油田污水處理范文

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油田污水處理

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【關鍵詞】油田污水處理 來源方法

1 油田污水的來源分析

油田污水,來源于油氣生產過程中所產出的地層伴生水。油田企業為獲得合格的油氣產品,需要將伴生水與油氣進行分離,分離后的伴生水中含有一定量的原油和其它雜質,這些含有一定量原油和其它雜質的伴生水,被稱之為含油污水。其中包括油田采出水、洗井污水、鉆井污水、井下作業污水、礦區雨水及各種聯合站內其它類型的含油污水。采用注水開采的油田,從注水井注人油層的水,其中大部分通過采油井隨原油一起回到地面,這部分水在原油外運和外輸前必須加以脫除,脫出的污水中含有原油,因此被稱為油田采出水。隨著油田開采年代的增長,采出液的含水率不斷上升,這些含油污水已成為油田的主要注水水源。鉆井污水的復雜成份主要包括鉆井液、洗井液等,其污水的污染物主要包括鉆屑、石油、粘度控制劑(如粘土)、加重劑、粘土穩定劑、腐蝕劑、防腐劑、殺菌劑、劑、地層親和劑、消泡劑等,鉆井污水中還含有重金屬。其它類型污水主要包括油污泥堆放場所的滲濾水、洗滌設備的污水、油田地表徑流雨水、生活污水以及事故性泄露和排放引起的污染水體等。由于油田污水產量大、范圍廣、種類較多,地層差異及鉆井工藝各不相同,因此,各油田污水處理站不僅水質差異大,而且油田污水的水質變化也大,尤其是大慶油田,目前大多數已進入石油開采中后期,石油量減少使開采難度增加,所以大多使用注水方法開采原油,以降低開采難度。這樣一來,導致原油含水率逐年上漲,油田含水率極高,為油田污水的處理帶來一定困難,油田面臨了含油污水處理的嚴重問題。

2 油田污水處理方法分析

油田污水處理的目的是去除水中的油、懸浮物、添加劑以及其他有礙注水和易造成注水系統腐蝕和結垢的不利成分。所采用的技術包括重力分離、粗粒化、浮選法、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。各油田或區塊的水質成分復雜、差異較大,對處理后回注水的水質要求也不一樣,因此選擇的處理工藝也各不相同。研制新型設備和藥劑,開發新工藝,應用新技術已成為油田污水處理發展的新趨勢。

目前,我國常用的污水處理技術有物理法、化學法、物理化學和生物法四大類。物理處理法的重點是去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。物理法主要包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、膜分離和蒸發等方法。重力分離技術,依靠油水比重差進行重力分離是油田廢水治理的關鍵。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作為含油廢水治理的基本設施,簡單易行,已被各油田廣泛使用。2.1 廢棄鉆井液處理分析

由于廢棄鉆井液屬于流動性液體,是污染面積大涉及范圍廣的范疇,其中所含的許多重金屬不能被環境自然消化,勢必會淤積在動植物體內,不但破壞土壤成分,還會隨著食物鏈的流動給人類健康帶來威脅,對環境污染較大。在廢棄鉆井液處理方面,國內大多采用固化法、固液分離法、回填法、生物處理法、循環使用法等方法。

固化法是利用在廢棄鉆井液中加入固化劑使其膠結為強度較高固體的方法,目前該方法被看做是非常可行的方法,是國內處理廢棄鉆井液最主要的方法之一,也是國際上普遍認可使用的。

固液分離法是將多相的廢棄鉆井液進行固液分離,然后分別對固體和液體部分實行不同的處理方法,以達到稀釋鉆井液、降低污染的效果。

回填法是挖出專門的存儲坑,將廢棄鉆井液放入其中加入催化劑使其自行沉降分離,達到符合環保標準后進行直接排放,并將剩余部分就地掩埋的一種方法,此種方法位置和深度、滲漏和析出情況、含水量、化學量等因素如考慮不當,還會造成一定的環境污染。

生物處理法是利用微生物的生化作用,將復雜的有機物分解為簡單的物質,將有毒的物質轉化為無毒物質,從而使廢水得以凈化。主要是通過微生物絮凝劑中的細菌群來對廢棄鉆井液中含有的污染物質進行降解和分化。微生物細菌群對人體無害,殘渣也可以直接進行降解,不會產生二次污染,具有良好的處理效果。生物處理技術被認為是未來最有前景的污水處理技術,一直是水處理工作者研究的重點和難點。特別是近年來,基因工程技術的長足發展,以質粒育種菌和基因工程菌為代表的高效降解菌種的特性研究和工程應用,是今后污水生物處理技術的發展方向。

循環使用法是對廢棄鉆井液進行一定處理后對其中所含的物質進行循環再利用,如廢水、廢棄材料等。2.2 煉油污水處理分析

根據對油田污水處理程度和水質要求的不同,通常將污水處理技術分為一級處理、二級處理和三級處理。一級處理使用方法包括重力沉降法、浮選法等,二級處理方法主要是聚凝法、生化法等,三級處理方法主要是吸附法、膜分離法及深度處理等。

生產裝置是煉油污水的來源,生產裝置的生產運行情況將直接決定污水的水質,而污水的處理又必須針對不同的污水,采取針對性的處理措施才能收到處理效果,因此,污水處理應在生產階段就采用先進的工藝和設備、合理流程,做到盡可能減少污水的產生并建立污水排放考核制度,進行科學管理。

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關鍵詞:高濃度污水;處理;irbaf處理工藝

油田污水主要包括原油脫出水(又名油田采出水)、鉆井污水及站內其它類型的含油污水。油田污水的處理依據油田生產、環境等因素可以有多種方式。當油田需要注水時,油田污水經處理后回注地層,此時要對水中的懸浮物、油等多項指標進行嚴格控制,防止其對地層產生傷害。石油生產單位大部分集中在干旱地區,水資源嚴重缺乏,如何將采油過程中產生的污水變廢為寶,具有十分重要的現實意義。

1 油田污水處理技術現狀

油田的水處理工藝,其流程一般為“隔油——過濾”和“隔油——浮選(或旋流除油)——過濾”,即通常稱為的“老三套”,其工藝主要是除去廢水中的油和懸浮物。在很長一段時間內,此工藝流程被廣泛地應用于各油田的采出水處理中,而且效果良好,處理后的水質一般都能達到回注水的要求。

1.1技術分類

根據對油田污水處理程度和水質要求的不同,通常將污水處理技術分為一級處理、二級處理和三級處理。一般來說一級處理屬于預處理,二級處理能除去90%左右可降解有機物荷90%~95%的固體懸浮物。然而對于重金屬毒物和難以降解有機物高碳化合物以及在生化處理過程中出現氮、磷難以完全除去,尚需進行三級處理。各級處理技術主要包括重力分離、粗粒化、浮選法、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。

一、二級處理主要是利用過慮、沉降、浮選方法把污水中的懸浮物除去。去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。主要方法包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、中和、生物處理等方法。這些技術在國內外都比較成熟。

1.2油田污水處理的一般工藝

油田污水成分比較復雜,油分含量及油在水中存在形式也不相同,且多數情況下常與其他廢水相混合,因此單一方法處理往往效果不佳。同時,因各種力法都有其局限性,在實際應用中通常是兩三種方法聯合使用,使出水水質達到排放標準。另外,各油田的生產方式、環境要求以及處理水的用途的不同,使油田污水處理工藝差別較大。在這些工藝流程中,常見的一級處理有重力分離、浮選及離心分離.主要除去浮油及油濕固體;二級處理有過濾、粗粒化、處理等,主要是破乳和去除分散油;深度處理有超濾、活性炭吸附、生化處理等,主要是去除溶解油。

1.3膜生物反應器工藝

膜生物反應器(mbr)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術,以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地,并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比,mbr具有以下主要特點:處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現自動控制、運行管理簡單。自20世紀80年代以來,該技術愈來愈受到重視,成為研究的熱點之一。目前膜生物反應器己應用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家,規模從6m3/d至13000m3/d不等。

在我國,膜生物反應器作為污水再生回用的一項高新技術,其開發與研究也正越來越深入。雖然目前膜生物反應器在我國的實際應用還較少,然而,在水資源日益緊缺的情況下,隨著膜技術的發展、新型膜材料的開發以及膜材料成本的逐漸下降,膜生物反應器將會有較好的應用前景。

2 污水處理技術分析

目前,石化行業的堿渣廢水處理方法主要有直接處理法、化學處理法和生物氧化法。

直接處理法有出售、稀釋、深井注入和焚燒處理等方法,其中以焚燒法為主,直接處理法容易出現污染轉移(大氣)或轉嫁(其他地方),故受到一定限制。

化學處理法通常采用濕式空氣氧化技術(wao),即在150~200℃,1.5~10mpa的條件下,利用氧氣直接氧化去除堿渣中的硫化物,達到堿渣預處理的目的。堿渣的處理效果受制于氧化反應體系的溫度與壓力,污染物去除效率越高,相應體系所需的溫度與壓力也就越高,wao法高昂的設備投資額度和運行費用使其應用受到限制。

焚燒和濕式催化氧化都是投資、運行費用非常高的處理技術。相比之下,采用生化技術進行處理,其投資、運行費用都只有濕式催化、焚燒法的幾分之一或者幾十分之一,運行管理簡單,處理效果穩定。

生物氧化法是采用首先將堿渣進行適度的稀釋(10~20倍),控制硫化物在1000~3000mg。l-1,并中和后,利用特殊的生物反應器,使硫細菌在生物反應器中形成生物氧化床,通過生物的作用利用空氣中氧氣氧化硫化物和酚,從而達到堿渣預處理的目的。生物氧化方式相比具有較好的技術經濟價值,而內循環固定生物氧化床技術即irbaf處理工藝是針對石油煉制和石油化工產品精制過程中產生的廢堿渣(汽油、柴油、液態烴等堿渣)開發,大幅度減輕污水處理場的進水負荷,能夠有效地氧化處理催化汽油廢堿液、液態烴廢堿液等高濃度廢水,保證了現有污水處理系統的正常運轉和達標排放。

3 irbaf處理工藝簡介

內循環固定生物氧化床技術(enternal recurrence fixed biological bed縮寫irbaf)是在常溫、常壓的條件下,利用專屬微生物特殊的工藝環境,形成一個高活性生物酶催化氧化床,促使水體中污染物氧化。當baf反應池經過一定時間的運行,其填料中將產生大量的生物質,當新增生物量床,過多時,會影響水在填料內部的運行,降低處理效率,此時需通過反沖洗將生物床中的過剩生物質脫出。baf的反沖洗可通過反沖洗自控系統或半自控系統來完成。反沖洗周期視進水cod負荷確定,cod負荷越高,反沖洗周期越短,反之,baf的反沖洗周期越長。反沖洗采用新型脈沖氣水聯合反沖洗技術,反沖洗風采用煉油廠的非凈化風,反沖洗水采用二級內循環baf的凈化出水,沖出的高濃度泥水混合液自流進入泥水分離池,經沉淀分離后,上層清液循環處理。本工藝產泥量較少,可滯留于泥水分離池,不定期排入凈化水車間現有的污泥處理系統。

irbaf工藝的特點:(1)高品質填料:生物床采用粘土陶粒,具有較大的比表面積和總孔容積,抗機械磨損強度高,表面粗燥,化學穩定性強。(2)隔離式曝氣技術:采用獨有的隔離式曝氣技術,給反應器充氧的同時,將污水沿曝氣管道提升,再經過反應器生物床,形成循環,避免了傳統曝氣方式對濾料的沖刷,同時由于反應器水體呈內循環狀態,每小時可以循環10~20次,增加了濾料內水流速度,增強了污水與生物體之間介質的交換,提高了反應器的處理效能,具有完全混合式反應器的特點,提高了反應器耐有毒物質的能力和抗沖擊能力,隔離式的曝氣技術改變了傳統曝氣方式容積利用率低,易形成水流短路的現象,提高了反應器的容積效率和處理效率。(3)獨特的氣水聯合反沖洗方式:irbaf的反沖洗技術是一種對傳統反洗技術的改進,提高了濾料層擾動的強度,提高系統應力中的附加切應力,提高顆粒間的碰撞機會,從而提高系統的反沖洗效果,避免濾料的粘結堵塞,保持反應器的活性,達到穩定處理的目的。(4)自動化程度高:反沖洗是保障系統正常運行的關鍵,對出水水質、運行周期、運行狀況的影響很大,設計系統的整個反沖洗過程由程序控制,自動按次序控制管道上的閥門,減少人力,方便操作。

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關鍵要:含油污水;污水處理;發展趨勢

引言

經過多年來的不斷努力,大慶油田的勘探開發已到達油田開發的中后期階段,在這一階段中,通過大量地采用注水與聚合物驅的方法,來開采出具有較高含水量的原油,即該原油的含水量可高達90%以上。但是,在原油開采的過程中,不可避免地會產生出大量廢水,即含油污水。因而,對于這些含油污水的處理問題是油田開采部門當前首要重視和解決的一大難題,相關部門一定要及時采取制定出有效、可行的措施,來對含油污水進行處理,從而避免對水資源的浪費,也能夠在一定程度上對生態環境進行保護。

一、油田含油污水的處理現狀分析

所謂的油田含油污水,一般指的是在原油的開采過程中,隨著原油的開采進程,伴隨著原油同時從地下產生,并且,當兩者一同到達原油脫水站之后,經過一系列的脫水分離操作,最后分離出來的廢水。除此之外,油田含油污水還有其它的來源,例如,在對高含鹽的原油進行清洗的過程中所產生的廢水、洗井過程產生的廢水等等。通常來說,油田含油廢水具有較多方面的來源,其中,有的是來自于地底下的地層水,這些地層水處于不同的深度;也有的是在原有開采過程的各個生產流程中,伴隨著各種操作所產生的廢水,這是比較常見的,這種情況下產生的廢水,會使得所產生的污水水質具有多種成分,往往包括有石油類的懸浮類物質、固狀顆粒狀的懸浮物質,以及一部分的乳化油與分散油。此外,污水中還會含有大量的化學劑物質。正由于油田污水的組成成分十分復雜,因而在對其進行回注時一定要對其進行相應的處理,不然的話,污水當中的各種雜質很有可能會因為和注水層的不配伍反應,進而產生各種沉淀物質,導致堵塞裂縫與地層縫隙的現象,進一步的,也會造成注水層的滲透效果不佳,使得注水的效率降低,也會使注水井的使用壽命大大縮短,造成的資源的浪費現象。所以,在進行回注操作之前,一定要對產生的污水進行一定的處理。就目前而言,比較長用的油田含油污水處理方法和這些方法所使用的條件如下表所示。

二、關于油田含油污水處理過程所存在的問題

(一)低滲透油田含油污水分析

在我國,有將近一半以上的石油儲量是來自于低滲透油田的。幾年來,隨著低滲透油田的開發與開采的規模不斷變大,為了更好的進行石油開采,國內各個油田在結合當地實際的情況下,制定了一系列的注水嚴格標準,這些標準大多都是以不對地層造成堵塞為制定的前提,與此同時,也考慮到了低滲透油藏的滲透性因素。例如,在東北地區的油田中,其要求的注水濾膜系數(MF)必須要大于或等于25,對于注水濾膜系數小于25的一律不采用;對于注水中的固體狀顆粒物質,其直徑大小一定要保證在5cm以下,決不能不大于5μm。油田作業的過程中,在對低滲透油田進行注水時,往往會用清水,生產過程中生成的廢水在經過相關的處理之后,亦或是將其對外排放與作為注水的補充水源,但就目前的油田的處理技術發展來說,將處理后的污水作為注水的補充水還是具有較大難度的。

(二)油田含油污泥處理分析

含油污泥具有較多的來源,其中,水儲罐底泥、油田油與固液分離操作是含其主要的來源。通過上述方式產生的油田含油污泥,一般具有顆粒粗細值小、重質油的組分較高、粘度較大與脫水難度大等特點。但是,因為含油污泥具有較高的,并且其產生量可達到相應原油產生量的0.5%一1%,因此,含油污泥還是具有較大的回收價值的。目前在我國國內,各大油田對于含油污泥的相關處理已經引起相關部門的高度重視,通過不斷的實踐探究,已逐漸探究出了焚燒、固化處理及固液分離等處理方式,并在此基礎上對其進行回收利用。但是到目前為止,還未探索出一套較為成熟的處理工藝。鑒于油田含油污泥中具有較高的的含水量,使得油田污泥的排放和處理工作難度增大。因此,對于油田含油污問題的處理,一定要將水處理與排泥處理兩者進行有機結合,方可達到好的處理效果。

(三)含油污水處理工藝技術發展分析

隨著油田開發和開采技術的進步,以及油田長遠發展的需要,對于以往的常規含油污水處理技術,這些技術已不能很好的滿足實際所需。在對油田進行原油開采的過程,生產工藝的改變和革新,使得含油污水的組成成分和處理難度發生了不同程度的改變,相比于過去,處理難度也加大了,因而對處理工藝技術的要求也更高了。順應社會經濟的發展,科學技術也得到了較大進步,各種新型的技術日新月異,油田含油污水的處理技術也不例外。其中,高效率的油水分離工藝技術、精細化過濾技術以及膜分離技術,還有利用生物因素處理技術等,已逐漸成為了油田開采過程中用來對含油污水進行處理的新型技術。另外,在油田含有污水的相關處理設備上,也逐漸采用高效的、新型的設備,以達到更好的處理效果,并且,油田污水處理過程中設涉及的污水處理化學試劑與有關產品也得到了不斷地研發與生產,在油田含油污水的處理過程中,通過使用適當的化學劑,可以為處理過程起到較好的輔助作用,使得最終的處理效果更好。就我國個各大油田當前的含有污水處理設備來看,一般比較常用到的設備是水力旋流器。水利旋流器是一種能夠實現液一液分離的新型高效技術,通過對這種技術的采用,在對油田含油污水進行處理時,可以較好地將油水密度差值高于50kg/m3的油水進行分離,還可對油粒的粒徑大小值高于5μm的含油污水進行有效分離。對于低滲透的油田,在注水處理過程中一般采用的處理裝置是精細過濾器。這種過濾器具有吸納污質能力較強的纖維球,尤其是對于污水中的懸浮物質具有較好的吸納效果。但是,這種過濾器所采用的濾料具有較強的親油性,因而會加后期反沖洗的操作難度。這種精細過濾器所采用的是永久型的濾芯,這樣一來,就避免了濾芯的頻繁更換,長久下來,可節約一大筆濾芯更換費用,從而減少生產制造的成本。但是,這種精細過濾器不適用于高礦化度含量的油田污水處理。

結語

通過以上的分析和探討,可知若想有效的提升油田含油污水處理工藝技術的整體質量和水平,則油田開采單位應當結合油田的實際生產狀況,在考慮到經濟成本與應用可行性的同時,采用適合的油田含油污水處理方法和技術,以期更好服務于油田生產,并較好的保護油田環境,進行可持續性石油生產。

參考文獻

[1]李化民,蘇顯舉,馬文鐵,等.油田含油污水處理[M].北京:石油工藝出版社,1998:1一3.

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關鍵詞:油田 水處理 技術

目前,中國的大部分油田已經到了開發階段的中后期,石油采出液中的含水量不斷的在增加,許多油田的含水率達到90%以上。隨著可利用的水資源日趨緊張,環保要求的不斷提高,油田污水處理成了當務之急。由于傳統的設備、技術以及工藝存在處理成本高、工程投資大、處理效率低等缺點,在油田污水處理方面無法滿足其需求。為了找到較為理想的油田污水處理方法,本文對國內外的油田污水處理的方法進行了分析與總結。

一、油田污水處理技術

1.油田污水的處理現狀

根據油田污水生產目的以及水質特性的不同,其處理的方法也不同。油田污水主要由鉆井污水、油田采出水和其他形式的含油污水三大部分組成。傳統的油田污水處理工藝為:隔油—浮選除油—過濾,其中,主要是通過壓力、重力、水力旋流和浮選四種方法進行除油。

就國外而言,其采用的石油污水處理工藝與我國的基本上一致。如美國德克薩斯州的Permian Basin油田,把浮選除油和隔油工藝用水力旋流技術代替進行采出水的處理[1],此工藝把含油量為0.2g/L、硫化物含量0.5g/L、礦化度10g/L的采油污水轉化成為蒸汽鍋爐用水。

2.油田污水處理技術的發展趨勢

國內外油田污水處理技術隨著油田回注水水質要求和環保要求的不斷提高而不斷的提高和改進。把上面所說的傳統的工藝改變為隔油—混凝氣浮—生化—過濾技術和物化預處理—水解酸化—生化—過濾技術一整套工藝。石油污水處理技術正在超著生化技術和氣浮兩個方面發展。近十年以來,國內各大油田對采收率技術進行了不同程度的應用推廣[2-4],根據含有聚合物油田污水的特性,以水力旋流、聚結以及沉降等石油污水處理的技術作為重點,開發研究出了含有高效聚合物的石油污水處理的新工藝。如大慶油田的核心是:規整聚結除油反應技術,其以親油疏水、形式整齊的聚氯乙烯作為聚結的填料,對三元復合驅開采的石油污水進行處理,運行了三年的結果表明:聚結除油的出水水質良好,滿足三元復合驅回注水水質標準的各項指標[5]。

二、油田污水的處理方法

雖然油田污水處理的方法較多,但是每一種處理方法都具有局限性。由于受到多種因素,如排放方式、油存在的形式、污水成分以及回收利用率等等各種不同因素的影響,導致油田污水的處理很難達到滿意的效果。實際中,常常是把幾種方法相結合使用,進而形成了深度處理工藝,使處理效果良好。

經常采用的油田污水的處理方法包括化學方法、物理方法以、生物法三大類。目前正在研究和應用的熱點在于高級氧化法、膜分離法以及磁力吸附分離法。

1.化學方法

化學絮凝法、水解酸化發和化學氧化法是經常采用的化學方法。

一般情況下,化學絮凝法往往和氣浮法聯合使用,作為預處理技術來處理油田污水,是各個油田普遍采用的化學處理方法之一。該過程中經常用到的絮凝劑有有機絮凝劑、無機絮凝劑以及復合絮凝劑等等。近年來,有機高分子絮凝劑在油田污水處理中的應用和研究都比較多,而且發展較快[6-8],其原因在于有機高分子絮凝劑具有生產污泥量少、效率高、用量少和處理速度快等優點。

水解酸化法是指在水解菌類的作用下,通過斷鏈或者開環裂解把難降解的大分子類的有機物質轉變為易生物降解的小分子類物質,進而使后續處理的負荷減小,使油田污水處理的可生化性得以提高。該法經常和生化法相結合,形成水解酸化—生化處理的一套工藝。

化學氧化法是指在催化劑的作用下,通過化學氧化劑將石油污水中溶解狀態的無機物和有機物轉化成為毒性較低或者無毒的物質,使其以容易與水分離的形態存在,提高了石油污水的可生化性。催化氧化法、UV/H2O2氧化法和UV/O3氧化法是常見的化學氧化法。作為預處理時往往和其他方法聯合使用。

2.物理方法

物理方法的目的是為了除去石油污水中的油類、固體懸浮物以及礦物質等等。物理方法主要包括粗粒化、膜分離法以及水力旋流法等。

粗化法在石油污水處理方面主要應用在重力除油的工序之前,能夠大幅提高石油污水處理過程中的除油效果[9]。

膜分離法是應用膜具有的選擇透過性對石油污水中的離子性物質或者一些微粒進行濃縮或者分離的方法。一直以來,膜處理技術的研究和開發力度不斷地在加大。王農村[10]等運用改性的PVC合金超濾膜法對油田出水進行了相關的深度處理,處理后的水質達到了出水水質的要求。所以,復合膜的開發研究以及膜的各種不同處理方法的相互結合是膜分離處理石油污水的發展方向所在。

在20世紀80年代末期,水力旋流方法在石油污水的處理方面的應用才發展起來,在水陸方面均有應用,是油田污水處理發展的另外一個趨勢所在[11,12]。

3.生物法

生物處理法是通過微生物的生物化學作用把具有毒性的物質轉變為無毒的物質或者將比較復雜的有機物質轉變為較為簡單的物質,從而使石油廢水得以凈化,該方法只對可以生物降解的有機化合物有降解作用。微生物能夠將油類物質氧化降解為水和二氧化碳等物質,因為油類物質屬于烴類有機物。根據微生物在石油污水中的存在狀態,將生物法分為生物膜法和活性污泥法,根據微生物對氧氣的需求,生物法又可以分為好氧生物法和厭氧生物法。

三、油田污水處理技術的展望

油田污水處理的方法有待進一步的完善、組合以及創新。

1.目前,化學法是經常使用到的處理程序之一。由于藥劑的投加量隨著油田污水量的增長而不斷地增加,因此,造成油田污水處理的成本增加,同時也容易造成二次污染。因此,研究開發出無污染、處理能力強的化學藥劑是今后的發展趨勢之一。

2.開發研究出高效破乳能力的材料、使用多種類型的聚結材料處理油田污水,從而使聚結性能提高是粗化法今后的研究發展方向。

3.生物處理法具有自然凈化、水質穩定、操作方便、成本低、易于管理等優點,在水資源相對短缺、地廣人稀的地區經常使用。因此,在油田污水的處理過程中,培養研究出使用能力強、生存能力強、對大多數有機物質能夠高效降解的菌種是生物處理法的關鍵所在。

4.膜分離法處理油田污水是今后最有發展潛力的處理法,其處理后的水質能夠嚴格的達到出水水質的標準要求。因此,研發抗污染、膜性能好、膜通量大的材料是當務之急。如果將粗化技術和膜技術相互結合,研發出具有物理性質破乳能力的材料,不僅僅使目前多單元處理模式減少,而且對膜污染所引起的諸多問題進行了解決。

5.由于水力旋流器具有處理效率高、占地面積小以及設備體積小等的特點,將浮選技術和旋流技術結合起來的旋流技術值得深究。

從總體上來看,油田采油污水的處理將朝著高效處理、低成本、低污染和易操作的方向發展。新型的處理方法和工藝是在傳統的膜處理法、生物處理法和傳統法相互結合的基礎上發展起來的。

參考文獻

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【關鍵詞】油田污水;處理;重要性

隨著經濟的發展,我們生活的環境變得越來越差,特別是水體的污染到了觸目驚心的地步。雖然我國在城市污水處理廠建設方面取得一定成效,已建成百余座污水處理廠,但在控制水污染方面,形勢不容樂觀,預計今后還有大量的城市污水處理廠待建設。在建設城市污水處理廠過程中,設計工作是龍頭,在設計時常常碰到一些熱點問題,引起各方爭論。

1.油田污水處理技術現狀

油田的水處理工藝,其流程一般為“隔油——過濾”和“隔油——浮選(或旋流除油)——過濾”,即通常稱為的“老三套”,其工藝主要是除去廢水中的油和懸浮物。在很長一段時間內效果良好,處理后的水質一般都能達到回注水的要求。

1.1技術分類

根據對油田污水處理程度和水質要求的不同,通常將污水處理技術分為一級處理、二級處理和三級處理。一般來說一級處理屬于預處理,二級處理能除去90%左右可降解有機物荷90%~95%的固體懸浮物。然而對于重金屬毒物和生物難以降解有機物高碳化合物以及在生化處理過程中出現氮、磷難以完全除去,尚需進行三級處理。各級處理技術主要包括重力分離、粗粒化、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。

1.2油田污水處理的一般工藝

油田污水成分比較復雜,油分含量及油在水中存在形式也不相同,且多數情況下常與其他廢水相混合,因此單一方法處理往往效果不佳。同時,因各種力法都有其局限性,在應用中通常是兩三種方法聯合使用,使出水水質達到排放標準。另外,各油田的生產方式、環境要求以及處理水的用途的不同,使油田污水處理工藝差別較大。在這些工藝流程中,常見的一級處理有重力分離、浮選及離心分離.主要除去浮油及油濕固體;二級處理有過濾、粗粒化、化學處理等,主要是破乳和去除分散油;深度處理有超濾、活性炭吸附、生化處理等,主要是去除溶解油。

1.3膜生物反應器工藝

膜生物反應器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術,以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地,并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比,MBR具有以下主要特點:處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現自動控制、運行管理簡單。

在我國,膜生物反應器作為污水再生回用的一項高新技術,其開發與研究也正越來越深入。雖然目前膜生物反應器在我國的實際應用還較少,然而,在水資源日益緊缺的情況下,隨著膜技術的發展、新型膜材料的開發以及膜材料成本的逐漸下降,膜生物反應器將會有較好的應用前景。

2.污水處理技術分析

目前,石油行業的堿渣廢水處理方法主要有直接處理法、化學處理法和生物氧化法。

直接處理法有出售、稀釋、和焚燒處理等方法,其中以焚燒法為主,直接處理法容易出現污染轉移(大氣)或轉嫁(其他地方),故受到一定限制。

化學處理法通常采用濕式空氣氧化技術(WAO),即在150~200℃,1.5~10MPa的條件下,利用氧氣直接氧化去除堿渣中的硫化物,達到堿渣預處理的目的。堿渣的處理效果受制于氧化反應體系的溫度與壓力,污染物去除效率越高,相應體系所需的溫度與壓力也就越高,WAO法高昂的設備投資額度和運行費用使其應用受到限制。

焚燒和濕式催化氧化都是投資、運行費用非常高的處理技術。相比之下,采用生化技術進行處理,其投資、運行費用都只有濕式催化、焚燒法的幾分之一或者幾十分之一,運行管理簡單,處理效果穩定。

生物氧化法是采用首先將堿渣進行適度的稀釋(10~20倍),控制硫化物在1000~3000mg。L-1,并中和后,利用特殊的生物反應器,使硫細菌在生物反應器中形成生物氧化床,通過生物的作用利用空氣中氧氣氧化硫化物和酚,從而達到堿渣預處理的目的。生物氧化方式相比具有較好的技術經濟價值,而內循環固定生物氧化床技術即IRBAF處理工藝是針對石油煉制和石油化工產品精制過程中產生的廢堿渣(汽油、柴油、液態烴等堿渣)開發,大幅度減輕污水處理場的進水負荷,能夠有效地氧化處理催化汽油廢堿液、液態烴廢堿液等高濃度廢水,保證了現有污水處理系統的正常運轉和達標排放。

3.IRBAF處理工藝簡介

內循環固定生物氧化床技術(Enternal Recurrence Fixed Biological Bed縮寫IRBAF)是在常溫、常壓的條件下,利用專屬微生物特殊的工藝環境,形成一個高活性生物酶催化氧化床,促使水體中污染物氧化。當BAF反應池經過一定時間的運行,其填料中將產生大量的生物質,當新增生物量床,過多時,會影響水在填料內部的運行,降低處理效率,此時需通過反沖洗將生物床中的過剩生物質脫出。BAF的反沖洗可通過反沖洗自控系統或半自控系統來完成。反沖洗周期視進水COD負荷確定,COD負荷越高,反沖洗周期越短,反之,BAF的反沖洗周期越長。反沖洗采用新型脈沖氣水聯合反沖洗技術,反沖洗風采用煉油廠的非凈化風,反沖洗水采用二級內循環BAF的凈化出水,沖出的高濃度泥水混合液自流進入泥水分離池,經沉淀分離后,上層清液循環處理。本工藝產泥量較少,可滯留于泥水分離池,不定期排入凈化水車間現有的污泥處理系統。

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目前國內油田污水處理后的出路主要有三種[1-3]:回注、回用和外排,針對不同的出路其處理后的水質標準也不相同。該污水處理站處理后的污水是經長度為5.5km的DN300的玻璃鋼污水管線,輸送回注至平方王油田地層,其注水水質指標為B2。2009年,勝利油田勝利勘察設計研究院有限公司對該污水處理站外輸污水水質進行取樣化驗,化驗結果如表1所示。從表1的數據可以看出,外輸水中的懸浮固體含量、腐蝕率、SRB菌、鐵細菌硫化氫含量等水質指標均超出B2注水水質指標。該污水處理站污水外輸水質不達標的直接危害主要體現在以下兩個方面[4,5]:一方面回注水質未達到目前油藏開發需求,造成油田注入狀況差,影響油藏開發效果,導致開發成本上升。其主要原因有:(1)注水不達標會堵塞地層,造成注壓力升高。(2)注水水質差引起啟動壓力上升,吸水指數降低。(3)注水井欠注,地層壓力不斷下降,地層能量虧空嚴重,水驅效果差,影響油田的注水開發效果,降低采油速度,降低油田的可采儲量。(4)因注水水質差,單井注水能力下降,為保證注水井按照油藏需求配注注水,對達不到油藏配注需求的注水井采用增注手段實施單井增注[7]。另一方面由于該污水處理站出水水質經常性超標,對注水站、注水管網及注水管柱腐蝕嚴重,使這些管道和設備的壽命縮短,增大了油田生產的安全隱患。

2水質改性技術試驗研究

2.1改性藥劑篩選

利用該污水處理站來液水樣考察了液堿用量和pH值的關系,試驗結果見表2。從表2的試驗結果可以看出當液堿用量為600mg/L時,pH值大于7;當pH值調到7.5時,液堿用量為800mg/L。由于水質改性會產生大量的污泥,因此考察了不同pH值下產生的污泥量,其結果如圖1所示。從pH值與污泥量關系可以得到:隨pH值的升高,污泥產出量逐漸增加;當pH值調到7.5以上后污泥產出量開始增加迅速。水質改性通過提高回注水的pH值,能夠控制回注水的腐蝕,因此對不同pH值情況下的腐蝕速率進行了檢測分析,PH值分別為6.4、7.0、7.5和8.0其結果如圖2所示。由試驗結果可知:當回注水的pH值達到7.0后,腐蝕速率明顯下降,當pH值大于7.0后,pH值的變化對腐蝕速率的影響不大。

2.2凈化劑篩選

利用改性劑將pH值調到7.0,進行凈化劑篩選。首先固定絮凝劑的用量為40mg/L,加入不同量的混凝劑,其結果如圖3所示。然后固定混凝劑的用量100mg/L,改變絮凝劑的添加量,其結果如圖4所示。水質改性后進行凈化,較低量凈化劑即可達到除油效果;由于改性后水中再生大量懸浮物,因此凈化效果主要考察水中懸浮物含量變化。綜合試驗結果:混凝劑投加濃度100mg/L,絮凝劑40mg/L。通過對改性藥劑及凈化劑的篩選研究,將水質改性技術現場試驗的藥劑投加配方初步確定。

3改造方案

上面對處理站的外輸水質進行了分析,發現其懸浮固體含量、腐蝕率、SRB菌、鐵細菌硫化氫含量超標。下面通過分析水質超標的原因,并針對該污水處理站來水水質特點及目前污水處理工藝的現狀,在合理改造原污水站和考慮經濟的基礎上,提出了改造方案。

3.1流程改造

方案流程為:大罐重力除油+大罐重力沉降+兩級過濾處理流程。改造完成之后可以滿足:1)污水處理;2)過濾器反洗及回收;3)污水回收;4)污泥回收及處理;5)污油回收;6)系統加藥。該流程改造方案其特點為主體采用大罐重力除油沉降流程,具有水力停留時間長;抗沖擊能力強,能適應較大水質、水量變化;易于操作,管理簡單、方便等優勢。藥劑的投加實現每個投加點的藥劑控制和藥劑計量,增加了藥劑投加的效果,減少了藥劑的浪費。藥劑費用低,制水成本低;污泥量小,污泥處理費用低;能耗較低,投資較低等。

3.2預期效果

油站來水在含油≤350mg/L、懸浮物≤120mg/L時,經一次除油罐約6.0h除油及懸浮物沉降處理后,水中含油量和懸浮物均可分別控制在100和70mg/L;經混凝沉降罐進行進一步的除油及懸浮物沉降處理后,水中含油量和懸浮物均可分別控制在40和25mg/L以下;經過濾器過濾處理后,外輸污水水質達到B2水質指標:懸浮固體含量≤4mg/L,懸浮固體粒徑中值≤2.5µm,含油量≤10mg/L。進行工藝改造并結合化學藥劑的適當使用,使處理后采出水質達到SY/T5329規定的B2級指標,可以避免因水質不合格而產生的地層堵塞、注水壓力上升等問題,其直接經濟效益和間接經濟效益都是十分巨大、不可估量的。此外,改造方案實施后,從加強藥劑研究和加強化學、物理措施入手,可解決長期以來一直困擾該污水處理站的腐蝕結垢問題,減少對水質二次污染的同時,也將降低維修費用。通過改造,將很大程度緩解存在的注采矛盾,增強油田穩產基礎,減緩老井遞減。

4結論與建議

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【關鍵詞】自然沉降原理 油田 污水池 污水處理

1 污水池的改造

現污水池回收泵和污油回收泵為液下泵,該類型泵維修率和維修費用高,為了使污水沉淀池高效運行,建議將現用機泵由原來的離心式液下泵改為自吸式泵,原有污泥泵、刮泥油裝置、污油回收裝置拆除,將原污水池分別隔成沉降室、分離室、水室和油室,在分離室采取反U型管和集油槽控制一定的液位實現自動收水和收污油,污水回收到沉降罐,污油回收到5000方2#罐:

2 自然沉降的原理

自然沉降原理在油田污水處理的過程中,對于污水的處理方法包括物理法,化學法,生物法以及物化法。對于物理方法來說是對污水進行的以及處理,一般運用過篩,過濾,沉降德國方法對污水中的懸浮物質,進行分離和回收。化學方法和生物法都是對污水的二級處理。化學法又常常被叫做化學藥劑法,通過一些凝聚,中和,以及氧化還原的反應對污水中的膠體物質以及溶解物質進行分離,并且得到有用的物質,使得污水中的酸堿度達到平衡,同時也將污水中的金屬離子去除,并氧化一些有機物等。對于生物法來說。它主要的作用就是將污水中的有機或無機物質溶解后去除。物理化學法通常下就是通過吸附,電滲析,離子交換等方法將廢水中的溶解物質分離,并將有用的成分進行回收,對污水進一步處理。污水沉降的基本的過程有四種類型。自由沉淀,顆粒時一種離散的狀態,大小和形狀,密度等都不會改變,沉淀的速度也就比較均勻。對于懸浮的濃度并不是很高的時候并沒有絮凝性的時候會發生這種狀況。絮凝沉淀,對于懸浮物的濃度不是很高,并具有絮凝性時,在沉淀的過程中顆粒會凝聚到一起這樣顆粒就會不斷的體積以及質量會不斷地增大。成層沉淀,在懸浮濃度比較大的時候,這時顆粒的下沉將與其他的顆粒進行相互的干擾,牽扯最終形成層狀物,整體沉淀下來。當顆粒層和清水層有比較明顯的界限的時候,沉淀的速度就會和界面下降的速度差不多。壓縮沉淀,在懸浮物的濃度較大時,顆粒之間會相互的接觸,支撐。在上層的顆粒重力的作用下,處于下層的顆粒間隙中的水會被擠出,顆粒進行一步的被壓縮。在污水加入藥劑進行沉降的時候,過程和機理是比較復雜的。污水中存在著很多細小的固體顆粒和雜質。在布朗運動以及靜電的排斥作用之下就會呈現出沉降穩定以及聚合穩定的性質。這樣一般不能夠用重力自然沉降的方法將其去除。應該在此基礎上,添加一些混凝劑,這樣就會將溶膠的穩定性破壞。使得細小的顆粒凝聚后絮凝成更大的顆粒,這個過程稱為混凝。混凝的極力是比較復雜的,非別與水溶液的組成和藥劑的性能有一定的關系。在水中加入一些電解質之后,膠體擴散層就會變薄,顆粒之間的靜電斥力變小。這樣,膠體顆粒相互接觸之后經過吸附作用聚集成更大的顆粒,這就是凝聚的過程。在污水中加入一定量的高分子物質之后水解成高聚物的同事,懸浮物經過吸附的只能夠用及高分子物質的架橋作用,將膠體的穩定性破壞,形成一種棉絮狀的物質。這就是絮凝的過程。

3 建議項目經濟效益或社會效益

對污水池進行改造后減輕了后續污水處理工藝的負擔,可以節約污水處理化學藥劑,能更好的保證處理后的污水水質達標,為注好水注夠水為實現今天是水明天是油的理念,為全面完成上級下達的年生產任務奠定基礎。改造后污水池分為沉降室、分離室、水室和油室使污水池功能更齊全,操作更合理降低了工人的勞動強度,可使回收的污水中含油少,雜質底。減少了污水、污油回收工作中的重復工作降低了工人的勞動強度。通過改造可減少沉降罐清理次數,由原來2-3次降低為1次,節約了10000元。減少污水池的清理次數,由原來的每年4次可降低到每年一次可節約成本1.5萬元。減少了機泵的維修臺次,(2011-2012)年維修次數16次(4臺液下泵),原液下泵更換為自吸泵可減少維修臺次機可節約成本;現已更換機泵(自吸泵)一臺,維修臺次0臺次,使用時間為7個月。減少污水回收泵的使用量,每天減少使用時間3小時(功率11KW/ H),年節約成本11442元。每年減少兩臺預處理器清洗次數4次,減少旋流分離器清洗次數1次,每次清洗費用約為5000元,節約成本25000元。對于液下泵單臺機泵來說,單臺的維修費用5282元,全年四臺的維修費用84512元。對于自吸泵單臺來說單臺的維修費用為1230元,全年的四臺的自吸泵的維修費用為78720元。在同樣的條件之下將會節約費用64832元。化學藥劑的費用經過初步的估算也會節約顯藥劑費用的10%大約節約費用15萬元。總計27.6萬元。

4 結語

綜上訴通過對現有污水池的技術改造和機泵的更換,其他費用不計初步估算每年可節約成本用共計:27.6萬元,后期節約化學藥劑及其它效益很高。自然沉降原理的應用也在一定的程度上,使得油田在處理污水時所需的費用降低。從而大大提高了經濟效益。

參考文獻

[1] 屈撐囤,謝娟,張煜,龍永福.長慶油二聯污水回注處理技術研究[A].低碳陜西學術研討會論文集[C].2010

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一、前言

文章對油田采油污水問題現狀進行了介紹,對油田污水處理方法進行了闡述,通過分析,并結合自身實踐經驗和相關理論知識,對油田污水處理技術前景及展望進行了探討,具有一定的借鑒意義。

二、油田采油污水問題現狀

在油田開發過程中不可避免會產生大量采油污水,而且隨著石油開采時間的不斷延長,液含水率不斷上升,有的甚至達到90%以上,污水處理量增加較快,給環境保護帶來了巨大的壓力。目前,對大部分石油企業來講,采油污水處理工藝還是處于傳統的“老三套”時期,所謂“老三套”主要是指以混凝、沉降、過濾為基礎的傳統污水處理方式,這是一種較為初級、單一的處理模式,雖然可以降低污染源中的有機化合物,但經過處理后的水質也很難達到國家外排標準和注水水質要求,嚴重影響我國石油工業的長期穩定發展,因此搞好油田污水處理成了大多數石油企業的當務之急。

三、油田污水處理方法

1.物理處理法

所謂的物理處理的方法就是指去除污水中的固體懸浮物、礦物質以及油類的方法,通常情況下,我們經常使用的物理處理法有離心分離過濾法、重力分離法、膜分離法以及粗粒化法。

1.1離心分離處理法。離心分離處理法是指應用離心運動達到有關物質和污水分離的辦法。在進行離心分離時,讓裝有廢水容器出處于高速旋轉的狀態,形成離心力場,根據因顆粒和污水質量不同而受到的離心力也不同的原理,實現顆粒與污水的分離。目前,這種方法在世界油田中得到了廣泛的應用。例如,根據離心分離法原理制造的水力旋流器就是一種較好的設備,它在我國的油田采油污水中得到比較成功的應用,取得了良好的效果。

1.2粗粒化處理法。粗粒化處理法是指含油廢水通過粗粒化材料的裝置時,油珠由小變大,從而被去除的方法。該技術主要是針對污水中的分散油,只具備聚集功能,不具備破乳作用。粗粒化材料是粗粒化技術的關鍵因素。粗粒化材料主要包括:無機類材料,如石英砂、煤粒等,也有親油性的材料、親水性材料。該法的優點有:一是整個過程不需要添加任何化學試劑,不需要外加成本,不存在二次污染;二是粗粒化裝置設備占地面積較小,基建費用較低,操作快捷、方便。它的主要缺點是容易因顆粒變大而造成堵塞。

1.3重力分離除油處理法。重力分離除油處理法是指利用油水比重差,讓油水充分沉淀,把浮油從污水中分離出來的方法,這是石油采油污水處理的關鍵技術。長期的實踐證明:沉淀時間越長,重力分離除油法的效果就越好。油田污水處理的基本手段有:重力沉降罐、自然沉降除油罐、隔油池。重力分離除油處理法主要包括:浮板除油、自然除油、斜板除油、水力旋流除油和機械分離除油等。重力分離除油處理法主要對污水中的浮油、分散油和部分乳化油具有很強的去除能力,并且處理效果的穩定性強、運行費用較低、管理比較方便。

2.生物處理法

這種方法是有一定的適用范圍的,其只對可有機降解的生物化合物有效,將復雜的有機物在微生物的作用下分解成簡單的單體物質,將有毒物質轉化成為無毒的物質,從而起到水體凈化的作用。油類作為一類烴類有機物,在微生物化學的作用可以被分解成為水和二氧化碳。由于微生物在污水中存在狀態的差異性,可以將生物處理法分為生物膜法和活性污泥法兩種;而由于對氧氣需求情況的差異性,又可以將生物處理法分為厭氧法和好氧法兩種。我國對采用生物處理法也是有一定要求的,BOD以及COD必須是不小于0.3的,而氯離子的也是要小于 104mg/L 的,如果沒有達到此要求,而為了盡可能的提高其生化性,則應采取加入生活污水、采用水解酸化以及接種極度嗜鹽微生物或是中等嗜鹽微生物的方法。在除油的過程中,如果溫度過高,則操作完成后應立即降溫,另外進入生化系統的含油污水的含油量應是不大于 50mg/L 的,并且投加 BOD 以及磷和氮的比值應為 100:1:5。

3.化學處理法

3.1化學氧化法

這種是指在催化劑的作用下,采用化學氧化劑將在水中已經呈現出溶解狀態的有機物和無機物轉化成無毒物質的方法,促進其形成與水容易分離的狀態,從而起到提高其生化活性的作用。常見化學氧化法有催化氧化法、臭氧氧化法、UV/O 法、UV/H2O2法等,另外超臨界水氧化技術作為一種新興的方法,由于其具有效率高和速度快的優點,近幾年來也得到了廣泛的應用。

3.2水解酸化法

這種方法是指在水解細菌的作用下,將不易降解的大分子有機物裂解或是斷裂,這樣就將其轉化成了易降解的小分子有機物,減少其處理負荷,并提高了它的生化活性。應用此種方法時應與生化法結合使用,效果更好。

3.3化學絮凝法

這種方法作為一種預處理技術,聯同氣浮法廣泛的應用在了我國大部分的油田中,常見的絮凝劑包括有機絮凝劑、無機絮凝劑以及復合絮凝劑三大類,另外近幾年興起的一種新型的有機高分子絮凝劑,由于其具有處理速度快、用量少,處理效率高以及污泥產生量少的優點,其在我國油田污水處理工作中也得到了更加廣泛的應用。

四、結束語

從改革開放到現在,我國的油田污水處理技術有了很大程度的提高,但是仍然存在很多的問題,是我國油田發展中的一個障礙,需要提高更多的精力和關注才行。

參考文獻:

[1] 劉慶來. 采油污水深度處理技術[J].湖南農機.2010(9)

[2] 任廣萌. 我國三次采油污水處理技術研究進展[J]. 工業水處理,2011(9)

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[關鍵詞]殺菌劑;阻垢劑;采出水;鉆井污水

中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)46-0354-01

1.油田污水處理的意義

隨著社會經濟的發展,尤其是科學發展觀的提出,對和諧社會提出了更高的要求。本文探討油田化學劑在油田污水處理中的相關應用,對油田污水的處理迎合了環境可持續發展的要求。油田污水經不合理的處理、回注和排放會對環境造成一定的污染,帶來危害,同時也會使油田地面設施不能正常運作,不利于油田的生產,所以應當認真合理的處理利用油田污水。當然在生產實踐中,油田污水能夠有效回注是合理開發利用水資源的正確方法和有效途徑。

油田污水主要有油田采出水、鉆井污水及其它的含油污水類型。油田廢水水質復雜,常含有石油破乳劑、鹽、酚、硫等環境污染物,其油分含量及油在水中存在方式也不經相同,在多數情況下經常發生不同的廢水相混合,為了更好地應對這種情況,在實際操作中常常運用多種方法的結合應用,并有針對性地進行處理,好于單一方法局限性和所得到的作用效果,從而使水質達到排放標準。然而,由于各油田的環境背景、生產方式及處理水用途的各異,使得油田污水處理的方法參差不齊。

油田污水處理目的在于去除水中的油、添加劑、懸浮物以及其他有礙于注水,且易造成注水系統腐蝕和結垢的有害成分。一般情況下油田污水處理所采用的技術方法包含重力分離、浮選法、過濾、粗粒化以及生物法等。油田化學劑是廣泛應用于石油工業各領域的化學化工產品或者天然化學物質。在油田污水處理的過程中通常使用的化學劑有殺菌劑、緩蝕劑、阻垢劑、絮凝劑和除硫劑等。當然各油田的水質成分差異明顯,處理后回注水的水體品質要求也各異,故在處理工藝應有所選擇。綜述而言,新型藥劑和設備的研制及其新工藝的開發,還有新技術的應用為油田污水處理發展的新趨勢。

2.油田化學劑的應用

油田污水的處理根據油田生產的不同用途可以有很多種方式方法。油田污水主要的危害是對管線和設備的腐蝕、結垢以及對油層進行污染,為解決這些問題,常常使用殺菌劑、阻垢劑、緩蝕劑、絮凝劑和除硫劑等等。

2.1殺菌與緩蝕

油田污水中含量大量的細菌,細菌的活動及代謝物質對油田生產帶來了很大的問題。同時在油田開發中后時期,物理化學的作用會產生大量的H2S、CO2、Cl-、SO42-等腐蝕物質,而且這些物質溶解在孔隙水中,形成酸性流體,從而對井下管柱造成腐蝕。

殺菌劑一般分為氧化型和非氧化型兩大類,主要體現在使用功能和其組成上的差異。氧化型殺菌劑維持藥效時間短,使用量大,容易造成環境污染,故在油田極少采用,而非氧化型殺菌劑沒有這些不利因素,在油田得到了廣泛應用。非氧化型殺菌劑根據其殺菌作用基團種類和作用機理的差異,一般分為:季銨鹽類、季磷類、有機醛類、含氰化合物類、雜環化合物類、復合型殺菌劑、多功能型殺菌劑等。

通用性強的緩蝕劑能對金屬腐蝕控制進行有效地控制,按照其化學組成成分差異,一般可以將其分為無機緩蝕劑和有機緩蝕劑。有機緩蝕劑包括有咪唑啉類緩蝕劑、銨鹽和季胺鹽類緩蝕劑、多功能型有機緩蝕劑、低毒高效型有機緩蝕劑、低聚或縮聚型緩蝕劑、雜環型緩蝕劑等,無機緩蝕劑的種類相對于有機緩蝕劑較少,且其只能在高濃度的情況下才能有效工作。對黑色金屬具有突出緩蝕作用效果的鉻酸鹽曾經被廣泛采用,然而隨著對環境保護的要求增強而使其使用受到一定的限制。鉬酸鹽、鎢酸鹽及稀土化合物是目前開發應用的環境友好型的無機緩蝕劑。

2.2絮凝、阻垢及除硫

油田污水中的一些天然的雜質和化學添加劑等,如可溶性鹽類、固體顆粒、重金屬、懸浮的乳化油、硫化氫等,以及外界注入地層的酸類、劑、殺菌劑、除氧劑、防垢劑等會造成堵塞、管線腐蝕,而且外排亦造成污染。目前,化學絮凝法普遍應用于油田企業,常作為預處理技術和氣浮法聯合使用。絮凝劑是為防止這些因素而產生的一類油田化學劑,常用的絮凝劑主要分為無機絮凝劑、有機絮凝劑和復合絮凝劑三大種類。有機高分子絮凝劑具有用量少、處理速率快、效率高和產生污泥量少等優點,隨著近年來研究和發展,其在油田污水處理中研究和運用起著重要作用。

油田污水結垢是油田在生產過程中不可避免的問題,它伴隨著油田產出水量增加而更突出。水中常含有的垢除了CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4外,還有MgCO3、MgSO4、Mg(OH)2、Ca3(PO4)2、SiO2等。結垢帶來的問題嚴重影響了油井的生產,因此加強對阻垢的研究可以很好地避免或減小石油工業的損失,并且帶來一定的經濟效益。近來,化學阻垢劑用來抑制垢的生成是最常用的阻垢方法,伴隨著相關技術的發展進步,阻垢劑發展方向將由無機轉至有機聚合物,從含磷到無磷環境友好型。

油田污水中硫在主要存在方式為S、S2-、SO42-,S、SO42-在硫酸鹽還原菌的作用下被還原成S2-,而S2-對鋼鐵具有極其強烈的腐蝕性,可導致管壁穿孔,干擾了正常生產,還有其腐蝕產物為黑色膠狀FeS懸浮物且不溶于水,從而導致懸浮物增加;FeS又是一種乳化油穩定劑,進一步增加污水除油難度。目前化學除硫劑使用較多,常用的除硫劑是通過物理沉淀反應作用或化學氧化作用來達到除硫的效果,其主要分為兩種類型:氧化劑型和沉淀型。

3.油田污水處理的發展趨勢

油田進入中后開采期,油氣產量受到限制,相關的助產方式得以應用。注水開發是目前比較普遍采用的方式,在提高了采收率的同時,許多助劑也被大量利用,致使采出水含量不斷增加、成分也變得更加復雜,因此伴隨著聚合物驅油技術的日益成熟,油田采出水中含大量的高分子聚合物,進一步加大了污水處理難度。對于油田采出水,一般會經過多道處理工序后被用于回注利用,如果處理不達標,可導致滲油口堵塞、管線腐蝕結垢、注水壓力升高等問題。對于鉆井污水而言,其成分也十分復雜,大致包括鉆井液、洗井液等。其它油田污水類型主要包含有油污泥堆放處的生活污水、洗滌設備產生的污水、油田地表徑流天然雨水、滲濾水以及因事故泄露和排放引起的污染水體等。因此,油田化學劑的應用貫穿于油氣勘探開發過程,其產品類型眾多、性質差異大,用量大,具有特殊作用效果。

參考文獻

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篇10

存在問題分析

1原空氣壓縮機供氣不穩定,壓力變化頻繁,無法調整,現已購入兩臺螺桿式空壓機及一臺緩沖罐,安裝調試后可保證壓縮空氣穩定供給。

2溶氣罐內無防腐,腐蝕嚴重,同時回流水質差造成多面空心球污堵、進水偏流,溶氣效果達不到設計要求。

3刮沫機無法實現自動運行,需要人工調節水位后人為手動操作,危險性大,工作量大。通過改造后可實現自動刮沫。

4加藥系統加藥量無法調整。系統加藥方式靠高位加藥箱液位差加藥,加藥量會隨加藥箱液位變化而變化,加藥量不易調整。

5腐蝕問題。由于系統中污水腐蝕性較強,而系統中的設備、管線、閥門均未考慮防腐問題,造成:集水槽腐蝕、支架脫落;管線腐蝕漏瀉;閥門腐蝕內漏。(DN300蝶閥閥瓣腐蝕掉5mm);沉砂池、計量槽無防腐,設備內壁腐蝕減薄。