東方1-1氣田生產廢液處理技術研究

郭海峰

中海油田服務股份有限公司 河北 廊坊 065021

隨著海洋油氣資源開發的深入，國家對海洋環境保護愈發重視，如何在生產作業的同時，兼顧海洋生態環境的保護，促使油氣生產作業不斷向環境綠色友好、資源可循環利用方向發展，是新時期海洋勘探開發需要探索的重要問題[1-3]。

油田生產廢液中含有大量有機高分子聚合物、表面活性劑等物質，具有高COD值、高穩定性、高粘度且細菌含量高等特點。廢水外觀一般呈淡黃色，具有強烈的刺激氣味。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，另外由于聚合物的存在使得油水界面水膜強度增大，界面電荷增強，污水中的細小的懸浮顆粒更易吸附在固液界面上，使Zata電位絕對值增大，乳狀液穩定性增高，從而導致污水處理難度加大。本文以東方1-1氣田生產廢液為研究對象，對其廢液處理技術進行了研究[4～6]。

1 東方1-1 氣田生產廢液的特點

東方1-1氣田共有6個生產平臺，由于每個平臺開采層位/井數均不詳同，各平臺生產廢液水樣存在差異，室內對東方1-1氣田的水樣進行了分析，分析結果見表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平臺的水樣外觀最為特殊，呈乳液狀，初步判斷，F平臺乳液為水包油乳液（O/W乳液），且所形成的乳液穩定性較強，導致破乳比較困難。

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，根據國家標準GB 4914—2008《海洋石油勘探開發污染物排放濃度限值》石油類生產水一級標準含油量一次容許值≤30mg/L，月平均值≤20mg/L；根據行業標準SY/T 5239—2012《碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法》，東方1-1氣田對應高滲注水層位懸浮物含量應≤30mg/L。因此，目前東方1-1氣田生產廢液不具備排放或回注標準。

2 東方1-1 生產廢液處理技術研究

2.1 東方1-1 生產廢液處理技術難點

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

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，基本在10μm以內，常規過濾或者加壓過濾方式效果較差；

③F平臺生產廢液呈乳狀液，處理之前需要先進行破乳。

2.2 東方1-1 氣田生產廢液處理對策思路

結合東方1-1氣田生產廢液特點及處理的技術難點，計劃采用先破乳的方式，破壞乳狀液穩定性，再通過凈水劑去除懸浮物并降低含油量。

2.3 生產廢液處理劑優選評價

由于東方1-1氣田生產廢液組成各不相同，但廢液需要相同的處理流程，因此選擇處理難度最大的F平臺生產水樣作為破乳劑及凈水劑的主要研究對象，對處理劑進行篩選研究；再對其他平臺水樣進行評價，看整體能否達到排放標準。

①破乳劑的優選

室內研究首先對生產廢液破乳劑進行了優選，以去除生產廢液中的油相。

A.破乳劑類型優選

室內研究選擇不同破乳劑對F平臺生產廢液進行破乳處理[7]，不同破乳劑的優選實驗及結果見表2及圖1所示。

圖1 東方1-1氣田生產廢液破乳劑篩選

表2 破乳劑優選實驗

從篩選實驗結果來看，破乳劑PF-OWT對F平臺生產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內產生破乳，但所形成的溶液有少許的渾濁。室內研究最終確定選擇破乳劑PF-OWT作為首選。

B.破乳劑用量優化

室內進一步研究破乳劑用量對破乳效果的影響，實驗方法為加入破乳劑后，手搖50下，靜置30秒后，油水分層。實驗結果見表3。

表3 破乳劑濃度影響

實驗現象表明，不同濃度的破乳劑破乳速度均很快。濃度在100～200×10-6時，破乳效果較好。其中破乳劑濃度為120～150×10-6效果最好。從經濟效益考慮，推薦破乳劑最佳濃度為120×10-6。

②凈水劑的優選

東方1-1平臺生產廢液經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，因此室內研究對凈水劑進行了優選[8]。

A.凈水劑類型優選

室內對不同凈水劑的效果進行了評價，評價結果見表4。

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

B.凈水劑用量優化

室內研究對凈水劑OC-CLA3不同加量條件下的凈水效果進行評價，評價結果見表5。

表5 OC-CLA3凈水劑不同濃度下凈水效果

從實驗結果中可以看出，從含油量及絮狀物量綜合對比來看，凈水劑OC-CLA3的使用濃度為800～1000ppm時可得到較好的處理效果。

③F平臺水樣處理效果

向F平臺水樣中加入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，對濾液進行水樣分析，結果如圖2所示。

圖2 F平臺生產廢液處理前后對比

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

針對生產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，生產廢液處理后的粒徑中值略有降低。

3 東方1-1 氣田生產廢液處理前后對比

室內通過最終確認的破乳劑以及凈水劑產品及加量之后，對東方1-1氣田生產廢液處理前后進行了對比，對比結果見表6：

從室內評價結果中可以看出，東方1-1氣田生產廢水經過處理之后，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，懸浮物含量10mg/L以內，達到排放標準。

4 結論與建議

（1）東方1-1氣田生產廢液具有高穩定性、高含油量、高懸浮物含量等特點，導致污水處理難度加大。（2）室內通過對生產廢液處理中的破乳劑及凈水劑進行優選，最終確定了破乳劑及凈水劑種類及加量。（3）室內研究表明，經過破乳劑及凈水劑處理之后的生產廢液，其懸浮物及含油量均大幅度降低，可達到回注及排放標準。