油田含油污水處理設備的優化

王德剛

摘 要：原油開采在為我國提供大量原油供應的同時其所造成的水資源污染也是極為嚴重的。我國油井多為稠油井，這些稠油井經過多年的開采已經逐步進入了開采的中后期，這一時期原油開采的主要方式為注水法，且在應用注水法進行開采時為了提高原油開采率大量使用化學助劑致使油田采出液中的含水量處于較高水平且其內部成分更趨復雜，對油田含油污水的處理帶來了極大的挑戰。未經處理的油田含油污水將會對生態環境造成較大的污染不利于水資源的高效利用。為保護生態環境應當積極做好油田含油污水處理技術的研究，做好油田含油污水的處理，實現水資源的高效、循環利用。

關鍵詞：油田含油污水；污水處理；循環利用

中圖分類號：X703 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）27-0098-02

Abstract： The water pollution caused by crude oil exploitation is very serious when it supplies a lot of crude oil for our country. Most of the oil wells in China are heavy oil wells. After many years of exploitation， these wells have gradually entered the middle and later stages of exploitation. The main way of crude oil exploitation in this period is water injection. In order to improve the recovery rate of crude oil， a large number of chemical auxiliaries are used to make the water content in the produced fluid of the oil field in a higher level and its internal composition more complex， which brings great challenges to the treatment of oil-bearing sewage in the oil field. Untreated oil-bearing sewage will cause serious pollution to the ecological environment， which is not conducive to the efficient use of water resources. In order to protect the ecological environment， it is necessary to do a good job in the research of oily wastewater treatment technology in oil field to realize the high efficiency and recycle utilization of water resources.

Keywords： oilfield oily sewage； sewage treatment； recycling

前言

油田含油污水是油田開采中的重要附屬產物，其主要由原油脫出水、鉆井污水以及其他含油污水所組成。各地油田含油污水組分較為復雜進而造成油田含油污水的性質也大為不同從而對油田含油污水的處理造成了較大的困難。隨著開采的逐步深入為提高油井的采收率主要采用注水的方式來進行中后期油井的開采，造成油田含油污水的成分更趨復雜且油田含油污水的處理難度也更大。油田含油污水中所含有的聚合物、堿、表活劑等成分含量的提升將使得油田含油污水中油粒徑直徑不斷減小致使油田含油污水處理更加困難。

1 油田含油污水處理常用方法與工藝

由于油田開采各時期所產生的油田含油污水差別較大因此在油田含油污水處理方面則有著相應的差別。經過多年的發展與完善我國已經形成了較為完備的油田含油污水體系，總體來說在油田含油污水處理技術上主要有以下幾大類：（1）物理法。借助于重力、離心力、粗粒化、過濾、膜分離等方法實現油粒及油田含油污水中的雜質與污水進行分離實現對于油田含油污水的處理。（2）化學法。借助于混凝沉降、化學氧化等方法用以去除油田含油污水中無法用物理及生物法去除的乳化油等的成分。（3）物理化學法。物理化學法主要分內氣浮法和吸附法兩大分類。其中氣浮法的應用較廣且簡單、高效，吸附法根據吸附物體的不同其吸附能力有所差異。在選用時需要結合油田含油污水中雜質與性質的不同進行針對性的選擇。（4）生物法。利用微生物將油田含油污水中的油類、有害物質等進行分解轉化為其他無害或是易于清理的物質。SBR方法為其代表性方法。

我國現今應用的油田含油污水總體來說遵循的是三段式處理思路，其工藝流程為一次除油罐、二次混凝除油罐、壓力過濾罐等。使用三段式處理方法能夠有效的對油田含油污水進行處理但是其結構較為復雜，設備維護成本高。二段式處理流程是基于三段式處理流程所興起而建立的，其消除了一次除油罐這一流程從而極大的簡化了油田含油污水的工藝及設備投入，隨著混凝技術應用效果的不斷加強使用二段式處理方法所獲得的油田含油污水效果也更強。隨著油田開采進入中后期，油田含油污水的組分更趨復雜，三段式與二段式油田含油污水處理方法在油田含油污水處理效果方面已經顯得力不從心，需要對油田含油污水工藝與技術進行改機和優化，用以提升油田含油污水的處理效果。

2 做好油田含油污水除油過濾設備的改進與應用

在油田含油污水處理工序中除油與過濾是其中最為關鍵的兩大環節，除油的效率對油田含油污水過濾設備的處理負荷產生直接的影響，而過濾效果則直接影響著油田含油污水處理后的水質。為提升油田含油污水處理效果需要對油田含油污水處理中所使用的橫向流除油器、核桃殼和石英砂過濾器進行優化，以使得除油過濾器能夠更好的發揮其應用的功用。

2.1 橫向流除油器的缺陷與優化改進

橫向流除油器主要由兩級聚結板與分離板除油區加上一級聚結原件除油區形成了三級除油系統，其主要利用的是聚結除油原理，橫向除油器結構圖如圖1所示。

橫向流除油器采用獨特的板框式結構以及特有的水流形態，其在油田污水處理中能夠取得一定的效果但是隨著油田開采的深入油田含油污水中的組分更趨復雜，橫向流除油器將無法完成污水處理致使含油污水的處理效果變差、水質降低。造成這一問題的原因主要是橫向流除油器的結構。橫向流除油器內部的結構復雜其所采用的聚結板與分離斜板中所分布的多孔道容易在對粘度較高的污水處理中發生板結、堵塞進而影響橫向流除油器的水處理效果。橫向流除油器內部設置的排油和排泥管線無法及時的將油泥排出致使大量油泥堆積影響橫向流除油器的水處理效果。橫向流除油器對于含油污水的處理效率較低，在含油污水處理負荷較大時容易造成后續過濾段的處理負荷增大，降低過濾段過濾周期從而嚴重影響橫向流除油器對于含油污水的處理水質。橫向流除油器由于結構原因使得其在設計之初針對水驅污水的性質來進行設計的，在原油開采的后期水質發生了變化水驅污水轉變為聚驅污水，污水中水質的粘度、乳化度以及油珠及雜質的粒徑等都發生了改變，致使橫向流除油器無法發揮其功用。此外，橫向流除油器中缺乏反沖洗再生系統，其所析出的各種雜質主要采用人工定期通過排油及排泥管線排出，人工排出的不確定性致使橫向流除油器內部淤泥堆積影響橫向流除油器的工作效率與工作質量。

為提高橫向流除油器的使用效率需要對橫向流除油器進行優化改進，通過對橫向流除油器內部所使用的聚結材料進行優化，使得含油污水中的油珠碰撞聚結的幾率大增用以增強橫向流除油器對于各種水質的處理效果。對橫向流除油器的排油泥系統進行優化，增設反沖洗系統用以使得橫向流除油器所處理出的油與油泥能夠順利的排出，避免油泥的堵塞造成橫向流除油器工作質量與工作效率的下降。

2.2 做好含油污水過濾處理設備的改進優化

過濾器在油田含油污水處理中的應用是在油田含油污水經過一級自然沉降罐、二級混凝沉降罐和排油設備后用以對處理后的油田含油污水進行進一步的處理，降低油田含油污水中的雜質和懸浮物，從而使得處理后的油田含油污水能夠達到回注水的標準。在現今應用的過濾器中核桃殼和石英砂是兩種主要的形式，核桃殼過濾器所使用的核桃殼濾水材料其本身具有較強的吸附能力，因此多將其應用于對于污水的一級過濾，石英砂過濾器由于其結構特點多應用于二級過濾。在過濾器應用的過程中隨著水質的變化尤其是水質乳化嚴重將使得過濾器的過濾效率、過濾能力都大幅降低，加之污水中雜質的增多更是需要頻繁更換濾料，不利于油田含油污水的優化處理與過濾器的應用。在對過濾器進行優化處理時，通過在過濾器布水篩管與攪拌槳之間增加防膨脹篩板并在防膨篩板下增設刮掃器從而使得濾料的膨化高度可以通過機械的方式加以控制，通過這一優化改進可以使得濾料得到充分的分散并避免濾料粘附于篩板上從而使得粘附于篩板上的濾料能夠順利的脫附，同時優化過濾器油泥收集系統使得過濾器所過濾出的油泥能夠順利的通過反沖洗裝置進行分離，提高了濾料的使用性。濾料再生系統通過利用攪拌裝置來使得濾料能夠與篩板之間進行充分的結合，增強濾料的使用性。在對使用石英砂作為濾料的過濾器進行優化時，通過對石英砂過濾器進行重新優化布局使得新型過濾器具有低壓溫流反沖洗能夠使得過濾器具有更好的過濾性和穩定性。優化后的石英砂過濾器降低了濾層的厚度，其內部所設置的齒狀攪拌器具有較好的耐磨性其通過攪拌來擊碎石英砂濾料表面的膠狀板結層，從而使得油泥等能夠與石英砂濾料進行更好的分離，用以提高石英砂濾料的使用性。此外，通過這一形式的優化將使得石英砂過濾器在冬季具有更強的再生性，使得石英砂過濾器在冬季能夠更好的對石英砂濾料進行再生。針對傳統過濾器缺乏油泥收集裝置的問題，過濾器通過加裝浮油收集器能夠更好的對過濾器內部的上部浮油進行收集。此外，為增加過濾器的排油過濾效果加裝于浮油聚集器下方的布水系統將使得進入到過濾器內部的污水分布更加均勻，其反沖洗出水更加順暢在反沖洗強度較大時過濾裝置能夠具有更強的耐壓性，避免發生憋壓、跑料的問題。優化后的過濾器將使得內部空間利用更加高效、空間更加緊湊，在過濾器內部有限的空間內縮減集水器高度用以增加濾料膨化空間，提高濾料的再生效果。

3 結束語

油田含油污水處理對于生態環境保護極為重要，由于油田含油污水中含有的雜質較多如未能對油田含油污水進行處理或是處理不到位將致使污水直排將造成生態災難。本文在分析油田含油污水處理工藝的基礎上對油田含油污水處理系統中所使用的設備進行了優化，用以更好的提高油田含油污水的處理效率與處理質量。

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