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【摘要】随着油田开发的不断深入,油田含油污水的处理问题也越来越尖锐,如何做好环境保护工作,以及采取切实有效的污水处理技术,落实油田污水处理技术的精细化管理工作,成为各大油田井亟待解决的问题。本文就油田含油污水的来源及污水处理现状做了初步分析,进而对与油田污水的处理技术及精细化处理技术进行了阐述。
【关键词】油田污水 处理技术 精细化管理
1 油田污水的来源和污水处理中存在的问题
随着越来越多的油田井被开发,大多数的油田已经进入石油开采的中后期,因为石油量开始减少而且开采难度相对增大,所以现在的大多数油田基本上都是采用的注水的开采方式,即注入的高压水驱动原油使其从油井中开采出来。虽然开采的难度减少了,但是这样一来,原油的含水率开始逐年上涨;另外,我国的大部分油田开始进入三次开采阶段,采出液含水率高达80%-90%,甚至有的油田达到了95%以上,种种情况导致了原油含水率的不断上涨,从而含油污水的处理问题也越越来越突出。
虽然原油污水的处理问题越来越严重,但是由于大多数的油田污水处理系统普遍受到大规模注聚、热采开发的影响,采出液表现为油水乳化程度较高、采出水黏度加大、油水不易分离的特点,加上污水处理设施普遍老化,工艺技术落后。现有的处理工艺,比如重力沉降、压力过滤等已经不适用,因此,采油厂的水质开始变差,污水处理问题也逐渐严峻。
2 油田含油污水成分组成
油田开采出的污水中的杂质,从污水处理的观点来分析,主要包含以下成分:
(1)悬浮固体。其颗粒直径范围为1~100μm;
(2)胶体。粒径在10~1μm,主要由泥沙、腐蚀结垢产物和微细有机物组成,物质组成与悬浮固体相似;
(3)分散油和浮油。废水中一般含有一部分原油,其中有90%左右的粒径为10~100μm的分散油和大于100μm的浮油;
(4)乳化油。废水中含10%左右的粒径为0.001~10μm的乳化油;
(5)溶解物质。在水中能够溶解的低分子物质及离子;
(6)聚合物。主要是废水处理时添加的阻垢剂及采用聚合物驱采油工艺中加的部分水解聚丙烯酰胺。
3 油田污水处理技术分析
为了确保污水水质的提升,在进行油田的含油污水处理过程中采用的工艺手段有:传统的物理化学方法、生物处理方法、深度处理高级氧化技术等。
3.1 物理化学技术
现在传统的物理化学方法处理污水的工艺主要有“隔油除油—混凝或沉淀或气浮—过滤”三段式处理工艺或“混凝—过滤”两段式处理工艺。
目前的物理除油工艺主要有:
(1)重力式除油工艺,比如用立式自然除油罐去除原水中的浮游和部分分散油;
(2)压力式除油工艺,例如聚结出油技术,即含油污水流经聚结材料后,油珠由小变大,大大增加了油珠的上浮速度,使其在后续的斜管沉降中加速了油水的分离速度;
(3)浮选式除油工艺,比如叶轮式气浮技术,即用机械的方法将气体导入水中,使之破碎成细小的气泡,气泡上浮黏附油等杂质而上升至液面形成浮渣而被去除。另外还有旋流式除油工艺等。
混凝处理,即经过物理除油之后的废水中含有乳化油、细小颗粒的悬浮物和加入的阻垢剂等的高分子物质,这些杂质需要靠混凝来处理。常用混凝剂有无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂等。
过滤处理,即是利用过滤介质拦截分散相的悬浮物而允许连续相的水通过来实现两相分离的技术。油田常用石英砂过滤器、核桃壳过滤器等来处理含油污水,效果非常显著。
3.2 生物处理技术
生物处理技术指的是在油田污水经过物理化学法预处理后,进一步处理废水中的有机物等杂质。油田开采中的含油污水一般具有高温和高含盐的特性,国内一般通过环境生物技术来培养驯化出耐高温、高盐的菌种,采用不同的工艺手法对污水进行进一步的处理。相关处理技术比如向污水中加入微生物促生剂FYS-5,培养出处理废水的微生物,在用序批式生物膜法处理油田污水,效果非常好。
3.3 深度氧化技术
石油污水中含有很多很难被降解的有机物,其稳定的化学结构及生物毒性阻碍了微生物的代谢作用,进而水质得不到应有的净化程度,因此,相关方面的专家学者针对这一问题研究了深度氧化技术。深度氧化技术又称高级氧化技术,是利用氧化剂、电、光照、电子转移、断键、开环等作用,使废水中的难降解的大分子化合物降解为低毒或无毒的小分子化合物,甚至分解为水或二氧化碳等,以达到无害化的目的。
4 落实油田污水处理的精细化管理分析
为了切实落实油田排出的含油污水处理的精细化管理,需要油田开发公司本着“油水处理并重,优化药剂帅选,探索技术革新”的角度严格落实含油污水处理,积极进行污水处理管理模式的创新,以确保水质的稳步提升。
(1)优化药剂帅选,以保证油水分离效果:为了保证较为有效的污水处理效果,将各种用于含油污水处理的药剂进行分别试验,进行抽样检查以对污水处理的效果验证,采取效果较好的药剂进行油田污水的处理作业,从而保证污水处理的质量。
(2)开展污水处理工艺技术改造工作,确保水质达标:借鉴国内外成功的油田污水处理技术,并进行现场试验,以寻求一种适合本油田污水处理的技术手段,使污水含油和悬浮物均达到特定要求,提高油水分离的能力和处理效果;另外,应该积极进行污水资源化利用研究,以为污水资源化工业利用、缓解富余污水压力和节约清水资源做铺垫。
(3)积极开展地面技术系统技改节能工作,以实现降本增效:针对污水量的增加而出现的机泵匹配性差,泵机能效率低的问题,选择效率高的含油污水处理设施,并进行技术改造工作,更好地实现提效节能。等等,通过一系列的对于油田污水的精细化管理,使污水的水质得到明显改善,以使污水处理符合率达到或接近100%的效果。
5 总结
随着采油新技术的进一步发展,尤其是近年来三元复合驱采油技术运用于油田的开采作业,使得油田开采出来的废水的成分越来越复杂,采用常规的污水处理工艺已经很难达到排放标准,迫切需要积极改进及探索更加有效地污水处理工艺技术,以及对于污水处理技术的精细化管理,使含油污水处理系统能够紧跟油田开采作业不断发展的步伐,同时也为油田的开采环境保护工作奠定良好的基础。
参考文献
[1] 金京华.油田含油污水处理研究[J].城市建设理论研究,2011,(6)
[2] 杨慧敏,付英琪,郑传健.油田采出水处理工艺论述,道客巴巴,会议论文
[3] 陈进富.油田采出水处理技术及进展[J].环境工程,2000,(1)
【关键词】油田污水 处理技术 精细化管理
1 油田污水的来源和污水处理中存在的问题
随着越来越多的油田井被开发,大多数的油田已经进入石油开采的中后期,因为石油量开始减少而且开采难度相对增大,所以现在的大多数油田基本上都是采用的注水的开采方式,即注入的高压水驱动原油使其从油井中开采出来。虽然开采的难度减少了,但是这样一来,原油的含水率开始逐年上涨;另外,我国的大部分油田开始进入三次开采阶段,采出液含水率高达80%-90%,甚至有的油田达到了95%以上,种种情况导致了原油含水率的不断上涨,从而含油污水的处理问题也越越来越突出。
虽然原油污水的处理问题越来越严重,但是由于大多数的油田污水处理系统普遍受到大规模注聚、热采开发的影响,采出液表现为油水乳化程度较高、采出水黏度加大、油水不易分离的特点,加上污水处理设施普遍老化,工艺技术落后。现有的处理工艺,比如重力沉降、压力过滤等已经不适用,因此,采油厂的水质开始变差,污水处理问题也逐渐严峻。
2 油田含油污水成分组成
油田开采出的污水中的杂质,从污水处理的观点来分析,主要包含以下成分:
(1)悬浮固体。其颗粒直径范围为1~100μm;
(2)胶体。粒径在10~1μm,主要由泥沙、腐蚀结垢产物和微细有机物组成,物质组成与悬浮固体相似;
(3)分散油和浮油。废水中一般含有一部分原油,其中有90%左右的粒径为10~100μm的分散油和大于100μm的浮油;
(4)乳化油。废水中含10%左右的粒径为0.001~10μm的乳化油;
(5)溶解物质。在水中能够溶解的低分子物质及离子;
(6)聚合物。主要是废水处理时添加的阻垢剂及采用聚合物驱采油工艺中加的部分水解聚丙烯酰胺。
3 油田污水处理技术分析
为了确保污水水质的提升,在进行油田的含油污水处理过程中采用的工艺手段有:传统的物理化学方法、生物处理方法、深度处理高级氧化技术等。
3.1 物理化学技术
现在传统的物理化学方法处理污水的工艺主要有“隔油除油—混凝或沉淀或气浮—过滤”三段式处理工艺或“混凝—过滤”两段式处理工艺。
目前的物理除油工艺主要有:
(1)重力式除油工艺,比如用立式自然除油罐去除原水中的浮游和部分分散油;
(2)压力式除油工艺,例如聚结出油技术,即含油污水流经聚结材料后,油珠由小变大,大大增加了油珠的上浮速度,使其在后续的斜管沉降中加速了油水的分离速度;
(3)浮选式除油工艺,比如叶轮式气浮技术,即用机械的方法将气体导入水中,使之破碎成细小的气泡,气泡上浮黏附油等杂质而上升至液面形成浮渣而被去除。另外还有旋流式除油工艺等。
混凝处理,即经过物理除油之后的废水中含有乳化油、细小颗粒的悬浮物和加入的阻垢剂等的高分子物质,这些杂质需要靠混凝来处理。常用混凝剂有无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂等。
过滤处理,即是利用过滤介质拦截分散相的悬浮物而允许连续相的水通过来实现两相分离的技术。油田常用石英砂过滤器、核桃壳过滤器等来处理含油污水,效果非常显著。
3.2 生物处理技术
生物处理技术指的是在油田污水经过物理化学法预处理后,进一步处理废水中的有机物等杂质。油田开采中的含油污水一般具有高温和高含盐的特性,国内一般通过环境生物技术来培养驯化出耐高温、高盐的菌种,采用不同的工艺手法对污水进行进一步的处理。相关处理技术比如向污水中加入微生物促生剂FYS-5,培养出处理废水的微生物,在用序批式生物膜法处理油田污水,效果非常好。
3.3 深度氧化技术
石油污水中含有很多很难被降解的有机物,其稳定的化学结构及生物毒性阻碍了微生物的代谢作用,进而水质得不到应有的净化程度,因此,相关方面的专家学者针对这一问题研究了深度氧化技术。深度氧化技术又称高级氧化技术,是利用氧化剂、电、光照、电子转移、断键、开环等作用,使废水中的难降解的大分子化合物降解为低毒或无毒的小分子化合物,甚至分解为水或二氧化碳等,以达到无害化的目的。
4 落实油田污水处理的精细化管理分析
为了切实落实油田排出的含油污水处理的精细化管理,需要油田开发公司本着“油水处理并重,优化药剂帅选,探索技术革新”的角度严格落实含油污水处理,积极进行污水处理管理模式的创新,以确保水质的稳步提升。
(1)优化药剂帅选,以保证油水分离效果:为了保证较为有效的污水处理效果,将各种用于含油污水处理的药剂进行分别试验,进行抽样检查以对污水处理的效果验证,采取效果较好的药剂进行油田污水的处理作业,从而保证污水处理的质量。
(2)开展污水处理工艺技术改造工作,确保水质达标:借鉴国内外成功的油田污水处理技术,并进行现场试验,以寻求一种适合本油田污水处理的技术手段,使污水含油和悬浮物均达到特定要求,提高油水分离的能力和处理效果;另外,应该积极进行污水资源化利用研究,以为污水资源化工业利用、缓解富余污水压力和节约清水资源做铺垫。
(3)积极开展地面技术系统技改节能工作,以实现降本增效:针对污水量的增加而出现的机泵匹配性差,泵机能效率低的问题,选择效率高的含油污水处理设施,并进行技术改造工作,更好地实现提效节能。等等,通过一系列的对于油田污水的精细化管理,使污水的水质得到明显改善,以使污水处理符合率达到或接近100%的效果。
5 总结
随着采油新技术的进一步发展,尤其是近年来三元复合驱采油技术运用于油田的开采作业,使得油田开采出来的废水的成分越来越复杂,采用常规的污水处理工艺已经很难达到排放标准,迫切需要积极改进及探索更加有效地污水处理工艺技术,以及对于污水处理技术的精细化管理,使含油污水处理系统能够紧跟油田开采作业不断发展的步伐,同时也为油田的开采环境保护工作奠定良好的基础。
参考文献
[1] 金京华.油田含油污水处理研究[J].城市建设理论研究,2011,(6)
[2] 杨慧敏,付英琪,郑传健.油田采出水处理工艺论述,道客巴巴,会议论文
[3] 陈进富.油田采出水处理技术及进展[J].环境工程,2000,(1)