聚合物驅(qū)采油污水處理研究進(jìn)展

邵士杰

摘 要：當(dāng)前在石油開(kāi)采中，聚合物驅(qū)油的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，然而，大量的聚合物采油污水隨之產(chǎn)生。由于污水中有聚合物的存在，油水分離的難度大大增加，污水處理較為復(fù)雜。基于此，本文通過(guò)分析聚合物驅(qū)采油污水的特點(diǎn)，對(duì)聚合物驅(qū)采油污水處理技術(shù)進(jìn)行了研究，以期為石油企業(yè)污水處理提供參考。

關(guān)鍵詞：聚合物驅(qū)采油；污水處理；特點(diǎn)

伴隨我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與油氣資源的需求提升，聚合物驅(qū)作為一類較為高效的采油工藝手段，其在油田原油采收作業(yè)中的應(yīng)用逐漸普及。但聚合物驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用也帶來(lái)了相應(yīng)的污染隱患，其開(kāi)采出的含聚丙烯酰污水含油量更高，同時(shí)帶有大量聚合物，嚴(yán)重影響、污染附近生態(tài)環(huán)境。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)聚合物驅(qū)采油污水處理技術(shù)的研究，提高污水處理水平及效率，減少因聚合物驅(qū)采油而產(chǎn)生的環(huán)境污染。

一、聚合物驅(qū)采油污水的特點(diǎn)

（一）殘余聚合物濃度較高。由于聚合物驅(qū)油技術(shù)采用了部分水解聚丙烯酰胺為主要增粘劑，所以采油污水中含有大量殘余的部分水解聚丙烯酰胺，其濃度一般在100mg/L～500mg/L，但當(dāng)其濃度較高時(shí)，有的也會(huì)超過(guò)500mg/L。部分水解聚丙烯酰胺有多種降解方式，在經(jīng)過(guò)一系列的機(jī)械、生物、化學(xué)降解后，采油污水中的聚合物相對(duì)分子質(zhì)量與與剛注入時(shí)的相對(duì)分子質(zhì)量相比，有了很大程度上的減小。

（二）黏度性較大。聚合物驅(qū)采油污水中含有大量的殘余聚合物，這使得含聚合物污水的黏度與普通水驅(qū)污水黏度相比，含聚合物污水的黏度有了很大程度上的增大。一般情況下，含污水黏度范圍在1.0mPa·s～1.8mPa·s之間，但當(dāng)聚合物濃度比較高時(shí)，污水的黏度也會(huì)相應(yīng)提高。

（三）油珠的粒徑比較小。由于聚合物溶液在地層中與原油經(jīng)過(guò)巖石孔隙介質(zhì)的長(zhǎng)時(shí)間剪切、混合，加之采油輸油設(shè)備的機(jī)械剪切，采出液中聚合物污水已經(jīng)成了性質(zhì)穩(wěn)定的油水乳狀液。與普通水驅(qū)采油污水相比，聚合物驅(qū)采油污水中的油珠粒徑明顯減小。經(jīng)測(cè)試，粒徑小于60?m的油珠占污水油珠總數(shù)的90%以上。

二、聚驅(qū)污水處理技術(shù)的研究進(jìn)展

（一）重力除油技術(shù)。重力除油是依靠油水的密度差，通過(guò)油與水的自然分離來(lái)實(shí)現(xiàn)除油效果。重力除油是為了去除廢水中的浮油及大部分的分散油，從而達(dá)到初步除油的目的。該技術(shù)因其處理量大、運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便而廣泛應(yīng)用于油田污水處理。缺點(diǎn)是占地面積大，對(duì)乳化油的處理效果不好，污水停留時(shí)間長(zhǎng)。重力除油主要包括自然除油、斜板除油、浮板除油、機(jī)械分離技術(shù)、水力旋流技術(shù)。

（二）氣浮技術(shù)。氣浮法是向含油污水中注入空氣產(chǎn)生氣泡，懸浮在水中的油滴和固體顆粒與空氣泡相接觸后浮力增加，油滴和固體顆粒吸附在氣泡上隨著氣泡一起浮向污水水面形成浮渣，從而達(dá)到了分離的目的。氣浮法對(duì)于重質(zhì)油和乳化油有很好的處理效果。氣浮法常作為二級(jí)處理技術(shù)。氣浮技術(shù)處理采油廢水效果好、但浮選藥劑費(fèi)用過(guò)高。

（三）微生物法。國(guó)外水處理研究者在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的生命活動(dòng)可以聚丙烯酰胺降解物為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，反過(guò)來(lái)又可以促進(jìn)聚丙烯酰胺的降解。我國(guó)有關(guān)研究人員在對(duì)現(xiàn)有處理工藝進(jìn)行改造時(shí)，在一組設(shè)備橫向流和兩級(jí)壓力濾罐之間增加微生物處理工藝。經(jīng)過(guò)處理后的污水均由原來(lái)含油117～192.2mg·L-1，懸浮物38.7～61.23mg·L-1，硫酸鹽還原菌降低了86.44%，腐生菌降低了92.22%，鐵細(xì)菌降低了83.33%，有效地抑制了細(xì)菌的滋生。由此可見(jiàn)，微生物法在聚合物驅(qū)采油污水處理方面將具有廣闊的前景。

三、聚合物驅(qū)采油廢水處理新技術(shù)

（一）超聲波技術(shù)。超聲波技術(shù)是一種較新的廢水處理技術(shù)。超聲波降解聚合物主要在聚合物的解聚上，主鏈因?yàn)榭栈饔卯a(chǎn)生的高溫高壓環(huán)境和水力剪切力作用而斷裂，形成了自由基，自由基之間再相互反應(yīng)后形成新化合物。有研究表明，超聲波處理后，聚合物溶液的粘度顯著降低，超聲波的作用功率越高，聚合物溶液的降粘作用越大，超聲波的作用頻率越低，聚合物溶液的超聲降粘幅度越大，處理后的聚合物溶液，粘度具有不可恢復(fù)性。超聲波處理聚合物溶液可加速其熟化，提高預(yù)降粘后聚合物溶液的抗剪切能力。同樣，超聲波也可以使含油污水破乳，達(dá)到油水分離的目的。

（二）微波破乳技術(shù)。微波是波長(zhǎng)在1mm～100cm范圍內(nèi)的電磁波，具有節(jié)能、加熱速度快、內(nèi)外同時(shí)發(fā)熱和可加快油水分離的特點(diǎn)。微波加熱時(shí)可以加快水中油滴的上升速度和凝聚速度，從而加速了油水分離過(guò)程。微波加熱在提高溫度和降低粘度的同時(shí)也會(huì)加快凝聚，有助于增大油滴直徑，而直徑增大又使油滴上升速度增加，從而進(jìn)一步提高油水分離效果。有關(guān)學(xué)者采用“微波絮凝+Fe/C微電解”工藝進(jìn)行油田采出廢水處理，研究表明，微波可以減少絮凝劑的用量，極大地縮短絮凝沉淀時(shí)間，并對(duì)后續(xù)Fe/C微電解具有一定的促進(jìn)作用，出水COD的平均去除率高達(dá)96%，另外微波輻照加速了油水分離，同時(shí)促進(jìn)乳液凝聚，微波絮凝和Fe/C微電解工藝除油效果顯著，平均達(dá)到95%。

四、結(jié)語(yǔ)

聚合物采油污水具有水量大、成分復(fù)雜和難以處理的特點(diǎn)，傳統(tǒng)污水處理工藝已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足含聚污水的處理要求。聚合物驅(qū)含油污水中的聚合物直接處理掉過(guò)于浪費(fèi)，今后應(yīng)加強(qiáng)殘余聚合物污水處理方法的研究，利用處理達(dá)標(biāo)的污水配制聚合物溶液，減少清水資源和聚合物的浪費(fèi)。還要研究出適合低滲透和特低滲油田注水要求的水處理工藝。

參考文獻(xiàn)：

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