化學藥劑在油氣田產出污水處理中的應用

孫翔宇

（大慶油田水務公司凈水劑公司，黑龍江大慶 163453）

對于石油以及天然氣等能源來說，它們的產生、運輸等過程中會出現一定的天然伴生水以及原始封存水體。結合現如今的情況加以分析，我國有不少老油氣田在開發中期以及后期階段后，油氣井中的含水情況較為顯著，而含水上升則會對油氣田的開發造成一定的阻礙，同時也會給地面污水處理工作帶來一定的壓力。隨著現在水平的不斷提升，我國在石油、天然氣等能源的需求方面也有了更多的要求，隨著這一需要的上漲，油氣產量也開始不斷攀升，隨之而來的是越來越多的油氣田含油污水量的上升。根據現在的情況來看，目前在開展污水處理過程中，化學藥劑的使用逐漸普遍起來，不僅化學藥劑的種類在不斷增多，投入量也隨之有了很大的變動，這些因素的存在都會對污水處理造成十分重要的影響。

1 油田污水的處理現狀以及化學藥劑的主要概述

1.1 油田污水的處理現狀分析

隨著社會的不斷發展，人們的環保意識也越來越強。在油氣污水處理領域，油田采出水經深度處理后排放或注回已經受到人們越來越多的重視，所以，針對油田污水處理工作積極采用化學藥劑已經成為至關重要的一點。化學藥劑的使用對于油田污水處理有著十分重要的作用，是處理污水的重要途徑之一。重點對化學藥劑展開分析研究，使其得到更為合理的使用，除了可以幫助油田污水降低污染之外，甚至還能使其得到再次利用，在實現資源節約目的的同時又能夠保證效益的增長，這充分體現了可持續發展理念。

油田污水指的是在原油開采過程中，隨著開采進度的不斷推進，原油開始不斷產生，油田污水也隨之從地下冒到了地上，此外，當原油以及油田污水一起到達原油脫水站之后，經過專業的脫水操作，最終得以分離。原油污水除了這一來源途徑之外，在洗井過程中產生的廢水等也算油田污水。一般來說，油田廢水有著很多的來源，不僅包括來自地下不同深度的地層水，還有在原油開采各環節中產生的廢水，后者十分常見，基于這一來源的廢水，會使得污水中的成分變得更為復雜，通常包括石油類的懸浮類物質、固體顆粒等。除此之外，在油田污水中，還可以檢測到不少的化學物質。從上述分析可以看出，油田污水中有著很多成分，并且這些成分復雜，所以在針對油田污水回注之前，必須要先使其接受有效的處理，如果沒有經過有效處理便開始回注，污水中的某些物質會起到破壞作用，隨之產生很多沉淀物質，導致堵塞裂縫與地層縫隙的現象。更有甚者還會影響注水層的滲透效果，促使注水效率變低，同時還會使得注水井的使用年限受到不利影響，這樣一來就會造成資源浪費問題。

1.2 化學藥劑的主要概述

目前在油田開發工作中，所用到的化學藥劑種類日漸豐富，一般來說，根據使用功能加以區分，可以分為鉆井化學藥劑、油氣開采化學藥劑、油氣集輸化學藥劑、油氣處理化學藥劑以及通用化學藥劑。雖然這些都屬于化學藥劑，但是種類不同，其功效也有著很大的區別。在眾多化學藥劑中，含油污水處理藥劑應用的頻率比較高，從功能上進行分析，其應該歸屬于油氣處理化學藥劑的范疇，這類化學藥劑的作用主要是為了能夠保障污水處理效果，追求污水處理效率，從而促使污水質量得以改善，最終使得經過處理后的污水能夠滿足相關的標準要求。

2 當前化學藥劑存在的主要問題

2.1 技術標準不完善

以我國現如今的化學藥劑使用現狀為例進行說明，雖然在整體上我國已經制定出臺了不少規定標準，但是針對其中一些比較關鍵的內容卻沒有進行過多的詳述定義。例如，對于很多常見的污水處理藥劑而言，對其固體含量、密度等有著相關的說明，但是針對每種產品本身的作用以及重要性卻沒有充分展現。在這一問題的影響下，產品本身的可控性會受到一定的干擾，這對于產品檢驗效果十分不利。因此，在制定規劃相關標準規范時，需要詳細明確地規定藥劑的具體使用含量。如果在標準規范制定過程中遇到了比較多的困難，至少也需要對于實際使用的藥劑量進行相應的衡量，這樣才能更好地展現藥劑本身的質量。

2.2 產品命名不清晰

化學藥劑可以被理解為復雜性化合物，因而在對其命名時會出現一定的難度。根據現在的情況來看，在命名時可以結合化學藥劑的功能加以制定。

3 油氣田污水處理中化學藥劑的應用

3.1 緩蝕劑

金屬在與其周圍的介質進行接觸時，可能會致使金屬表面產生一定的破壞，這種情況被命名為腐蝕。在油氣污水中，存在著很多離子，除此之外還包含著不少細菌以及具有腐蝕性的氣體，因而油氣污水有著較為顯著的腐蝕性，在這一情況下，污水管道以及相關的處理設施很容易會被損壞腐蝕。在遭到嚴重腐蝕后，油氣生產系統也會隨之受到影響，情況嚴重的話，還會引發事故，進而導致周圍環境出現污染。根據可靠數據統計發現，一部分油田污水腐蝕速度能夠達到5 mm/a及以上，在這樣的狀況下，周圍的管線以及設施設備都面臨著不斷更換改造的命運，對于油田開發工作產生了極大的阻礙，并且由于更換改造相關的管線設備，使用成本以及維護費用也會不斷上漲，不利于成本節省。對此，為了能夠盡可能降低腐蝕性，各個油田紛紛開始重點探究腐蝕原因以及防腐對策，在眾學者以及相關工作人員的不斷努力下，不少優秀的防腐對策也得以產生。

對于這種情況而言，可用的緩蝕劑種類比較豐富，并且不同種類的緩蝕劑，其組成成分也有著較大的不同，最終展現出的緩蝕效果也各有差異。對于緩蝕效果比較卓越的化學藥劑來說，其中的組分中一般都有以氮為核心的各類有機化合物、酰胺以及咪唑啉類等。舉例說明，中原油田經常會用到XHZ-1，這種緩蝕劑是咪唑啉類與季銨鹽的復配產品，如果想要得到良好的緩蝕效果，這種藥劑的投入量不得少于50mg/L。

3.2 阻垢劑

在對油田進行注水時，經常會出現結垢現象，結垢問題的產生會給油田生產特別是供水工作造成不利影響，各種問題會隨之而來。根據相關工作人員的經驗來看，在出現結垢現象后，井筒會因這一問題進而出現堵塞，一般來說，在這種情況下，與之有關的地層也會隨之受到影響。根據調查發現，水垢的形成和相關鹽類的飽和度及結晶情況有著十分緊密的聯系。根據了解發現，水中的成分是影響結構的重要原因，水垢的形成原因十分復雜，其中包含的成分也比較多，不僅有碳酸鈣、硫酸鈣等，還有黏土類物質。通常情況下，生產中的堵塞物主要有水垢以及有機質。在油田生產工作過程中，時常會出現結垢問題，特別是對于部分污水輸送管線等位置來說，要十分關注，否則將會致使管線之間的摩擦加大，進而會產生一些不必要的能源耗損。

油田常用的防垢劑：①無機磷酸鹽。這種除垢劑的組分主要包括焦磷酸四鈉、三聚磷酸鈉等，通過研究發現，這類除垢劑來源比較廣泛，容易獲取，并且成本也比較低。但是其也有一定的缺點，它在實際使用過程中容易產生正磷酸鈉鹽，并且經過一定的反應會造成磷酸鈣的出現。②有機磷。這種除垢劑的類型較為繁多，其中使用最為普遍的是羥基乙叉二磷酸鈉以及氨基三甲叉磷酸。一般來說，這種物質具有十分顯著的不溶于水性，但是其在溫度十分高的條件下在水中會產生分解，如果投入量比較少，可以輔以其他化學藥劑共同產生作用，作用效果較為不錯。③聚合物。這種物質主要有聚丙烯酸。④復配型復合物。也就是將幾種單劑加以混合，這些單劑之間不會發生反應，都可以發揮不錯的效果，能夠較好地滿足復雜的除垢要求。

3.3 殺菌劑

（1）酸鈉鹽還原菌屬于厭氧菌的一種，這種細菌在原油污水處理過程中較為常見，因而需要引以為重，通過對其分析發現，其可以對硫酸鹽產生反應，使其發生還原反應。根據相關了解可知，酸鈉鹽還原菌喜歡在物體表面附著，而在水樣檢測時重點研究的是細菌在溶液中的生存情況，而這種細菌在水中沒有顯著的存活性，但卻能夠在部分管線的表層大量繁殖，其對環境有著極強的適應性，在高溫高壓等環境中都能夠得以存活繁殖，其在代謝過程中會使硫酸鹽還原，進而造成硫化物等的出現，這對管道而言，有著十分不利的影響，會對其造成較大的危害。

（2）氧化性殺菌劑。這種藥劑指的是能夠利用強氧化作用，使得細菌結構得以被破壞，這樣它就無法實現正常代謝。

（3）非氧化性殺菌劑。這種殺菌劑借助在細菌表面附著的方式，形成一層高濃度離子團，這樣一來，細菌代謝便會受到一定程度的抑制，最終實效殺菌效果。細胞膜屬于一類應用廣泛的選擇性透過膜，其能夠對細菌的離子平衡產生一定的影響，進而會導致蛋白質變性，這樣也能夠促使細菌繁殖受到阻礙。

3.4 混凝劑

不管是水中的膠體顆粒還是大量懸浮物，都能夠在混凝劑的作用下得以凝集，進而形成沉淀，最終將其去除。對于油田污水而言，其中混雜著固體懸浮顆粒，并且這些物質表層帶負電荷，在電荷的影響之下，這些顆粒物無法進行有效聚集，因而需要在混凝劑的幫助下使其實現下沉效果。在混凝劑的作用下，固體懸浮顆粒表層的負電荷能夠得以被中和，并且顆粒物也能夠在較短的時間內凝聚下沉。

4 油田污水處理的發展趨勢

油田開采至中后期時，油氣的產量會隨之受到影響，因而會利用到一系列助產方式。注水開發目前是一種應用比較廣泛的方式，這種方式在提升采收率的過程中，會利用到不少助劑，這樣一來，采出水的含量也會不斷增加，采出水的成分也會隨之變得復雜。所以隨著聚合物驅油技術的不斷發展，油田采出水中存在著很多高分子聚合物，這也給污水處理工作造成了極大的阻礙。對于油田采出水來說，其需要經過很多步驟處理后才能被回注利用，如果處理結果不符合標準，會使得油田生產系統受到嚴重阻礙。所以油田化學劑的使用需要在油田生產系統中各個環節得以體現，合理利用化學藥劑，能夠起到不錯的作用效果。

5 結束語

油田在開采以及生產過程中，肯定會造成大量污水的產生，這些油田污水中存在著不少有害成分，如果不能有效處理，將其直接排放，會給環境造成不小的污染壓力，包括對地表水、地下水以及大氣等污染。隨著科學技術的不斷發展，油田化學劑被用于處理油田污水，并且表現出了不錯的效果，其中緩蝕劑、殺菌劑等多種化學藥劑的使用，使得油田污水中的眾多有害成分都得以被去除，盡可能避免了油田污水的污染問題，有效緩解了石油開采所帶來的環境問題。