油田污水處理技術問題淺析及新技術應用研究

摘 要：概述了油田污水處理技術現狀及存在問題。簡要介紹了氣浮分離技術與超濾膜技術的結合處理系統在油田污水中的應用，以及該處理系統的優點。提出了油田污水處理技術發展的技術方向。

關鍵詞：油田污水；水處理；氣浮分離；膜分離

引言

水是人類賴以生存的重要資源，隨著我國工業的快速發展和人口的快速增長，對水資源的需求也急劇增加，部分地區水資源短缺問題明顯。

與此同時，隨著人們對生活質量要求的不斷提升，對環境保護意識的不斷增強，對于污水排放有了更加嚴格要求。

油田污水處理技術在油田持續開發、保護環境等方面發揮著重要作用。油田污水處理后用于回注，不僅可以對污水中的原油進行回收，同時可實現水資源循環利用、減少環境污染，且為注水開采提供了充足注水水源、節約了大量的水資源，帶來了顯著的社會效益和經濟效益。

1 油田污水處理技術現狀

不同油田污水因其開采方式、原油特性、地質等條件不同，其具有的水質特性也有所差異，且回注水的水質指標要求也不同，導致所采用的處理工藝也會不同。常見的油田污水處理工藝流程可分為常規污水處理流程、深度污水處理流程、聚驅污水處理流程和三元污水處理流程等4大類。

常規污水處理流程主要采用三段（除油→沉降→過濾）或兩段（除油→過濾）處理工藝流程。深度污水處理流程是在常規污水處理流程的基礎上，采用兩級過濾處理工藝流程。常規污水處理流程和深度污水處理流程在水驅采出水處理系統中，獲得廣泛應用和認可。因聚驅采油和三元復合驅采油是油田三次開采所采用的新技術，其采出水處理流程仍然以三段處理技術流程為主，也是目前油田水處理領域面臨的新課題。

在各處理工藝流程中，主要的處理指標是油和懸浮物，因此在處理過程中的關鍵技術是除油技術和過濾技術。

除油技術和過濾技術都是基于物理法的分離的原理，針對處理指標的不同物理特性，而采取不同的處理方式。除油技術是根據油水密度的不同，分離污水中油。常用的除油技術包括自然除油、斜板除油、粗粒化除油和壓力除油罐。過濾技術是利用過濾介質截留污水中的油和懸浮物，完成污水中的油、懸浮物與水的分離。常用的過濾介質為石英砂、磁鐵礦、無煙煤、纖維球及核桃殼等。

2 油田水處理面臨的問題

隨著油田的發展，我國大部分油田已進入三次采油階段。聚合物驅油技術和三元復合驅油技術已成為成熟的三次采油技術，在全國各大油田得到廣泛應用。尤其是三元復合驅油技術是目前提高采收率幅度最大的方法之一。但隨著三元復合驅采油技術的推廣，也給油田采出水處理系統帶來了新的問題。

三元復合驅采出水與水驅采出水相比，水質特性發生變化、難于處理，主要表現為：（1）污水的粘度增加，使油水分離的能力下降；（2）污水中的油珠變小，油水界面水膜強度增大，界面電荷增強，導致污水中的油珠穩定地存在水中，難于分離；（3）由于陰離子型聚合物的存在，嚴重干擾了絮凝劑的使用效果，使絮凝作用變差，大大增加了藥劑的用量，同時產生大量的絮體。（4）由于聚合物吸附性較強，采出水中攜帶的固體顆粒物較多，采出水中懸浮固體含量大大增加。水質復雜化現象加劇，使水中含油及懸浮物的去除難度增加，處理效果差。

因此，針對目前污水水質狀態，開發出與之配套產品，且滿足油田水處理標準高要求處理工藝已迫在眉睫。

3 氣浮分離技術與超濾膜技術的結合應用

針對三元復合驅采出水的水質特性，開發研制出的將氣浮分離技術和超濾膜技術術相結合應用于油田水處理工藝系統。其主要工作原理是利用氣浮分離技術和超濾膜分離技術處理工藝。來水先進入氣浮分離工藝處理段，去除水中的大部分浮油及少量懸浮物；再經過超濾膜分離技術工藝處理，水中的含油及懸浮顆粒等物質被截留去除。處理后的水，可達到油田低滲透油藏回注水標準或回配標準要求。和已有技術相比較，其效果是積極和明顯的。

氣浮分離處理工藝設備為氣浮處理裝置，其工作原理流程為污水先進入加藥混合裝置，經加藥后的污水與溶氣系統產出的溶氣水在氣浮裝置內接觸、混合，微小的氣泡表面附著原水中油珠和絮體顆粒向水面上浮，在上浮到水面后會被收油系統中的刮油機及時收走，避免了氣泡破裂后浮油再次呈現懸浮狀態。氣浮處理裝置由加藥混合裝置、溶氣裝置、氣浮刮渣裝置、斜板填料裝置、氣浮排泥裝置、收油排油裝置和控制裝置等組成。溶氣裝置包括有溶氣罐、溶氣釋放裝置和溶氣泵；氣浮排泥裝置中設有排泥泵，可將裝置底部的淤泥去除，保證水質的穩定性；氣浮刮渣裝置中設有兩臺刮渣機，可將裝置分離出的油和懸浮物及時高效地排出。溶氣方式采用回流式壓力溶氣工藝。氣浮裝置設有粘度檢測裝置，可對水質粘度進行檢測和調節。可針對檢測出的污水的特性，在加藥裝置內加入相應的藥劑，降低污水的粘度，同時破壞油珠在污水中的穩定性。

超濾膜處理工藝設備為超濾膜處理裝置，其原理是利用其超濾過濾元件對采油廢水中進行深度過濾處理，經過氣浮處理工藝段除油后的采油廢水進入到超濾膜處理工藝段，多個超濾膜堆在自動化系統的統一控制下組成相對獨立的超濾膜處理主系統。帶壓采油廢水進入超濾膜處理主系統后，經過超濾膜的過濾處理，水中的含油及懸浮顆粒等物質被截留去除，水質得到了凈化處理。超濾膜處理裝置由超濾膜過濾裝置、空壓機、膜反沖洗泵、堿清洗裝置、酸清洗裝置和有機溶劑清洗裝置等組成。超濾膜過濾裝置主要由來水進水管、超濾產水出管、反洗水進水管、反洗水排水管和壓縮空氣進氣管等組成。壓縮空氣進氣管與空壓機連接，為裝置提供所需的氣源。反洗水進水管與膜反沖洗泵連接，為裝置提供所需的反洗水。膜反沖洗泵的進水管與堿清洗裝置、酸清洗裝置和有機溶劑清洗裝置能過管路連接。

4 氣浮分離技術與超濾膜技術的結合處理系統的優點

氣浮分離技術和超濾膜技術術的結合，可保證最終出水含油率小于5mg/L，懸浮物小于1mg/L，粒徑中值小于1μm。氣浮處理工藝段和超濾膜處理工藝段各自采用可編程邏輯控制器完成本工藝段的自動控制，并連接到一個DCS集散控制系統，由DCS集散控制系統實現集中顯示并全面協調。

該套油田污水處理工藝系統不僅解決了現有技術中三次采油工藝過程中污水處理效果不理想的技術問題。還具有系統配置簡單、效率高、靈活性和適應性強、操作維護簡便等優點。

5 結束語

現在我們大部分油田已進入油田三次開采階段，油田污水處理難度也隨之加大。通過不斷改造油田水處理技術和開發研究的新的油田水處理技術，是解決油田污水處理問題和滿足油田水處理發展要求的有效手段，也是今后油田水處理技術發展的關鍵。

參考文獻

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