天然氣采出水回注處理

吳炫辰　單吉濤

摘要：如今，隨著環保意識的全面普及，如何有效的進行天然氣采出水回注處理已經成為影響氣田進一步發展的關鍵問題。本文通過對天然氣采出水的特征、來源和危害進行詳細剖析，闡明天然氣采出水利用的意義和回注水的要求，并總結了當今天然氣采出水回注處理主要的技術措施。旨在促進氣田采出水回注處理技術不斷改善，提高資源利用的效率，減少氣田的生產成本，并避免生態環境遭到破壞，保證氣田的可持續發展。

關鍵詞：天然氣采出水;回注處理;處理技術;效率

1.氣田采出水特征

天然氣采出水主要來源于氣井生產過程中措施工藝產生的污水，也有一部分是從地層中所攜帶出來的各種鹽類、氣體和懸浮固體。而在采氣集輸過程中又因為各種工藝步驟所需的化學藥劑加注、水質本身所含微生物等。總而言之，采出水的含油量高于正常注水指標;懸浮物含量高;富含有機物;有大量離子，其中既有結垢離子，又有腐蝕離子;并且含油微生物。

（1）一般含油指標1000-2000mg/L，根據含油顆粒大小不同以浮油、分散油、乳化油、溶解油存在于采出水中;

（2）懸浮物顆粒。采出水中一般存在各種土顆粒、粉砂和細砂，其顆粒直徑一般為1-100μm;

（3）細菌主要有腐生菌和硫酸鹽還原菌;

（4）高鹽含量。其中無機鹽離子居多：Ca2，Mg2，K，HCO3等。

2.氣田采出水處理措施

2.1 物理法

氣浮分離技術主要指的就是向氣田采出水中通入一定量的空氣，并且以微小氣泡的形式從水中析出并且成為載體，使采出水中的微小的懸浮固體顆粒等污染物質粘附在氣泡上，其密度小于水會上浮從而達到凈化采出水的目的。

選擇合適的膜結構，可以一次性去除水中的固體顆粒，這種膜技術的去除率一般很高，不會造成二次污染，操作方便并且安全性較高。但是膜分離技術存在膜污染和濃差極化等問題，使得運行中滲透通量隨運行時間的延長而下降，而且膜技術造價成本較高。

旋流分離技術適合處理油水密度差大于0.05毫克每升的含油污水，可以去除顆粒直徑大于10微米的懸浮固體以及分散油。處理設備旋流器具有重量輕、體積小、速度快、操作壓力范圍大、處理水量大等優點。但是旋流器不耐磨，運行不穩定，這也是該技術的一個缺點。

2.2 物理和化學法

在氣田采出水中加入混凝劑，膠體粒子的表面電荷就會很容易發生靜電作用，減輕彼此間的排斥力和作用力，失去穩定性的膠體粒子可以通過吸附作用聚集，這樣就可以將采出水中的懸浮物除去?；炷齽┑姆N類主要分為無機鹽類和高分子類，無機鹽類分為鐵鹽和鋁鹽;高分子類混凝劑主要應用較多的是聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵等?；炷夹g在氣田采出水的處理中，操作條件非常簡單，裝置較小，但是藥劑的成本比較高。

2.2.2 電解懸浮技術

電解懸浮技術主要分離的是比重接近水的懸浮物質，比如油類和纖維還有活性污泥等。其主要是通過大量微小氣泡的產生與懸浮物質粘附，使采出水的水質得到較大的改善。由于這些氣泡較小并且數量很多，所以電解法對于微小顆粒物和懸浮物的去除效率非常高，可使得采出水的回注處理達到較好的效果。

2.3 生物法

生物法主要是利用微生物的生長代謝過程，實現有機物的分解與轉化，目前針對氣田采出水處理的方法有活性污泥法、接觸氧化法、厭氧生物法等。

其中活性污泥法具有運行管理方便、費用低的特點，但是最大的缺點是反應速度比較慢，必須保證足夠長的停留時間才能使出水水質達到較高的要求。生物接觸氧化、生物濾池等生物膜技術在采出水處理中也有應用。采用厭氧生物法可以使得采出水中難降解的有機污染物在厭氧菌的做一下轉化為二氧化碳、水和甲烷等容易降解的化合物，通過這種過程來改善廢水的生化性。

2.4 化學法

使用過氧化氫和臭氧作為氧化劑，使污染物在可見光或紫外光的照射下進行氧化分解的技術就是光化學氧化技術，有機的污染物質在光照射的條件下，會與氧化劑產生光化學反應，以幫助有機物降解。這種技術可以在常溫常壓下進行，并且其氧化能力比較高，因此近年來應用較好，前景廣闊。光化學氧化法可以分為直接光降解和間接光降解。

臭氧氧化法是一種非常環保的技術，因為臭氧的氧化還原電位比較高，氧化能力比較強，反應速度也快，通常在低濃度下也可以進行，并且在水中不會產生持久性的殘留，不會造成二次污染。但是如果以空氣作為氣源產生臭氧時，臭氧在水中的濃度較低，易導致其他副產物的出現，所以需要謹慎使用，同時臭氧發生器的造價成本較高，處理耗電量大，設備維修費用較高，這是該技術的局限性。

3.現有采出水處理技術優化建議

（1）工藝技術進一步完善。對各工藝處理效果進行現場實驗論證，通過對水質初步分析進行對應工藝技術選擇，同時通過實驗數據調整工藝技術，使得處理效果得以優化。

（2）對過濾工藝中的濾料填料進行開發研究。常用濾料石英砂、核桃殼、石榴石、金剛砂等，都是按著普遍水質性質采取的常用濾料。應進一步對濾料研究，完善對應水質對應濾料，根據水質特點進行濾料選擇。

（3）對腐蝕性較大水質進行研究。主要針對不同腐蝕性對應不同緩蝕藥劑，不再采取單一緩蝕藥劑。對水質進行配伍性實驗，豐富緩蝕技術，提高緩蝕性能。對腐蝕問題的基礎性研究，探討研究水質在不同條件下的腐蝕規律，加強腐蝕率監測評估，從而及時調整藥劑加入。

總結

對氣田采出水的處理并回注是氣田實現其可持續發展和節約成本的一個重要方式，本文通過對氣田采出水的特征、來源和危害進行詳細剖析，闡明氣田采出水利用的意義及回注水的要求，并簡單介紹了當今氣田采出水回注處理主要的技術措施。旨在促進氣田采出水處理技術不斷改善，提高資源利用的效率，減少氣田開發的生產成本，并避免生態環境遭到破壞，保證氣田的可持續發展。

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