油田采出水處理工藝技術進展

牛軍偉

【摘 要】油田是社會經濟發展中所需要的重要能源之一。隨著我國社會經濟的發展和工業的進步，對油田的開發也在不斷加強，致使地層中的油在不斷減少，注水方式被更廣泛地運用于油田開采當中，油田采出水處理問題應運而生。采出水的有效回注可以提高油田的開發質量，因此對油田采出水的處理技術是油田實現可持續發展的重要部分。本文就油田采出水處理工藝技術進展展開探討。

【關鍵詞】采出水處理;物理法;化學法;膜過濾

引言

水驅是補充地層能量的重要手段，油田采出水的水質處理及回注系統作為油田生產的重要環節，在持續穩產、節約水資源、保護生態環境等方面有著舉足輕重的作用，水質的好壞，直接影響到驅油效果。隨著《水十條》的頒布實施，對采出水的處理也顯得尤為重要。

1油田采出水概述

在油田稠油區，注入高壓蒸汽可以降低原油的粘度，便于進行稠油的開采。含水原油從油井開采出來之后，經過加工將水分分離，分離出來的水就是油田采出水。也就是說通過把水注入石油層，在水中加入表面活性劑等，會改變水表面的張力和石油的親水性，使油和水聚集起來，就能很順利地將其采出地面。油田采出水中會含有一些有機污染物，離子濃度也較高。采出水會在處理后再次注入地下，且注入量較大，如果處理不當，就會對地下水造成污染。在經過處理后回注油田，具有以下優勢：第一，油田采出水含有表面活性物質，其溫度也比較高，具有良好的洗油能力，其中礦化度潔凈底層中的采出水，其去油效率值也是最大的;第二就是采出水的水質比較穩定，不容易與油層混合產生沉淀。

2油田采出水處理目前存在的問題

首先，對于水質的處理不通過，并且對于處理劑的適應也不是很完善，最為重要的是處理設備的應用不是很到位。最后，導致我國油田高含水后期的開采不能夠很好的進行下去。污水過于黏稠的原因主要就是聚合物分子在聚合物驅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離工作的開展。其實，最為重要的一個方面還是因為管理工作做得不到位。再加上，自動化控制程度太低，導致生產效率大大下降。國外一些發達國家，在這個方面的進展比我國要先進一些，所以我們要時刻的對外進行學習。多引薦一些技術。最后把我國的生產效益提上去。促進我國油田技術的發展。

3油田采出水處理新技術與新工藝

3.1生物處理技術

油田采出水生物處理主要是指針對油田采出水的特點，通過投加特種微生物菌群、提供適宜的生長環境，使特種微生物形成優勢菌群，實現對采出水中各種有機物質的生物降解去除。目前，生物處理技術已在多個油田應用，應用類型主要分為兩類：一類是作為“5、1、1”（油含量5mg/L、懸浮物含量1mg/L、懸浮物粒徑中值1μm）水質的預處理工藝與中空纖維膜組合使用，強化除油，降低進膜油量，延長清洗周期，提高出水水質指標;另一類是常規油田采出水處理，生物處理是處理單元之一，用于除油和懸浮物，可用于水驅也可用于聚驅，后續通常設置常規過濾器。該技術要求運行溫度為10～45℃，溶解氧含量≥2mg/L，水力停留時間6～10h。投加的微生物菌群生物活性一般為1011～1014個/g，啟動時間一般為7～10d。進水水質要求：pH值6～9，油含量20～300mg/L，懸浮物含量50～300mg/L，硫化物含量≤50mg/L，含聚濃度≤500mg/L，礦化度≤150000mg/L。出水水質油含量可低至5mg/L以下，懸浮物含量≤50mg/L。該技術單方處理能力投資為0.4×104～0.8×104元/m³，運行成本主要為電費和菌種費用，總運行費用約0.7～1.2元/m³，以電費為主。與其他膜前預處理工藝相比，生物處理工藝流程短、效率高，除油徹底，抗沖擊負荷能力強。因此，生物處理可作為低滲透、特低滲透區塊的膜前預處理工藝。但是，對于常規水驅、聚驅采出水處理，該技術造價高、系統充氧腐蝕嚴重、運行成本較高，建議慎重采用。

3.2高氧化技術

這種技術所處理的對象是污水里面含有有機物，并且可以用物理或者化學方法能夠處理的。進而使其被轉成毒性比較低的無機物。通過對實際情況進行調查可知，此技術能夠很好的對油滴進行分離。并且在光的照射之下，還能夠進行催化反應。進而把污染物處理掉。這種技術非常的有效。

3.3回注處理技術

回注處理技術是油田采出水中用途最廣泛的，特別是在一些含水量較高的油田井下采油工作中。回注處理法也要對采出水進行一些凈化處理，要將其中的顆粒狀物質進行過濾，混在水中的油也要分離后，才能進行回注利用。這種處理技術的優勢就在于將采出水中分離出的油送回地面，水進行地下同井回注，減少了處理污水的動力消耗，具有良好的節能環保效果。

3.4膜過濾

人類最早發現膜是1748年，一個偶然的情況下一位法國科學家發現豬膀胱內儲存的尿液可以自由的通過膀胱膜，由此可見膀胱膜也是一種膜。但當時這項發現沒有引起科學界的足夠重視，直到英國科學家ThomasGraham（1805～1869）通過更加科學的手段進行實驗發現并確定了膜滲透現象的存在，并提出了透析的概念和內容，人們才對膜技術產生了興趣。隨著時間的推移，膜滲透理論終于在1901年被荷蘭物理化學家VantHoff（1852～1911）正式提出并加以完善。此后，膜過濾技術才在各個領域被廣泛應用和完善。1960年，美國科學家SidneyLoeb和SrinivasaSourirajan利用反滲透膜技術完成了人類海水淡化的夢想。利用膜的選擇透過性對采油污水進行分離和提純的方法。其機理是用1張（或1對）多孔濾膜，利用液一液分散體系中兩相與固體膜表面親和力不同而達到分離的目的。常應用的膜分離技術有反滲透、超濾、微濾、納濾，通常使用的材料有醋酸纖維素系、乙烯系聚合物和共聚物、聚亞酰胺等。

3.5超聲波技術

超聲波技術屬于機械波的一個分支，所以在進行傳播的時候一定時會具有機械作用的。除此之外，還有很好的熱作用以及空化作用。此技術在進行油田采出水的時候，通過對機械振動的應用，使得油與水跟其他的物質進行釋氣等等。也就是說，油滴與水滴會進行不規律的移動。這樣以來，一些小的水滴就會最后形成大水滴，小的油滴最后形成為大油滴。正是因為水滴與油滴的質量不一樣，所以其重力也不同，所以在進行匯聚的時候會有部分水滴或者油滴發生下沉的狀況。這樣就和好的完成了油水破乳的分離。當然，除此之外降低超聲波的界面張力也能對油田采出水進行破乳分離。

3.6化學處理工藝技術措施

化學處理技術措施是應用化學藥劑的作用，去除污水中的膠體和溶解物質?；炷两捣蛛x的措施，優選最佳的混凝劑，將污水中的油等分離出去。化學氧化還原處理方式以及離子交換技術的應用，達到化學處理的技術要求。選擇最佳的化學藥劑，避免增加油田采出水處理的成本，不斷提高油田采出水處理的效率，到達油田廢物的回收利用效果。

結語

根據上文的分析與研究可知，目前階段我國工業水平一天一個樣子，逐漸趨于完善，各種工藝手段層出不窮的大背景下，油田問題也顯得沒有那么難以處理。通過對新技術的應用，來使得油田采出水過程中的高效，便捷、快速，并在最大程度上的降低污染達到利益最大化的目標。

參考文獻：

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[2]陳忠喜，舒志明.大慶油田采出水處理工藝及技術[J]. 工業用水與廢水，2018（1）.

（作者單位：大港油田公司第五采油廠）