油氣田采出水深度處理和利用技術(shù)

胡燕文

摘要：油氣田采出水一般來(lái)說(shuō)未經(jīng)處理是不允許進(jìn)行排放的，而只有經(jīng)過(guò)層層處理之后，將污水中所含有的污染源清除干凈才能夠進(jìn)行排放或再利用。深度處理能夠?qū)⒂蜌馓锊沙鏊须s質(zhì)進(jìn)行凈化，使其符合農(nóng)田用水、飲用水等使用標(biāo)準(zhǔn)。本文將在概述油氣田采出水的基礎(chǔ)上，對(duì)油氣田采出水的水質(zhì)進(jìn)行分析，并探討了油氣田采出水深度處理和利用技術(shù)，以供參閱。

關(guān)鍵詞：油氣田采出水;深度處理;利用;技術(shù)

1油氣田采出水

氣田采出水成分復(fù)雜，有較強(qiáng)的腐蝕性，所謂的氣田采出水指的是從氣井井內(nèi)采出含有烴類成分的水，在氣田的開(kāi)發(fā)工作中的不同階段會(huì)產(chǎn)生一定量的采出水水，而由于工藝的不同，產(chǎn)生的采出水中所含的雜質(zhì)也不同，并且采出水中含有各類烴類成分。因此，需要針對(duì)不同種類的采出水采取不同的處理技術(shù)，這樣才能有效地對(duì)氣田采出水中的烴類進(jìn)行提取以及雜質(zhì)進(jìn)行處理，從而使采出水達(dá)到排放回注或是重復(fù)利用的標(biāo)準(zhǔn)。

2油氣田采出水的水質(zhì)

由于各油氣田原油的特性、地質(zhì)不一樣，油氣田采出水水質(zhì)各異，但又都有相同的特性。一般具有以下特點(diǎn)：含油量高、成分復(fù)雜、礦化度高、水溫較高、具有放射性。

2.1含各種有機(jī)物

油氣田采出水中含有多種原油有機(jī)成分和各種化學(xué)藥劑，化學(xué)需氧量高。例如：草橋油田采出水中化學(xué)需氧量為714mg/L，渤海油田采出水中化學(xué)需氧量大于500mg/L。

2.2高礦化度

油氣田采出水礦化度最低也在1000mg/L以上，高可達(dá)14×104mg/L，中原油田采出水總礦化度高達(dá)8×104-14×104mg/L，渤海油田采出水礦化度為11×104mg/L，Cl-達(dá)6996mg/L，高礦化度加速了腐蝕速度，同時(shí)也給廢水生化處理造成困難。

2.3含油量高

一般采出水中含油量均在1000mg/L左右，其中90%左右為分散油（10-100μm）和浮上油（大于100μm），約有10%為乳化油。

2.4水中含微生物

采出水中常見(jiàn)微生物有硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌、腐生菌，均為絲狀菌，多數(shù)采出水中細(xì)菌含量為102-104個(gè)/mL，部分高達(dá)108個(gè)/mL，細(xì)菌大量繁殖不僅腐蝕管線，而且還造成地層嚴(yán)重堵塞。

2.5含有大量生成垢的離子

采出水中含有HCO3-、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Cr2+等生成垢的離子。

2.6懸浮物含量高

水中懸浮物含量高，顆粒細(xì)小，容易造成地層堵塞。其中懸浮固體（顆粒直徑1-100μm）主要包括：泥砂、各種腐蝕產(chǎn)物及垢、硫酸鹽還原菌、腐生菌和重質(zhì)油類等;膠體（1×10-3-1.0μm）主要由泥砂、腐蝕結(jié)垢產(chǎn)物和細(xì)菌有機(jī)物構(gòu)成。

3油氣田采出水深度處理和利用技術(shù)

3.1溶氣氣浮處理技術(shù)

3.1.1溶氣氣浮處理技術(shù)

當(dāng)前在進(jìn)行油氣田開(kāi)采和發(fā)展過(guò)程中應(yīng)用最為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)就是溶氣氣浮技術(shù)，溶氣氣浮技術(shù)具體又分為幾個(gè)不同的分支。（1）全流程加壓溶氣氣浮技術(shù)，在油氣田采出水的處理上應(yīng)用比較常見(jiàn)，由于其所需要的空間體積較小，能夠節(jié)約一定的空間。（2）回流式溶氣氣浮技術(shù)主要是通過(guò)自身凈化裝置進(jìn)行處理之后的部分污水進(jìn)行再利用，將經(jīng)過(guò)深度處理之后的污水轉(zhuǎn)化為正常的水源循環(huán)到凈化裝置中，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于采出水中含水量較高的污水處理比較適用。（3）壓氣式溶氣氣浮技術(shù)則主要是將氣體通過(guò)外力的方式將其壓入到液體當(dāng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)雜質(zhì)的清除工作。

3.1.2溶氣氣浮技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的影響因素

溶氣氣浮處理技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)注意保證氣體與液體的接觸時(shí)間，這是由于根據(jù)相關(guān)的研究以及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，采出水中氣泡中所含氣體與液體接觸時(shí)間越長(zhǎng)，會(huì)大大提高附著率，從而加強(qiáng)了氣田中雜質(zhì)的去除效果。因此，對(duì)于溶氣氣浮技術(shù)效率的一個(gè)重要的影響因素為氣體與液體之間的附著時(shí)間。此外，環(huán)境溫度，采出水的pH值對(duì)于溶氣氣浮技術(shù)效率也有著一定的影響。因此，在應(yīng)用溶氣氣浮處理技術(shù)時(shí)，應(yīng)注意采出水的來(lái)源等實(shí)際情況，這是由于采出水的來(lái)源會(huì)極大地影響處理完成后水質(zhì)的情況，根據(jù)采出水的具體情況對(duì)壓力式溶氣氣技術(shù)與回流式溶氣氣浮技術(shù)進(jìn)行合理地選擇。

3.1.3氣體濃度、油珠直徑等影響

應(yīng)用溶氣氣浮技術(shù)對(duì)氣田采出水進(jìn)行處理時(shí)，氣泡的濃度以及油珠的直徑也會(huì)對(duì)處理效率以及處理效果產(chǎn)生一定的影響，由于當(dāng)油珠的直徑過(guò)大，氣泡濃度較低時(shí)，會(huì)使得氣體與液體的接觸效果下降，氣泡的吸附變得較為困難，從而使采出水的處理效率以及處理質(zhì)量下降，即較小的氣泡會(huì)增大固體顆粒物與之的接觸面積，從而提升附著力，提高對(duì)水中雜質(zhì)的清除能力。根據(jù)相關(guān)的研究以及應(yīng)用，氣泡的直徑在50微米左右，其吸附能力最強(qiáng)，從而對(duì)于采出水的深度處理更有效果。

3.1.4氣浮處理技術(shù)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

在對(duì)氣田采出水進(jìn)行深度處理選用氣浮處理技術(shù)時(shí)，為了提高采出水的處理效率以及處理質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)采出水的來(lái)源以及含水量等實(shí)際情況合理地進(jìn)行氣浮技術(shù)D選擇。另外，固體以及氣體之間的接觸情況也直接影響著處理情況。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，可以綜合利用多種氣田采出水處理技術(shù)，例如可以先對(duì)氣田采出水使用物理沉降的處理方式，從而將采出水中所含的較大的顆粒、泥沙等雜質(zhì)清除，再在此基礎(chǔ)上，使用氣浮技術(shù)，從而有效地提高采出水處理質(zhì)量。通過(guò)此種方式，可以降低對(duì)氣田采出水的處理成本，提高企業(yè)效益。

3.2膜處理技術(shù)

膜分離技術(shù)就是利用膜的選擇透過(guò)性進(jìn)行分離和提純的技術(shù)。膜由合成的高分子材料制成，具有形態(tài)較整齊的多孔結(jié)構(gòu)，孔徑分布均勻。過(guò)濾時(shí)，所有大直徑的粒子全部攔截在濾膜表面上。膜法處理可根據(jù)廢水中油粒子的大小，合理地確定膜截留分子量，且處理過(guò)程中一般無(wú)相的變化，常溫下操作，有高效、節(jié)能、投資少、污染少的特點(diǎn)。近年來(lái)，越來(lái)越多的膜分離技術(shù)開(kāi)始用于油氣田采出水的處理。常應(yīng)用于采油廢水處理的膜，包括反滲（RO）、超濾（UF）、微濾（MF）、電滲析（ED）和納濾（NF）等。目前，在國(guó)內(nèi)外各大油田應(yīng)用較多的是超濾膜技術(shù)。UF膜孔徑一般在1nm-1μm之間，截留固體顆粒、膠體及相對(duì)分子質(zhì)量為1000-100000的大分子，RO膜幾乎完全可以將相對(duì)分子質(zhì)量為150以上的有機(jī)組分截留。UF+RO膜技術(shù)的組合處理高含鹽的采出水，可達(dá)到回注要求水質(zhì)。經(jīng)過(guò)該工藝處理的水中，懸浮物含量和油含量完全能達(dá)到SY/T5329-94A1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。其中懸浮物含量小于1mg/L，含油量小于4mg/L，粒徑中值小于1μm。

3.3化學(xué)處理技術(shù)

化學(xué)處理方法主要用于處理提取水中不能通過(guò)物理或微生物方法去除的某些物質(zhì)，主要是乳化油，老化油和膠體瀝青。化學(xué)處理方法往往是針對(duì)性的，可以有效去除雜質(zhì)，并使水質(zhì)合格。常用的方法包括化學(xué)裂解和化學(xué)氧化。該化學(xué)方法主要用作水處理的預(yù)處理技術(shù)或與其他方法結(jié)合使用。比如某油田COD從650mg/L降至3000mg/L，有效去除率為35%。在海上油田的開(kāi)發(fā)中，由于水中含有多種聚合苯芳烴，其他方法難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，且化學(xué)處理效果較好。

4結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)目前堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的理念，對(duì)油氣田采出水進(jìn)行深度處理并加以利用不僅能夠促進(jìn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的理念，同時(shí)也有利于采油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，降低企業(yè)采油的成本，對(duì)環(huán)境起到了有效的保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]賈鵬飛，高滿倉(cāng)，吳慶豐，高路軍，陶川.油田采出水處理工藝技術(shù)進(jìn)展[J].全面腐蝕控制，2019，33（02）：54-57.

[2]朱景義，謝衛(wèi)紅，張維智，李明磊，李冰.油田采出水處理新技術(shù)和新設(shè)備應(yīng)用分析[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2018，29（06）：27-29.