油田采出水處理技術(shù)

1、油田采出水處理1在油氣田生產(chǎn)過(guò)程中必然要產(chǎn)生一些廢液（含油污水、污油）、廢渣（含油污泥、水垢）和廢氣（加熱爐煙囪排放氣、甘醇再生塔頂氣、立式固定頂儲(chǔ)罐蒸發(fā)的油氣、應(yīng)急放空天然氣等）。 這些“三廢”如不加以治理，隨意排放，必然對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，破壞生態(tài)平衡。 2一、污水來(lái)源油田綜合含水率達(dá)90%以上，油井產(chǎn)物內(nèi)的水量遠(yuǎn)大于油量。 含油污水或原水：油水分離后污水。洗井水：注水井反沖洗產(chǎn)生的污水。每年從污水中回收原油40萬(wàn)噸。3油田污水的特點(diǎn)是：（1）污水中含有一定數(shù)量的油。（2）水溫較高，在4060之間。（3）含有各種鹽類，含鹽度差別很大，少的可低于5000 mg/L，多的可高于22104mg/

2、L。污水中還含有非溶性固體懸浮物，俗稱機(jī)械雜質(zhì)或機(jī)雜。（4）含有細(xì)菌，主要是硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌和粘液菌等，這些細(xì)菌促進(jìn)金屬腐蝕。（5）在密閉集輸系統(tǒng)中，污水內(nèi)基本不含溶解氧，含鐵量也很低，但一般含有H2S和CO2。在開(kāi)式污水系統(tǒng)中，污水內(nèi)含有與大氣相平衡的溶解氧含量。這些溶解氣體也促進(jìn)金屬腐蝕。4洗井水：為保持一定的注水量，注水井要定期進(jìn)行反沖洗，清除濾網(wǎng)上沉積的固體和粘液膜，從而產(chǎn)生洗井污水。這類水的特點(diǎn)是：(1)色度高，呈黑褐色。（2）懸浮物濃度高。（3）pH值高，一般呈堿性。（4）含有六價(jià)鉻（Cr6+）和油。全國(guó)各油氣田年平均產(chǎn)生的洗井污水在640萬(wàn)噸以上，是第二大污水源。 5水中污染

3、物 水是極強(qiáng)的溶劑，對(duì)大多數(shù)無(wú)機(jī)物和許多有機(jī)物都有一定的溶解度，因而在自然界中不存在“純”水，實(shí)際上都是水溶液。 6污水中，還有懸浮于水中呈微粒狀的無(wú)機(jī)和有機(jī)非溶性（或微溶性）物質(zhì) 非溶性無(wú)機(jī)物有機(jī)物碳酸鈣、硫酸鈣、粘土、砂、鐵、氧化鎂、氧化鋁、硫化鐵、硫酸鋇、硅土*等細(xì)菌、酵母、藻類、原生動(dòng)物、硅藻、腐生物、丹寧酸、脂肪酸鹽類、聚合物、油等*硅土既可為水中懸浮物，也可溶解于水內(nèi)7二、凈化采出水的回注與排放（一）凈化采出水回注目的是保持油藏壓力。 （回注有兩種：?jiǎn)巫⑴c混注）注水開(kāi)采的優(yōu)點(diǎn)：含有表面活性劑，具有洗油功能；注入的含鹽凈化采出水與油層的泥土接觸，泥土與顆粒不會(huì)膨脹，不降低油層滲透性。

4、密度高，容易在井底形成較高的壓力；較高溫度的凈化采出水具有洗油功能；防止地表污染。8凈化采出水的要求化學(xué)組分穩(wěn)定，不形成懸浮物；嚴(yán)格控制機(jī)械雜質(zhì)和含油；有高洗油能力，提高采油率；腐蝕性小；盡量減少采出水處理費(fèi)用。9三、污水性質(zhì) 酸度 也稱酸性，表示中和堿性物質(zhì)的能力，它表明水溶液中氫離子的過(guò)剩程度。 堿度 也稱堿性，表示中和酸性物質(zhì)的能力。 含鹽度 也稱總礦化度，為水溶液中溶解礦物鹽類的總量，以mg/L為單位?？捎肅l離子濃度或NaCl濃度表示含鹽度 pH值 pH值與酸度、堿度有一定的內(nèi)在聯(lián)系。 ）溶解固體總量(TDS) 把水中所有溶解陰、陽(yáng)離子的總和稱溶解固體總量，以mg/L計(jì)。 10懸浮固

5、體總量(TSS) 水中不溶懸浮固體的總量，以mg/L計(jì)。常用孔徑0.45m的塑料膜過(guò)濾器測(cè)試。油田污水處理中，減少TSS是一項(xiàng)主要任務(wù)，以減少注水目的地層被堵塞的危險(xiǎn)。濁度 是水對(duì)光吸收和散射的光學(xué)性質(zhì)，由濁度計(jì)測(cè)量，表示污水的渾濁程度。 生化需氧量（BOD）水中有機(jī)污染物經(jīng)微生物分解所需的氧量，以mg/L計(jì)。n天生化需氧量以BODn表示，常以5天作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，以BOD5表示。 化學(xué)需氧量（COD） 在酸性條件下，用化學(xué)氧化劑將水中有機(jī)污染物氧化為CO2和H2O所需的氧量，以mg/L計(jì)。常用COD為指標(biāo)，監(jiān)控排放廢水的水質(zhì)。 11四、污水雜質(zhì)引發(fā)的問(wèn)題 結(jié)垢 腐蝕 組分典型溶解

6、度，mg/L(1)硫酸鈣，CaSO4(2)15006000硫酸鍶，Sr SO4300600碳酸鈣，CaCO3(3)1080硫酸鋇，BaSO4360(1)常壓常溫下；(2)有三種形式：CaSO42H2O，CaSO41/2H2O，CaSO4；(3)CaCO3溶解度正比于水中CO2的溶解濃度。12五、凈化采出水的水質(zhì)13凈化水外排排放標(biāo)準(zhǔn) 14六、采出水治理方法（一）采出水污染物懸浮固體和膠體：泥砂、各種菌、膠質(zhì)瀝青質(zhì)等。油：分散油、乳化油和浮油。溶解物質(zhì)；鈣鎂離子等15（二）采出水治理方法物理治理方法：過(guò)濾、浮選、重力分離、離心分離、蒸發(fā)和活性炭吸附等；化學(xué)治理方法：去除污水中膠體和溶解性物質(zhì)，包

7、括；混凝沉淀、化學(xué)氧化和還原、離子交換等；物理化學(xué)治理法：加混凝劑的浮選法、離子交換法、反滲透法和電滲析法；生物治理法：利用微生物的生物化學(xué)作用；好氧治理法和厭氧治理法。16七、處理流程 污水處理常采用三段常規(guī)處理流程。根據(jù)各油田原水和注水目的層的特性，在三段常規(guī)處理流程基礎(chǔ)上做出某些變化以達(dá)到凈化水水質(zhì)要求。三段常規(guī)流程 17若常規(guī)三段處理流程不能滿足凈化水水質(zhì)要求，考慮采用精細(xì)過(guò)濾流程。 精細(xì)過(guò)濾流程 ：在常規(guī)三段流程基礎(chǔ)上，加一級(jí)精細(xì)過(guò)濾段以滿足注水水質(zhì)的要求。精細(xì)過(guò)濾段可用雙濾料過(guò)濾、改性纖維球（束）過(guò)濾、陶瓷膜過(guò)濾、燒結(jié)管過(guò)濾等。 開(kāi)式和密閉流程 ：水中氧含量超過(guò)0.3mg/L可用開(kāi)

8、式流程，因?yàn)檫@種水一般都需要進(jìn)行脫氧，無(wú)需防止氧含量的進(jìn)一步增加 18八、采出水治理設(shè)施（一）立式除油罐19（二）過(guò)濾罐20Nutshell胡桃殼過(guò)濾器21（三）油水旋流分離器222324（四）氣浮機(jī)在污水內(nèi)設(shè)法形成許多小氣泡，并使油珠和懸浮物粘附于氣泡上，就可加速水和雜質(zhì)的分離過(guò)程，提高水的凈化質(zhì)量，這一工藝稱為氣浮。 25按污水內(nèi)形成氣泡的方法，氣浮大體上可分為四大類：溶氣氣浮法、誘導(dǎo)氣浮法、電解氣浮法和化學(xué)氣浮法， 名 稱方 法氣泡成因溶氣浮法加壓溶氣浮法加壓下，使氣體溶解于污水內(nèi)，在常壓下釋放氣體形成小氣泡真空氣浮法減壓下，使溶于水中的氣體釋放形成小氣泡誘導(dǎo)氣浮法機(jī)械鼓氣氣浮法迫使氣體

9、通過(guò)許多孔隙產(chǎn)生氣泡葉輪氣浮法葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生負(fù)壓吸入氣體，依靠剪切力使氣體變成小氣泡射流氣浮法依靠水射器的作用使污水內(nèi)產(chǎn)生微小氣泡填料氣浮法氣體通過(guò)填料層可形成微小氣泡電解氣浮法電解氣浮法選用惰性電極使污水電解產(chǎn)生氣泡電絮凝氣浮法選用可溶性電極（如Fe、Al等）在陽(yáng)極上產(chǎn)生微小氣泡，在陰極上產(chǎn)生有混凝作用的離子化學(xué)氣浮法化學(xué)氣浮法由物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生微小氣泡26斜板除油罐 斜板除油是上世紀(jì)70年代末逐步應(yīng)用于油田污水處理的一項(xiàng)技術(shù)，目前已成為常用的高效除油方法之一。立式斜板除油罐 波紋板隔油池 進(jìn)入隔油池的原水經(jīng)配流篩均勻地分配至波紋板組的各流道。從上向下經(jīng)過(guò)斜板組的污水在斜板中進(jìn)行油、水、

10、泥的分離。板組捕集的原油浮升至板組上方的油層，經(jīng)可調(diào)堰板流入油室。流出板組的污水分出油泥后，經(jīng)可調(diào)堰板流入水室。板組組合件與水平面呈45傾角，板間距2030mm。 27粗粒化除油罐 28DFX雙流雙濾料過(guò)濾器DFX雙流雙濾料過(guò)濾器代表了從工業(yè)液流中過(guò)濾污染物技術(shù)的先進(jìn)水平。該過(guò)濾器通過(guò)一個(gè)懸浮床實(shí)現(xiàn)了上向流過(guò)濾與下向流過(guò)濾的結(jié)合。 未處理的水從容器頂部和底部流入容器內(nèi)。上部進(jìn)入的水經(jīng)粗粒煤層到達(dá)精細(xì)石榴石層，下部進(jìn)入的水經(jīng)粗粒石榴石層到達(dá)精細(xì)石榴石層。處理后的水經(jīng)多媒床中部的多孔管流出。 29SFX單流過(guò)濾器SFX單流過(guò)濾器能有效去除2 m以上粒徑的固體顆粒。 未處理的水從過(guò)濾器上部流入，經(jīng)過(guò)

11、粗粒的煤層、精細(xì)加工的石榴石層，經(jīng)過(guò)濾器底部排出。粗粒層阻止粘結(jié)并促進(jìn)過(guò)濾，余下的固體粒子留在了精細(xì)層內(nèi)。該系統(tǒng)處理速度為每平方英尺20 gpm。 30VFX上向流過(guò)濾器在一個(gè)容器內(nèi)完成聚結(jié)、過(guò)濾、油水分離，減少空間和安裝費(fèi)用。 特別適用于高油固比的污水，污油的去除回收率達(dá)98以上，處理速度最大可達(dá)每平方英尺9 gpm。 31深度凈化 對(duì)低滲透和特低滲透率的油藏，使用壓力濾罐后仍達(dá)不到回注水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在常規(guī)污水處理流程下游增設(shè)深度凈化裝置。 纖維球（束）過(guò)濾罐 ：設(shè)計(jì)和操作良好的纖維球過(guò)濾罐，當(dāng)進(jìn)水含油、含懸浮物20mg/L時(shí)，濾后水的含油2mg/L、懸浮物1.5mg/L，COD下降約60。燒結(jié)濾芯過(guò)濾器：由粉末材料（陶瓷、玻璃砂或聚乙烯、聚氯乙烯等）燒結(jié)成具有不同微孔平均孔徑的成型過(guò)濾管，并組裝成過(guò)濾器32陶瓷膜過(guò)濾器 ：陶瓷超濾膜主要由Al2O3、TiO2或ZrO2（氧化鋯）等無(wú)機(jī)材料制造，由載體層、過(guò)渡層和膜層組成。載體層和過(guò)渡層由固態(tài)粒子燒結(jié)法制成，膜層由溶膠凝膠法制作。 活性炭過(guò)濾器：活性炭是一種具有很大比表面積的孔性物質(zhì)，比表面積一般在1000m2/g以上，孔徑10105，主要依靠物理吸附分離水中的雜質(zhì)。