油田开采的难度系数较高，特别是对一些相对复杂的油田来说，注水工艺是首选，在当前技术不断进步的过程中，油田注水工艺取得了明显成效，出现了多种的注水工艺，在实际的工作中需结合现场情况来进行注水工艺的选择。但是，很多油田也面临着污水处理的技术难题，为实现对废水的科学处理，需依据对现场情况的掌握，开展科学的污水处理设计，保障污水处理的高效性、清洁性。基于此，本文重点分析了油田注水和污水处理方面的设计要点，对实际的油田作业具有一定的指导价值。
关键词 ：
油田注水 ；污水处理 ；设计策略近年来，我国的油田生产规模日渐扩大，为促进油田资源的高效开发，一些油田需克服注水和污水处理的难题，将新的注水工艺应用起来，并根据油田污水的特点，保障污水处理工艺的合理性。注水与污水处理显然已经成为了部分油田相对重要的环节，只有做好了这些方面的工作，才能够为资源的开发创造良好的条件。由于每个油田都有各自的特殊性，为保障注水和污水处理符合经济性、技术性、环保性的要求，需立足于油田本身的特点，加强新型工艺的使用。
1 油田注水工艺的概述
1.1 分层注水工艺
在很多油田中，注水关乎后续的资源开发，科学的注水工艺应用，可以为采油工作创造良好的条件，提高采油效率、产油量。油田注水操作的过程中，在很多时候下常常会伴随着渗漏、水窜等现象，一旦注水时出现了这些问题，注水效果不理想且也严重干扰了正常的采油工作。实际的注水采用中，为进一步提升整体的开采效率，需综合油田现场的具体情况，选择恰当的注水工艺。就当下的注水工艺来看，包含有中渗透层注水、低渗透层注水，这些部位的注水操作，可为采油工作的进行创造条件。分层注水是油田中最为常用的工艺，经由这一工艺，注水效率显著提高，还可为油田创造巨大的经济与社会效益，具有推广应用的巨大潜力。
在很多油田中，注水关乎后续的资源开发，科学的注水工艺应用，可以为采油工作创造良好的条件，提高采油效率、产油量。油田注水操作的过程中，在很多时候下常常会伴随着渗漏、水窜等现象，一旦注水时出现了这些问题，注水效果不理想且也严重干扰了正常的采油工作。实际的注水采用中，为进一步提升整体的开采效率，需综合油田现场的具体情况，选择恰当的注水工艺。就当下的注水工艺来看，包含有中渗透层注水、低渗透层注水，这些部位的注水操作，可为采油工作的进行创造条件。分层注水是油田中最为常用的工艺，经由这一工艺，注水效率显著提高，还可为油田创造巨大的经济与社会效益，具有推广应用的巨大潜力。
1.2 分层注水技术类型
分层注水作为油田作业中作为常用的工艺，在具体的应用中包含了多种的应用途径，主要为油套分注、旋压式偏心管柱、桥式偏心分注、空心分注多种。如果在油田作业中采用的是油套分注工艺，其系统化程度较高，在具体的应用过程中存在多种技术，如通信技术、机械传动技术、机电技术与传感技术等多种，当油田生产作业中面临的是注水井测调效率的情况下，油套分注更为适用 。旋压式偏心管柱与桥式偏心分注的构成复杂，在具体应用时，涉及了堵塞器、封隔器、水力循环凡尔、配水器等多种，对配水器来说，在原先的装置上设置了桥式通道，这种设计方式下，能够在注水的过程中为工具打捞等提供巨大的便捷。空心分注工艺下，对井口的封闭有着显著的作用，经由该项工艺的规范化应用，可减小误差。
1.3 注水体系构造的优化
对于任何的油田作业来说，一旦涉及了注水作业，往往需建设完善的油田注水体系，由于油田注水体系的范围广、内容多，在布局时需根据油田情况，严格遵守相应的操作规范，特别是要进行非线性体系的科学设置，以使得油田注水体系可以在生产作业中发挥其应有的作用。当面对复杂的水力学网络系统的情况时，要实现科学调整，需立足于现场的具体情况，注重对注水控制系统的分析，在发现其中存在不足后，由专业人员通过对水力学、物理学等知识的应用，进行注水体系的全面优化。
1.4 注水体系的优化
在对油田注水体系加以优化的过程中，需考虑很多的现实性问题，为保障最佳的优化效果，需在特定的条件下展开，当出现了一定的表征以后，在对生产中的质量方针函数加以优化，以得到最优值。
注水体系优化工作要具有针对性，为使得注水体系可与油田实际情况完全相符，优化工作可从以下方面来开展 ：
（1）对偏差加以科学控制，注水体系优化环节，专业人员需对质量方针函数加以精准计算，将最终的偏差保持在正常标准内，以得到最优数值，只有如此，所得到的注水体系才能够被更好地在油田作业中起作用。
（2）科学控制注水能耗，在注水过程中也存在一定能耗，如果能耗过大，不利于油田经济效益的实现，应综合多种因素，从各个环节控制能耗，以提高注水体系的整体效率，达到节能减排的要求 。
2 油田污水处理设计
2.1 污水特点
油田作业中的污水排放量大，污染大，如果不及时对污水加以科学处理，造成的环境污染是非常严重的。根据当下油田污水的特点，可以发现油田污水的成分复杂且来源丰富，在很多的生产作业环节，都可能会伴随着污水的产生。每个油田都有各自所处的环境特点，在不同的油田中，所存在的地质条件有所区别，在污水处理设计时，要考虑这些差异性因素，使得污水处理中的处理工艺、改造方式可与油田实际情况相一致。就当下油田污水的情况来看，表现出以下几个方面的突出特点 ：
（1）含油量高，根据实际经验，油田中污水的正常含油量一般保持在 1 500 mg/L 左右，但因为原油有溶解油、分解油、漂浮油等多种形式，在不同形式的原油开采中，都可能会面临高油量的情况，增大污水处理难度。
（2）颗粒多，对于绝大部分的颗粒来说，其直径一般保持在 2~10 μm 之间，多以细小沙粒状、私土颗粒为主。
（3）盐量大，油田污水中存在有一定量无机盐。
（4）微生物多，如腐生菌、还原菌等。正是因为油田污水的这些特点，使得在污水处理方面的工艺要求相对较高，为保障最佳的污水处理效果，需结合实际情况来进行污水工艺的选择，以减小资源的浪费，避免污水随意排放所造成的环境污染。
2.2 污水处理工艺
油田污水的处理中，为达到最佳的处理效果，一般需将几种处理工艺结合起来使用，以发挥不同处理工艺的融合特点。随着在油田领域人们对污水处理的日渐重视，在市场上出现了越来越多的污水处理工艺，单一的处理工艺很难达到处理标准，只有将多种工艺综合应用起来，才可使处理后的水质达标。结合油田污水的特点，在污水处理的过程中一般包含有除油和过滤两个步骤。
2.3 基本流程
油田污水处理可按照以下步骤来实施 ：
（1）在污水中添加一定的破乳剂，在各个油田的生产作业中，伴随着资源的开发，势必会产生一定的含油污水，这些污水中分布有一定的原油，如果不经处理直接排放，不仅会造成资源的浪费，也会引发环境污染，就需要通过在其中添加破乳剂，实现污水中原油的清理。由于破乳剂的作用特殊，可保证油水分离。
（2）合理中和酸性污水，油田污水处理的过程中，污水中含有一定的原油，且污水总体上呈酸性，为达到最佳的处理效果，也需进行 pH 值的科学控制，如果无法进行污水酸性的中和，即使实现了对污水的有效处理，在后续水资源的酸性特征可能会加剧管道或者其他设备的腐蚀，出于这一方面的因素考虑，对污水的酸性中和是极为重要的，可在污水中添加一定的复合碱，在中和作用下减小酸性 。
（3）对污水中的固体杂质颗粒加以科学清理，在相关人员对水质加以监测的过程中，杂质监测是其中的一个方面，一旦污水中的固体颗粒含量超标，将会使水质比较浑浊，为实现污水的净化，需进行污水中杂质的清理，具体的处理中，可将污水注入反应罐内，在罐内添加一定的絮凝剂，通过絮凝作用来获得絮状物，杂质颗粒在设备底部的沉淀使得水体和固体杂质的分离效果相对理想。
2.4 技术分类
对绝大多数的污水处理过程来看，应涉及预处理、常规处理、深层处理多个步骤，根据实际的污水处理经验，经由常规处理的实施，大约可以将污水中 93% 的颗粒物都清理干净，而随着深层处理的开展，可将污水中的有机物、氮、磷等物质都清除干净。预处理与常规处理作为基础性的处理环节，更多的采用的是沉淀、过滤、筛选等工艺。
3 污水处理案例分析
以某油田的含油污水处理为例，在该油田的污水处理过程中，为满足回注水水质控制指标的要求，综合现场情况，最终选用了气浮 - 过滤水处理工艺，在油田现场建设有隔油池、气浮池、压力过滤罐。
3.1 回注水处理流程选择
（1）水处理指标。此油田中，采出原油含水率持续增大，注水量更是以成倍地速度出现，在开展注水作业时，对于水质有着严格的标准，水质应稳定，与油层水相在混合的情况下不会发生任何的沉淀现象 ；水注入油层以后不会引起粘土矿物的水化膨胀或者悬浊 ；水中不得携带有悬浮物，否则可能会引起注水井渗滤端面、渗流孔道的堵塞。此油田中注水水质的辅助性指标包含溶解氧、硫化氢、侵蚀性二氧化碳、铁、pH 值。
（2）工艺优选。此油田中拟处理采油污水量为800 m3/d，原水固体悬浮物浓度为 200 mg/L，石油类浓度 75 mg/L，依据对该油田中的原水处理标准分析，要求回注水的指标应与 AI 级标准相一致，也就是说，经由污水处理以后的含油量不得超过5 mg/L，悬浮固体含量不得超过 1 mg/L。由于这一处理要求，在实际的处理过程中，可配置精细过滤器来完成悬浮物总量的控制。现阶段，市场上可以选择物理法、物理化学法、化学法与生物法等几种，但由于此油田的处理水量偏小，水中的含油量、悬浮物量都相对偏低，再通过对占地面积、运行费用等各种因素的分析，最终选择了气浮选 - 过滤工艺，油水之间存在密度差，气浮法可将污水中的悬浮物、油类实现过滤，经由纤维过滤器的配置，可再次过滤。
3.2 回注水处理工艺设计
（1）除油。在除油环节，采用的是自然除油工艺，在这一工艺下，基建投资低，生产费用小，去除率高，整个的运行过程中，能够为下游的处理装置提供相对稳定的水质，并保障水量。自然沉降装置内包含有平流隔油池、斜板沉降池、竖流式沉降罐、平流式沉降罐、辐流式沉降罐、调储沉降罐多种。但根据此油田中的回注水水量、设备投入等分析，最终选用平流隔油池，在隔油池设计时，包含了多个参数，主要为设计分隔数、有效池长、池总高度、刮板间距、高度、移动速度等。
（2）气浮选。在此油田的污水处理过程中，气浮选是关键工艺，往往有溶气气浮选、叶轮式浮选、喷嘴式浮选多种，根据对此油田的污水处理要求，分析技术性、经济性等要求，选择的是溶气气浮选中的部分回流加压溶气流程。就当前的技术条件来看，溶气气浮选的除油效率非常高，而其且应用的范围较广、频次较高，在利用这种方法实施污水处理时，使空气在加压状态下溶解于水中，减小压力到常压条件，过饱和溶解的空气将以细微气泡的形式释放出来，在回流式溶气气浮选系统中，部分净化的水会进一步回流到溶气罐加压容器，最终与原水充分混合进入到气浮罐。在溶气浮选工艺的应用中，往往涉及了多种的设备，如压力容器装置、溶解气释放装置、气浮分离装置等多种，每一种装置都有其作用，经由不同装置的配合，可保障正常的污水处理。
（3）过滤。污水处理中过滤也尤为重要，在此油田中可采用 GQL 改性纤维球过滤系统，经过改性的纤维球滤料，纤维球具有更好的可压缩性，当与含油污水接触的情况下，会先与水分子接触，在滤料表面形成水的保护膜。
4 结语
现阶段的油田生产作业中，注水和污水处理越发引起了人们的重视，只有做好了这些方面的工作，才可为油田作业创造理想的条件，全面提高油田生产效率，为油田企业创造更高的经济与社会效益。未来的油田行业发展中，需重视注水和污水处理工艺技术的革新。
原标题：油田注水和污水处理设计
原作者：王 琦
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