聚合物驅采油污水處理研究進展

邵士杰

摘 要：當前在石油開采中，聚合物驅油的應用越來越廣泛，然而，大量的聚合物采油污水隨之產生。由于污水中有聚合物的存在，油水分離的難度大大增加，污水處理較為復雜。基于此，本文通過分析聚合物驅采油污水的特點，對聚合物驅采油污水處理技術進行了研究，以期為石油企業污水處理提供參考。

關鍵詞：聚合物驅采油；污水處理；特點

伴隨我國社會經濟發展與油氣資源的需求提升，聚合物驅作為一類較為高效的采油工藝手段，其在油田原油采收作業中的應用逐漸普及。但聚合物驅技術的應用也帶來了相應的污染隱患，其開采出的含聚丙烯酰污水含油量更高，同時帶有大量聚合物，嚴重影響、污染附近生態環境。因此，有必要加強對聚合物驅采油污水處理技術的研究，提高污水處理水平及效率，減少因聚合物驅采油而產生的環境污染。

一、聚合物驅采油污水的特點

（一）殘余聚合物濃度較高。由于聚合物驅油技術采用了部分水解聚丙烯酰胺為主要增粘劑，所以采油污水中含有大量殘余的部分水解聚丙烯酰胺，其濃度一般在100mg/L～500mg/L，但當其濃度較高時，有的也會超過500mg/L。部分水解聚丙烯酰胺有多種降解方式，在經過一系列的機械、生物、化學降解后，采油污水中的聚合物相對分子質量與與剛注入時的相對分子質量相比，有了很大程度上的減小。

（二）黏度性較大。聚合物驅采油污水中含有大量的殘余聚合物，這使得含聚合物污水的黏度與普通水驅污水黏度相比，含聚合物污水的黏度有了很大程度上的增大。一般情況下，含污水黏度范圍在1.0mPa·s～1.8mPa·s之間，但當聚合物濃度比較高時，污水的黏度也會相應提高。

（三）油珠的粒徑比較小。由于聚合物溶液在地層中與原油經過巖石孔隙介質的長時間剪切、混合，加之采油輸油設備的機械剪切，采出液中聚合物污水已經成了性質穩定的油水乳狀液。與普通水驅采油污水相比，聚合物驅采油污水中的油珠粒徑明顯減小。經測試，粒徑小于60?m的油珠占污水油珠總數的90%以上。

二、聚驅污水處理技術的研究進展

（一）重力除油技術。重力除油是依靠油水的密度差，通過油與水的自然分離來實現除油效果。重力除油是為了去除廢水中的浮油及大部分的分散油，從而達到初步除油的目的。該技術因其處理量大、運行費用低、管理方便而廣泛應用于油田污水處理。缺點是占地面積大，對乳化油的處理效果不好，污水停留時間長。重力除油主要包括自然除油、斜板除油、浮板除油、機械分離技術、水力旋流技術。

（二）氣浮技術。氣浮法是向含油污水中注入空氣產生氣泡，懸浮在水中的油滴和固體顆粒與空氣泡相接觸后浮力增加，油滴和固體顆粒吸附在氣泡上隨著氣泡一起浮向污水水面形成浮渣，從而達到了分離的目的。氣浮法對于重質油和乳化油有很好的處理效果。氣浮法常作為二級處理技術。氣浮技術處理采油廢水效果好、但浮選藥劑費用過高。

（三）微生物法。國外水處理研究者在實驗中發現細菌的生命活動可以聚丙烯酰胺降解物為營養物質，反過來又可以促進聚丙烯酰胺的降解。我國有關研究人員在對現有處理工藝進行改造時，在一組設備橫向流和兩級壓力濾罐之間增加微生物處理工藝。經過處理后的污水均由原來含油117～192.2mg·L-1，懸浮物38.7～61.23mg·L-1，硫酸鹽還原菌降低了86.44%，腐生菌降低了92.22%，鐵細菌降低了83.33%，有效地抑制了細菌的滋生。由此可見，微生物法在聚合物驅采油污水處理方面將具有廣闊的前景。

三、聚合物驅采油廢水處理新技術

（一）超聲波技術。超聲波技術是一種較新的廢水處理技術。超聲波降解聚合物主要在聚合物的解聚上，主鏈因為空化作用產生的高溫高壓環境和水力剪切力作用而斷裂，形成了自由基，自由基之間再相互反應后形成新化合物。有研究表明，超聲波處理后，聚合物溶液的粘度顯著降低，超聲波的作用功率越高，聚合物溶液的降粘作用越大，超聲波的作用頻率越低，聚合物溶液的超聲降粘幅度越大，處理后的聚合物溶液，粘度具有不可恢復性。超聲波處理聚合物溶液可加速其熟化，提高預降粘后聚合物溶液的抗剪切能力。同樣，超聲波也可以使含油污水破乳，達到油水分離的目的。

（二）微波破乳技術。微波是波長在1mm～100cm范圍內的電磁波，具有節能、加熱速度快、內外同時發熱和可加快油水分離的特點。微波加熱時可以加快水中油滴的上升速度和凝聚速度，從而加速了油水分離過程。微波加熱在提高溫度和降低粘度的同時也會加快凝聚，有助于增大油滴直徑，而直徑增大又使油滴上升速度增加，從而進一步提高油水分離效果。有關學者采用“微波絮凝+Fe/C微電解”工藝進行油田采出廢水處理，研究表明，微波可以減少絮凝劑的用量，極大地縮短絮凝沉淀時間，并對后續Fe/C微電解具有一定的促進作用，出水COD的平均去除率高達96%，另外微波輻照加速了油水分離，同時促進乳液凝聚，微波絮凝和Fe/C微電解工藝除油效果顯著，平均達到95%。

四、結語

聚合物采油污水具有水量大、成分復雜和難以處理的特點，傳統污水處理工藝已遠遠不能滿足含聚污水的處理要求。聚合物驅含油污水中的聚合物直接處理掉過于浪費，今后應加強殘余聚合物污水處理方法的研究，利用處理達標的污水配制聚合物溶液，減少清水資源和聚合物的浪費。還要研究出適合低滲透和特低滲油田注水要求的水處理工藝。

參考文獻：

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