油田含硫污水的來源和特點

油田含硫污水的來源和特點硫化物在油田采出水中普遍存在，帶來了嚴重的腐蝕、結(jié)垢、硫酸鹽還原靑ISRB殖，處理困難等一索列復(fù)雜問題-油田采出水中的硫化物主要以少.SO?'的形式存在，還有少量的s3o32\硫化物主要來源于以下四牛方面：一是地層中存在的.隨著石油開采I加帶到地HH\-是世產(chǎn)過樓中產(chǎn)主的：［是仃KL物腐收陸解嚴生的硫化物H四是硫酸鹽還原菌（SRB）的還原作用將水中的EtV還原成/-油田污水中的硫化物.主要是「1硫酸鹽還原1^1（SRB：■還原硫酸鹽湎產(chǎn)生的-屮上要仃以卜一四卒方面的危害；一是具有較強的腐蝕性.水中計對鐵的腐蝕性比C1更強【1】，會在鋼鐵的表面形成局部坑蝕或腐蝕，繪路使鐵質(zhì)管道穿孔，破壞注水系統(tǒng)的管線、設(shè)備；二是易造成地層堵塞，計的腐蝕產(chǎn)物主要是F馬沉淀物，它不浴于水且能便水體發(fā)黑.懸浮厠塔加?如果將這種水注入地層'不僅會堵鑾地層.塔加注水井洗井次數(shù).Ifil'.ll會導(dǎo)致注水壓力升高.油井產(chǎn)液量下降、原汕產(chǎn)量障低.園內(nèi)油日I每勺因此造成的直接和間接經(jīng)濟損失近百億元；三是増大了油水處理難度，F(xiàn)詣還是一種乳化油穩(wěn)定劑，會增大污水除油難度口另外，污水中的硫酸鹽促進了SRB的裁殖，血呂RB產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物H爲(wèi)具有較強的腐蝕性，可引起拈采設(shè)備、注水管線及其它金屆材料嚴蟲腐辿?瀝腐蝕產(chǎn)物（如硫化亞鐵和氫駁化訓(xùn)鐵〕易與水中嵐垢離子口宙世成/垢.造成管道堵塞和儲層怖害，最終形成惡性循環(huán)⑷；四是降低了蘿合物驅(qū)油的驅(qū)替效果.污水中的硫化物會障低聚合厠耕液的粘度.便?其難収乜到聚合物軀的水碩要求-因此.對含硫沁水開展除硫機理研究井進行回注技術(shù)研究.一方血叫減小環(huán)境沁染，另一方面可以充分利用油田污水進行回注，減少油井回注水的需求，節(jié)釣生產(chǎn)成本，減少水資源的消就.具仃段大的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益*社會效益.在石汕開采過程中.隨若地卜水與原汕的不斷帶i\汕層壓力會逐漸卜陸.需要人L汴水或注氣対汕層補充儺量-采卜;水隨原汕一咆進入原汕集輸系統(tǒng)的腹水轉(zhuǎn)汕站.原油脫水后產(chǎn)生了丈量含袖汚水-采油污水中的主要污染物有鹽類、硫化物、懸浮物、原油*有害氣體、有機物、SR生物，還有泥沙等成分凹?其中蔽及其硫化物對設(shè)備和管道造成了槪大的危害.井便水質(zhì)惡化.增大了含硫采汕⑴水的處理粧度-管道腐蝕油［II河水中的硫化物會對設(shè)備、管道造成嚴重腐till141。管道的腐蝕會大大縮短管道的使用壽命，我國部分油［II的地卜管線在投入使用之后，佇的不到三年就出現(xiàn)了大而積腐蝕穿孔，甚至直接報廢。因為管道腐蝕、穿孔造成泄漏而不得不中斷生產(chǎn)、維修設(shè)備，大大降低了管道的輸送效率，增加了管道運行和維護的難度W另外，由于油［II河水中含有一些具令毒性且難以彼生物降解的物質(zhì)囚，一貝污水泄漏將導(dǎo)致土壤和地卜水環(huán)境污染,并且會對周邊的水域、耕地以及環(huán)境造成嚴重污染岡，而污染后也很難治理恢復(fù)。若要有效控制管道腐蝕，首先要了解河?水管道中的硫循環(huán)過程。圖是管道中硫循環(huán)示意圖與污水管道中H?S氣體的生成模型。圖11管道中硫化包的釋放如圖1」所示,管道中微生物較為豐富,硫循環(huán)也正是以微生物為媒介進行的轉(zhuǎn)化過程。在管道內(nèi)的液相中、管道底部與側(cè)壁上的沉淀層及粘性層中含有大呈硫酸鹽還原菌（SRB）,能夠?qū)⑽鬯杏袡C硫或硫酸鹽還原為H?S或其它有惡臭的含硫化合物:在氣相中,從水相中溢出的H2S和少量02被粘附于管道頂部的硫化細菌吸附，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，腐蝕管道。除此Z外，金屈硫化物沉淀和未被完全氧化或還原的單質(zhì)s在河水管道中沉積，有利于微生物的滯留、生長和緊殖，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)。因此，除硫過程中必需殺菌。硫化氫的希性含硫油田污水中可能攜帶有HqS,另外油田污水中的SRB繁殖也會產(chǎn)生H2S,H2S是一種無色氣體，具仃特異的臭雞蛋氣味。H2S溶于水后會形成冊酸，腐蝕破壞金屈材料，易造成井卜管柱突然斷落，井口裝置的破壞，地面管線和儀表的爆破等，嚴重時甚至?xí)l(fā)井噴或著火事故。隨著天然氣和石油工業(yè)的發(fā)展，探井和生產(chǎn)井工作呈不斷加大以及油氣輸送、加工、利用等方而都可能產(chǎn)生大量硫化氫，增加了油氣生產(chǎn)的危險。SRB的危害大雖繁殖,在厭氧環(huán)境中,油田采出水中硫酸鹽還原菌(SRB)靠還原硫酸鹽或氧化某些有機物而獲取能址,大雖繁殖,在厭氧環(huán)境中,陽極反應(yīng)4Fe->4Fe"+8e水的電離8H2O->SH++SOH-陰極反應(yīng)8H++8e->8H(吸附于鐵表而)會發(fā)生如卜反應(yīng):細菌去極化反應(yīng)SO?+8H+SRB->S’+4H2O細菌陰極去極化反應(yīng)F*+S'-FeS腐蝕產(chǎn)物3Fe腐蝕產(chǎn)物3Fe處+60H，->3Fe(OH)2總反應(yīng)4Fe+SO?+4H2O->FeS+3F<OH)2+20H*總反應(yīng)SRB參打的這些反應(yīng)導(dǎo)致了對管線.金屬設(shè)備的腐蝕。SRB引起腐蝕的過程可用圖1-2表示。圖1-2SRB圖1-2SRB腐蝕的過程SRB的滋生使水發(fā)黑發(fā)臭、懸浮物增加、水質(zhì)變差。另一方而，SRB產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物具有較強的腐蝕性，可引起鉆采設(shè)備、注水管線及其它金屈材料嚴重腐蝕，而腐蝕產(chǎn)物FeS和Fe(OH)2等易與水中成垢離子反應(yīng)生成河?垢，會堵塞管道和油層，造成儲層傷害，增大注水難度,降低原油產(chǎn)S-0此，油田水中SRB的存在,會對注水管道和油層產(chǎn)生綜合性破壞円，國內(nèi)每年由此造成的直接經(jīng)濟損失近億元。1.23油田含硫污水中硫的存在形式n然界中硫以三種形式存在，元索硫、無機硫化物及含硫有機物。這三者在化學(xué)和生物作用卞相互轉(zhuǎn)化，構(gòu)成硫的循環(huán)。在門然界中硫化物上要由硫酸鹽還原而成，分為同化硫酸鹽還原反應(yīng)和異化硫酸鹽還原反應(yīng)。油田產(chǎn)出河水中的硫化物主要以s、s2\so/及少呈s2o32-的形式存在，s、S：?與SOF?是硫的主要存在方式。按照腐辿性強弱可將硫及硫化物劃分為活性硫和非活性硫1101。能夠和金屈管道及相關(guān)設(shè)備直接發(fā)生反應(yīng)的硫及硫化物