化學藥劑在油氣田產(chǎn)出污水處理中的應用

劉曉蒙

摘 要：水處理化學藥劑符合環(huán)保理念，應用范圍廣泛，尤其是石化領域，其用量大約為全國的50%左右。化學藥劑在油氣田產(chǎn)出污水處理中的應用，是提高原油產(chǎn)量、保證注水質(zhì)量，確保油氣田穩(wěn)產(chǎn)的關鍵所在。注水系統(tǒng)常用的油田助劑主要有緩蝕劑、殺菌劑、破乳劑幾種，在實踐應用過程中，往往會將幾種水處理劑搭配使用，提高污水處理效果。本文將對油氣田產(chǎn)出的污水處理為切入點，對化學藥劑在污水處理中的應用進行探究。

關鍵詞：污水處理;污水回注;化學藥劑;處理效果

油氣田在產(chǎn)出、運移天然氣以及石油的過程中，會伴有原始封存水或者天然伴生水。目前，很多國內(nèi)的老油田已步入開發(fā)中后階段，油氣井的含水量劇增，導致中低滲油氣藏的開采難度大大增加。與此同時，地面污水處理站也面臨更大的挑戰(zhàn)，給油氣田污水處理帶來不少阻礙。下面就化學藥劑在油氣田產(chǎn)出污水處理中的效用，對化學藥劑的合理使用進行具體分析。

1 緩蝕劑

周圍介質(zhì)與金屬接觸，導致金屬表面出現(xiàn)損壞，即為腐蝕。油氣田產(chǎn)出污水中含有大量離子、細菌以及腐蝕性氣體，極易對排水管道以及其他污水處理設備造成腐蝕。當設備損壞達到一定程度時，就會對油田生產(chǎn)系統(tǒng)造成不良影響，更有嚴重者，會引導安全事故，污染生態(tài)環(huán)境，后果不堪設想。有些油氣田對的污水腐蝕速度可達到5mm/年，這就要求水處理設備以及管道線路等每年都得更換一次，不僅會干擾油田的正常運作，同時增加的運營以及維護成本也十分高昂。因此，防腐問題直觀重要，且迫在眉睫。各油田不斷加大研究力度，相關防腐新進技術以及措施紛紛問世。

緩蝕劑是常用的一種反腐水處理劑，其種類多樣，且組分差異突出，相應的緩蝕效果也大不同。針對油氣田而言，咪唑啉類、聚胺類、酰胺類、季銨鹽類、仲胺類、二胺類以及伯胺類都是應用較為普遍的緩蝕劑。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，處理效果較好的緩蝕劑通常都會含有以氮為核心元素的咪唑啉類、酰胺以及有機物等。比如說中原油田所使用的XHZ-1，就是典型的季銨鹽與咪唑啉類的復配劑。該緩蝕劑的投加量應保持在50 mg/L以上，才能保證緩蝕率達到80%左右。

2 阻垢劑

油氣田注水過程，經(jīng)常會出現(xiàn)結垢問題，影響注水系統(tǒng)結構以及供水系統(tǒng)的正常使用。按照以往經(jīng)驗，出現(xiàn)結垢現(xiàn)象后，井筒堵塞時有發(fā)生。一般情況下，相對應的地層也會遭受不同程度的破壞。鹽類結晶或者飽和是水垢產(chǎn)生的關鍵因素。水垢成分復雜，主要有硫酸鈣、碳酸鈣、黏土等物質(zhì)。油氣田開采過程中的堵塞物除了水垢外，還會有一些有機質(zhì)。

油氣田常用的防垢劑主要有有機磷、無機磷酸鹽、聚合物、復配型復合物幾大類。有機磷的種類多樣，其中HEDP（有羥基乙叉二磷酸鈉）、氨基三甲叉磷酸最為常用。正常情況下，該類物質(zhì)并不溶于水，但在溫度達到一定條件，是可以水解的。在投放量較少時，可以與其他水處理劑配伍使用;無機磷酸鹽中應用比較普遍的有三聚磷酸鈉、焦磷酸四鈉以及磷酸三鈉。該類防垢劑材料來源不受限，生產(chǎn)相對比較容易，成本低。但易發(fā)生水解反應，產(chǎn)生正磷酸鹽、磷酸鈣等衍生物;常見的聚合物有聚馬來酸酐、聚丙烯酸等。聚馬來酸酐常用于防止硫酸鋇、硫酸鈣等沉淀物的產(chǎn)生;復配型復合物，就是將不會發(fā)生反應的幾種單劑組合起來，從而提高防垢劑的效用，滿足油氣田更加高標準的防垢需求。

3 殺菌劑

硫酸鹽還原菌，英文簡稱SRB，是厭氧菌的一種，是脫硫弧菌中的致黑芽梭菌，具有還原硫酸鹽的功效。脫硫弧菌是附著在物質(zhì)表面生存。由于水樣檢測出的細菌含量主要反映的是細菌在對應溶劑中的存活狀況，而SRB并適合在水中生存，卻在管道線路的表面大肆生長繁殖，其環(huán)境適應能力很強，即使在高礦化、高壓、高溫的條件下也可以生存。硫酸鹽還原菌最適宜生存的環(huán)境溫度為35℃，因其代謝過程會造成硫酸鹽發(fā)生還原反應，生成的硫化物會嚴重危害管道生產(chǎn)安全。硫酸鹽還原菌常見于死水區(qū)，例如水流速度較慢的管線或者沖洗罐等都是它的最佳繁殖地。該類細菌繁殖速度驚人，會加速鋼鐵材料的腐蝕程度，嚴重的話，還會導致相應管線出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象。

殺菌劑可分為氧化性殺菌劑、非氧化性殺菌劑兩大類。所謂氧化性殺菌劑就是在強氧化條件下，能夠破壞細菌結構，影響其正常代謝的一類殺菌劑;非氧化性殺菌劑則是通過在細菌表面形成一定濃度的離子團，使細菌代謝受阻，從而實現(xiàn)殺菌的目的。細胞膜屬于選擇透過性膜，應用領域相當廣泛。其工作機理就是通過破壞細菌的離子平衡，干擾能量轉(zhuǎn)換，從而使蛋白質(zhì)變性，抑制細菌繁殖。

4 混凝劑

混凝劑可以將污水中的膠體顆粒或者是固體懸浮物凝聚，并使其沉淀，實現(xiàn)除污效果。油氣田中的固體懸浮物通常會附帶負電荷，因而聚集沉淀存在一定難度。而混凝劑的使用，則可以與其表面負電荷相中和，加速固體懸浮顆粒的下沉過程。

5 結語

綜上所述，隨著科技的飛速發(fā)展，化學藥劑在油氣田產(chǎn)出污水處理中的應用越來越廣泛。尤其是在提高原油產(chǎn)量、保證注水質(zhì)量，確保油氣田穩(wěn)產(chǎn)等方面具有顯著成效。因此，油氣田企業(yè)應加大科研投入，積極探索，對水處理工藝給予高度重視，不斷提高污水處理系統(tǒng)的經(jīng)濟性與環(huán)保性。

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