油田污水處理中油田化學劑的應用分析

董玲

中國石油集團遼河油田公司特種油開發公司 遼寧盤錦 124010

1 油田污水處理的重要性

當前，生態文明的不斷發展對人與社會的和諧發展提出了更高的要求。在處理油田污水時，化學藥品的使用可以有效地處理油田污水，也滿足可持續發展的要求。油田污水處理如果不能順利進行將在一定程度上導致生態環境破壞，并阻礙油田的正常采油。從科學角度來看，油田開采中的油田污水主要包括油田采出水、鉆井污水以及其他含多種化學物質的含油污水，如無機鹽和芳香族化合物、含硫化物破乳劑等，這些有害物質通常很難溶于水中，如不經處理直接排放會導致對水和土壤質量的嚴重損害[1]。

在注水開采油田中，油層中的大部分水都是從井中抽出來注入水的。大部分水與原油一起通過油井返回地面，在取出原油之前，必須除去這部分水。提取的污水中含有原油，這就是所謂的石油生產水。隨著國內油田的深入開發，油田采出液中水含量持續增長，有的區塊已達到90%以上。這種含油污水已成為注入油田的主要水源。隨著油田邊緣低滲透性油田和地上沉積物的不斷發展，對油田抽水水質的要求越來越嚴格。為了有效解決油田污水問題，必須對油田污水進行多種處理，以使水質達到相關排放標準和要求。清潔油田污水時，主要目標是去除有害物質。通常使用化學藥品最常見、最有效的去除方法。通過向油田污水中添加化學試劑，注入的化學劑與污水中的有害物質發生化學反應并將其轉化為無毒無害符合排放標準的物質[2]。近年來，通過不斷提高化學試劑的生產水平，在油田中使用化學試劑處理污水可提高污水處理能力并減少生態環境和土壤污染。

2 不同油田化學劑在油田污水處理中的應用分析

2.1 殺菌劑

根據組成成分予以分類，殺菌劑主要分為氧化還原型與非氧化還原型。處理油田廢水主要使用后者，前者作用持續時間短，需在堿性條件下應用，否則可腐蝕金屬物質，此外其大量使用對環境亦可造成嚴重污染。非氧化還原型殺菌劑主要運用以下三種：

①季銨鹽類殺菌劑。其屬于抗菌性表面活性劑，殺菌作用較強，同時還具有增加殺菌組分的作用。此外可促使金屬型設備表面的附著菌落脫離，殺滅隱匿在有機物或粘泥內的細菌，整體效果較為優良。②有機醛類殺菌劑。醛類殺菌劑具有較強的殺菌效用，但缺陷在于具有明顯的毒性、刺激性氣味，如甲醛及相關物質等，使用率不及第一種。③含氰化合物。氰化物殺菌效果極強，但缺陷在于具有一定劇毒，且于堿性環境下殺菌效果較低，需搭配表面活性劑同時使用方可提高殺菌效果。

2.2 阻垢劑

油田污水結垢是油田開采生產中常見問題之一，其伴隨油田產出水量的增加而同步惡化。嚴重結垢可直接影響油井生產。現階段最常用阻垢方法主要是應用化學阻垢劑抑制油污垢生成。隨著相關處理技術的不斷發展，阻垢劑由傳統無機型發展至有機型，最終發展為聚合物型，由含磷型發展至無磷環境友好型。

①無機聚磷酸鹽。主要成分是三聚磷酸鈉與六偏磷酸鈉，現階段大多使用復合磷酸鹽，單劑使用基本已淡出視野。

②有機磷酸酯鹽。主要成分包括單烷基磷酸酯、雙烷基磷酸酯、聚氧乙烯脂肪醚磷酸酯等，該類阻垢劑從處理結垢時初期用量盡量少許，可觀察除垢效果再適當增加用量，若一次性使用量過高反而容易誘發結垢生成。

③天然阻垢劑。主要成分包括木質素、丹寧、淀粉以及纖維素等（不限于以上幾種），集成范圍較為廣泛，但阻垢效果一般，較為不穩定，聚合物阻垢劑廣泛使用后該類阻垢劑逐漸淡出視野。

④有機膦酸（鹽）阻垢劑。較為常用的主要包括羥基亞乙基二膦酸（HEDP）、氨基三甲叉膦酸（ATMP）、乙二胺四亞甲基膦酸（EDTMP）等，該類阻垢劑的化學穩定性及熱穩定性較強，高溫、高pH 值環境下亦難以水解，且不具毒性。

2.3 緩蝕劑

①氧化膜型緩蝕劑。部分氧化性較強的緩蝕劑可直接與金屬產生反應，并于金屬表面增發一層起到保護作用的氧化膜，而有些氧化性較差、強氧化性的緩蝕劑能夠直接和金屬進行反應，并在表面形成具有保護作用的氧化膜，而一些氧化性較弱、在缺少水體溶解氧條件下無法直接與金屬產生反應的物質或自身不具有被氧化性而需要具有氧氣輔助產生反應的緩蝕劑亦可通過促進氧化膜生成以保護金屬。但使用該類緩蝕劑必須量大，若用量不夠甚至可進一步惡化腐蝕問題，因而綜合來說具有較高風險[3]。

②沉淀膜型緩蝕劑。碳酸鋅、硫酸鋅等介質均可與金屬表層產生反應、沉淀，產生保護膜以抑制金屬被腐蝕，與其他緩蝕劑混合運用時可提升效果。此外由于油田污水中包含大量碳酸根與硫酸根，因而污水處理中直接加入可溶性鋅鹽即可。但因沉淀生成的緩蝕膜并不能直接與金屬表層相結合，且生成時較不均勻，大多情況下可形成一定孔隙，整體附著效果相較于氧化性緩蝕膜較低[4]。

③吸附膜型緩蝕劑。該緩蝕劑大多為有機物，于電荷吸附作用下生成保護膜，防止金屬被腐蝕，金屬表面越光潔，其生成的膜更為均勻，效果更好；而若是金屬表面存在結垢或已被嚴重腐蝕，則需聯合表面活性劑共同使用，通過增強金屬表面活性，提高保護膜有效形成率。

3 結語

在進行石油開發時會產生一些污水，并且產生的污水成分比較復雜，其中含有害成分占據的比例較多，如果直接將其進行排放，會對周邊環境產生非常大的影響與危害，所以必須要采取相應的措施對污水進行處理。而對油田化學劑進行使用是對油田污水進行處理最為簡單且有效的方式，并且在石油企業中得到了比較好的使用效果，起到對環境保護的作用。