油含量可低至5mg/L以下，悬浮物含量≤50mg/L。该技术单方处理能力投资为0.4×104～0.8×104元/m3，运行成本主要为电费和菌种费用，总运行费用约0.7～1.2元/m3，以电费为主。与其他膜前预处理工艺相比，生物处理工艺流程短、效率高，除油彻底，抗冲击负荷能力强。因此，生物处理可作为低渗透、特低渗透区块的膜前预处理工艺。但是，对于常规水驱、聚驱采出水处理，该技术造价高、系统充氧腐蚀严重、运行成本较高，建议慎重采用。
3.2高氧化技术
这种技术所处理的对象是污水里面含有有机物，并且可以用物理或者化学方法能够处理的。进而使其被转成毒性比较低的无机物。通过对实际情况进行调查可知，此技术能够很好的对油滴进行分离。并且在光的照射之下，还能够进行催化反应。进而把污染物处理掉。这种技术非常的有效。
3.3回注处理技术
回注处理技术是油田采出水中用途最广泛的，特别是在一些含水量较高的油田井下采油工作中。回注处理法也要对采出水进行一些净化处理，要将其中的颗粒状物质进行过滤，混在水中的油也要分离后，才能进行回注利用。这种处理技术的优势就在于将采出水中分离出的油送回地面，水进行地下同井回注，减少了处理污水的动力消耗，具有良好的节能环保效果。
3.4膜过滤
人类最早发现膜是1748年，一个偶然的情况下一位法国科学家发现猪膀胱内储存的尿液可以自由的通过膀胱膜，由此可见膀胱膜也是一种膜。但当时这项发现没有引起科学界的足够重视，直到英国科学家ThomasGraham（1805～1869）通过更加科学的手段进行实验发现并确定了膜渗透现象的存在，并提出了透析的概念和内容，人们才对膜技术产生了兴趣。随着时间的推移，膜渗透理论终于在1901年被荷兰物理化学家VantHoff（1852～1911）正式提出并加以完善。此后，膜过滤技术才在各个领域被广泛应用和完善。1960年，美国科学家SidneyLoeb和SrinivasaSourirajan利用反渗透膜技术完成了人类海水淡化的梦想。利用膜的选择透过性对采油污水进行分离和提纯的方法。其机理是用1张（或1对）多孔滤膜，利用液一液分散体系中两相与固体膜表面亲和力不同而达到分离的目的。常应用的膜分离技术有反渗透、超滤、微滤、纳滤，通常使用的材料有醋酸纤维素系、乙烯系聚合物和共聚物、聚亚酰胺等。
3.5超声波技术
超声波技术属于机械波的一个分支，所以在进行传播的时候一定时会具有机械作用的。除此之外，还有很好的热作用以及空化作用。此技术在进行油田采出水的时候，通过对机械振动的应用，使得油与水跟其他的物质进行释气等等。也就是说，油滴与水滴会进行不规律的移动。这样以来，一些小的水滴就会最后形成大水滴，小的油滴最后形成为大油滴。正是因为水滴与油滴的质量不一样，所以其重力也不同，所以在进行汇聚的时候会有部分水滴或者油滴发生下沉的状况。这样就和好的完成了油水破乳的分离。当然，除此之外降低超声波的界面张力也能对油田采出水进行破乳分离。
3.6化学处理工艺技术措施
化学处理技术措施是应用化学药剂的作用，去除污水中的胶体和溶解物质。混凝沉降分离的措施，优选最佳的混凝剂，将污水中的油等分离出去。化学氧化还原处理方式以及离子交换技术的应用，达到化学处理的技术要求。选择最佳的化学药剂，避免增加油田采出水处理的成本，不断提高油田采出水处理的效率，到达油田废物的回收利用效果。
结语
根据上文的分析与研究可知，目前阶段我国工业水平一天一个样子，逐渐趋于完善，各种工艺手段层出不穷的大背景下，油田问题也显得没有那么难以处理。通过对新技术的应用，来使得油田采出水过程中的高效，便捷、快速，并在最大程度上的降低污染达到利益最大化的目标。
参考文献：
[1]任连锁，张登庆，陈毅忠，等.油田采出水处理新技术[J]. 油气田地面工程，2017（9）.
[2]陈忠喜，舒志明.大庆油田采出水处理工艺及技术[J]. 工业用水与废水，2018（1）.
（作者单位：大港油田公司第五采油厂）
科学导报·科学工程与电力2019年35期
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