東方1-1氣田生產(chǎn)廢液處理技術(shù)研究

郭海峰

中海油田服務(wù)股份有限公司 河北 廊坊 065021

隨著海洋油氣資源開發(fā)的深入，國家對(duì)海洋環(huán)境保護(hù)愈發(fā)重視，如何在生產(chǎn)作業(yè)的同時(shí)，兼顧海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，促使油氣生產(chǎn)作業(yè)不斷向環(huán)境綠色友好、資源可循環(huán)利用方向發(fā)展，是新時(shí)期海洋勘探開發(fā)需要探索的重要問題[1-3]。

油田生產(chǎn)廢液中含有大量有機(jī)高分子聚合物、表面活性劑等物質(zhì)，具有高COD值、高穩(wěn)定性、高粘度且細(xì)菌含量高等特點(diǎn)。廢水外觀一般呈淡黃色，具有強(qiáng)烈的刺激氣味。廢水中聚合物的濃度越大，污水的粘度越大，包裹油珠、懸浮物的能力越強(qiáng)，另外由于聚合物的存在使得油水界面水膜強(qiáng)度增大，界面電荷增強(qiáng)，污水中的細(xì)小的懸浮顆粒更易吸附在固液界面上，使Zata電位絕對(duì)值增大，乳狀液穩(wěn)定性增高，從而導(dǎo)致污水處理難度加大。本文以東方1-1氣田生產(chǎn)廢液為研究對(duì)象，對(duì)其廢液處理技術(shù)進(jìn)行了研究[4～6]。

1 東方1-1 氣田生產(chǎn)廢液的特點(diǎn)

東方1-1氣田共有6個(gè)生產(chǎn)平臺(tái)，由于每個(gè)平臺(tái)開采層位/井?dāng)?shù)均不詳同，各平臺(tái)生產(chǎn)廢液水樣存在差異，室內(nèi)對(duì)東方1-1氣田的水樣進(jìn)行了分析，分析結(jié)果見表1。從外觀來看，整體較渾濁，靜置后上部漂浮黑色絮狀物。其中尤以F平臺(tái)的水樣外觀最為特殊，呈乳液狀，初步判斷，F(xiàn)平臺(tái)乳液為水包油乳液（O/W乳液），且所形成的乳液穩(wěn)定性較強(qiáng)，導(dǎo)致破乳比較困難。

表1 東方-1氣田水樣分析

從東方1-1氣田水樣分析來看，該氣田水樣含油量較高，且具有一定的懸浮物含量，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 4914—2008《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值》石油類生產(chǎn)水一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)含油量一次容許值≤30mg/L，月平均值≤20mg/L；根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5239—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》，東方1-1氣田對(duì)應(yīng)高滲注水層位懸浮物含量應(yīng)≤30mg/L。因此，目前東方1-1氣田生產(chǎn)廢液不具備排放或回注標(biāo)準(zhǔn)。

2 東方1-1 生產(chǎn)廢液處理技術(shù)研究

2.1 東方1-1 生產(chǎn)廢液處理技術(shù)難點(diǎn)

通過對(duì)西東方1-1氣田生產(chǎn)廢液理化性能指標(biāo)，其在處理過程中主要存在以下幾個(gè)方面的問題：

①部分水樣礦化度較高，處理水樣的處理劑需要具備一定的抗鹽能力；

②懸浮物含量較高，且粒徑中值細(xì)，基本在10μm以內(nèi)，常規(guī)過濾或者加壓過濾方式效果較差；

③F平臺(tái)生產(chǎn)廢液呈乳狀液，處理之前需要先進(jìn)行破乳。

2.2 東方1-1 氣田生產(chǎn)廢液處理對(duì)策思路

結(jié)合東方1-1氣田生產(chǎn)廢液特點(diǎn)及處理的技術(shù)難點(diǎn)，計(jì)劃采用先破乳的方式，破壞乳狀液穩(wěn)定性，再通過凈水劑去除懸浮物并降低含油量。

2.3 生產(chǎn)廢液處理劑優(yōu)選評(píng)價(jià)

由于東方1-1氣田生產(chǎn)廢液組成各不相同，但廢液需要相同的處理流程，因此選擇處理難度最大的F平臺(tái)生產(chǎn)水樣作為破乳劑及凈水劑的主要研究對(duì)象，對(duì)處理劑進(jìn)行篩選研究；再對(duì)其他平臺(tái)水樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，看整體能否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

①破乳劑的優(yōu)選

室內(nèi)研究首先對(duì)生產(chǎn)廢液破乳劑進(jìn)行了優(yōu)選，以去除生產(chǎn)廢液中的油相。

A.破乳劑類型優(yōu)選

室內(nèi)研究選擇不同破乳劑對(duì)F平臺(tái)生產(chǎn)廢液進(jìn)行破乳處理[7]，不同破乳劑的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)及結(jié)果見表2及圖1所示。

圖1 東方1-1氣田生產(chǎn)廢液破乳劑篩選

表2 破乳劑優(yōu)選實(shí)驗(yàn)

從篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，破乳劑PF-OWT對(duì)F平臺(tái)生產(chǎn)廢液的破乳效果比較好，加入破乳劑之后，乳液基本均在在1min內(nèi)產(chǎn)生破乳，但所形成的溶液有少許的渾濁。室內(nèi)研究最終確定選擇破乳劑PF-OWT作為首選。

B.破乳劑用量優(yōu)化

室內(nèi)進(jìn)一步研究破乳劑用量對(duì)破乳效果的影響，實(shí)驗(yàn)方法為加入破乳劑后，手搖50下，靜置30秒后，油水分層。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 破乳劑濃度影響

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，不同濃度的破乳劑破乳速度均很快。濃度在100～200×10-6時(shí)，破乳效果較好。其中破乳劑濃度為120～150×10-6效果最好。從經(jīng)濟(jì)效益考慮，推薦破乳劑最佳濃度為120×10-6。

②凈水劑的優(yōu)選

東方1-1平臺(tái)生產(chǎn)廢液經(jīng)過破乳劑的破乳處理之后，雖然含油量大幅度降低，但是水樣仍然渾濁，說明懸浮物含量仍很高，因此室內(nèi)研究對(duì)凈水劑進(jìn)行了優(yōu)選[8]。

A.凈水劑類型優(yōu)選

室內(nèi)對(duì)不同凈水劑的效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表4。

從凈水效果和最終產(chǎn)生的絮凝物的量整體對(duì)比來看，幾種凈水劑的效果均良好，其中OCCLA3相對(duì)而言效果最佳，處理之后其清水劑效果與其他清水劑效果相當(dāng)，凈水之后其含油量及絮狀物含量均最低，室內(nèi)評(píng)價(jià)最終確定凈水劑OCCLA3。

B.凈水劑用量優(yōu)化

室內(nèi)研究對(duì)凈水劑OC-CLA3不同加量條件下的凈水效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表5。

表5 OC-CLA3凈水劑不同濃度下凈水效果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，從含油量及絮狀物量綜合對(duì)比來看，凈水劑OC-CLA3的使用濃度為800～1000ppm時(shí)可得到較好的處理效果。

③F平臺(tái)水樣處理效果

向F平臺(tái)水樣中加入120mg/L破乳劑PF-OWT，手搖50下后加入1000mg/L凈水劑，之后用濾紙過濾，對(duì)濾液進(jìn)行水樣分析，結(jié)果如圖2所示。

圖2 F平臺(tái)生產(chǎn)廢液處理前后對(duì)比

從圖4中可以看出，由于加入了破乳劑及清水劑，生產(chǎn)廢液的礦化度略有提高，但是由于排放及回注對(duì)礦化度要求不嚴(yán)格，對(duì)整體性能影響不大。

針對(duì)生產(chǎn)廢水高含油及高懸浮物含量的情況，處理后含油量降低99%，懸浮物減少90%，取得了良好的效果。由于清水劑的絮凝效果，生產(chǎn)廢液處理后的粒徑中值略有降低。

3 東方1-1 氣田生產(chǎn)廢液處理前后對(duì)比

室內(nèi)通過最終確認(rèn)的破乳劑以及凈水劑產(chǎn)品及加量之后，對(duì)東方1-1氣田生產(chǎn)廢液處理前后進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見表6：

從室內(nèi)評(píng)價(jià)結(jié)果中可以看出，東方1-1氣田生產(chǎn)廢水經(jīng)過處理之后，其懸浮物含量以及含油量均大幅度降低，含油量在20mg/L以內(nèi)，懸浮物含量10mg/L以內(nèi)，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論與建議

（1）東方1-1氣田生產(chǎn)廢液具有高穩(wěn)定性、高含油量、高懸浮物含量等特點(diǎn)，導(dǎo)致污水處理難度加大。（2）室內(nèi)通過對(duì)生產(chǎn)廢液處理中的破乳劑及凈水劑進(jìn)行優(yōu)選，最終確定了破乳劑及凈水劑種類及加量。（3）室內(nèi)研究表明，經(jīng)過破乳劑及凈水劑處理之后的生產(chǎn)廢液，其懸浮物及含油量均大幅度降低，可達(dá)到回注及排放標(biāo)準(zhǔn)。