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油田污水水质提升措施探析
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2022-11-30 09:38:08 浏览次数:
摘要 :
        近年来,我国高度关注生态环境问题,人民群众的生态环境保护意识持续提升,也为污水治理工作的开展带来了更大的挑战。要求积极开展水质检测分析工作,并将其作为污水处理要点,结合所测得的水质检测结果,针对水质实施充分净化处理,以促进水质检测结果的准确性提升。而油田中的污水成分普遍十分复杂,且不易处理,为此,下文将简要介绍水质检测质量的主要影响因素,并以此为基础,制定完善的水质提升方案,以促进油田污水水质提升。
关键词 :
        油田污水 ;污染 ;水质
 
0  引言
        油井采出液常表现为 W/O 型或 O/W 型乳状液的形式,需要利用集输管网装置进行连接,让采出液得以进入联合站中,并经由破乳和脱水等多项工艺手段进行处理,以生成大量的含油污水。油田污水的主要成分为采出水、钻井废水等物质,这也间接决定了油田污水的复杂成分,且其中代谢产物、浮油、溶解物质、细菌活体等物质十分丰富,若无法高效处理油田污水排放过程中的各类环境污染问题,则可能直接影响后续油田开发进程。为此,最为高效的处理方法便是进行油田污水回注,以确保可以让油田污水实现零排放。然而,如果长时间大批量地向其中注入质量较差的油田污水,则可能导致地层发生严重堵塞,也因此增加了地层压力,影响原油的采收率,增加油田开发难度。
       基于此,需要在正式进行油田污水回注处理前开展积极的水质质量检测,并以此为前提,实施高效的注水治理,方可切实提升回注水管理质量。
1      油田污水处理意义
1.1   我国油田污水概况
        我国油田数量众多,且分布面积十分广阔,已经涵盖了东北地区、西南地区、华北地区及东南沿海等地,现阶段,我国多数油田都已经达到了开采中后期,且所开采原油的含水率相对较高,甚至可以达到 70%~80%,也有部分油田中的含水率可以达到 90%,一旦其中的油水出现大面积分离,便可能增加含油污水产量。若在未进行处理的情况下直接排放含油污水,则会直接增加土壤和水源污染,引发严重的污油着火事故,对人民群众的生命安全造成极大威胁,使国家蒙受巨大损失,也直接损害了油田的效益。为此,要求积极探索出可以适应我国油田实际的技术方案,应用具有良好经济性能优势的含油污水处理及回用技术,让水资源得以实现高效回用,同时,降低能源损耗,以充分保护环境 。
1.2   油田污水处理意义
        油田中的采油污水数量相对较多,且涵盖面较广,是一种严重的污染。以大庆油田为例,其中的日含油污水开采量可以达到 142.5×104m3,且在全国范围内均有十几亿 t 的待处理污水,要求在污水处理达标后将其统一注入水回注地层中,使其得以向自然环境中自由排放。针对石油污水实施二次开采,则要求充分利用注水开发处理方式,现阶段,我国多数油田均采取注水开发的技术手段,随着开发生产进程的持续推进,也因此引发了诸多开采问题,其一在于注入水的水源质量难以得到充分保障;其二则在于注入水及采出水的处理质量较差。
       需要充分利用浅层地下水和地表水处理措施,以达到良好的注水开发初期水源处理效果,然而,如果进行大规模的浅层地下水开采,则可能直接影响局部地层的水位,使其持续下降。地表水资源数量一般相对有限,需要在经过采油污水处理后将其作为主要的油田回注水源,但是,如果没有能达到污水回注水的处理要求,且其中的含油量和悬浮物质都明显超标,则要求将其回注于地下,也因此增加了地层出油通道堵塞的风险,导致注水效率持续降低。由此可见,只有积极开展污水处理措施,不断提升污水处理标准,方可切实保障注水采油工作效率。
        在原油含水量持续增加的背景下,也在一定程度上丰富了油田采出水量,然而,因为注水井布局有限,且技术设备的局限性较大,导致其中的油田污水难以转化为回注水,也无法排到环境中。为此,要求积极关注污水达标排放问题,针对污水实施充分处理,以免因排放的污水水质不达标而引发环境污染问题,影响水体和土壤结构,引发严重的经济损失 。
1.3   油田含油污水处理
        为提升油田污水水质,可以采取如下处理技术:
       第一,污水回注,也即利用清水资源进行替代,让污水可以直接回注到地层中,在其中进行聚合物配制,并向地层中回注。
       第二,回用,需要在污水回用后将其作为主要的热采锅炉给水装置。
       第三,外排,在经过外排处理措施后,需要将其提高到国家污水排放标准,使其得以直接排放 。
2     油田含油污水来源与水质
2.1  污水来源
       现阶段,我国在油田建设过程中普遍采取注水开发的形式,需要在其中持续注入高压水类物质,以充分确保油层压力,对原油进行充分驱动,以实现高质量的油井开采。在长时间注水后,其中的水分可以与原油同步出现,也即生成了采出水。针对稠油油田进行开发处理,则要求向油井中持续注入高压水蒸气,以提升水蒸气的粘稠度,让原油得以与水蒸气实现充分融合。
2.2   污水水质
        油田中的污水具有十分复杂的成分,且其中含有大量状态各异的杂质,并统一构成多相体系。油田污水中普遍含有多种形式的杂质,如无机物、原油、盐类物质和物生物等,可以结合油颗粒的尺寸规格信息进行分类,将其划分为浮油、溶解油和分散油等多种形式。污水中的含盐规模也存在较大区别,其中主要含有 Mg2+、K+、CO3+ 等无机盐离子,且含有芳香烃、脂肪酸、聚合物等多种有机物。在油田污水中普遍含有大量的天然杂质,可以充分改变污水的性质。
       整体而言,油田中的含油污水主要具有如下特点 :首先,其中的有机物含量十分丰富,且含有不同类型的化学药剂,可以有效便利微生物繁殖,也可能因此引发严重的装置腐蚀及堵塞问题 ;其次,污水的矿化度相对较高,可能加速设备腐蚀,导致污水生化处理难度过大 ;第三,其中的含油量普遍较高,可能由于污水回注而增加地层堵塞的风险,如果需要进行外排处理,则会导致油污染问题 ;第四,水中微生物含量较高,不仅含有铁细菌、腐生菌等细菌,也可能存在大量的硫酸盐还原菌,且均表现为丝状的形式。一旦其中的细菌出现大量繁殖,则可能导致管线腐蚀,引发严重的堵塞问题;第五,成垢离子数量和悬浮物质容量过多,可能导致容器管道结垢。
2.3   工艺水质要求
        我国目前所使用的采油污水技术水平普遍相对较差,且其中有超过 90% 的净化水可以用于回注,不会出现过多外排水问题。需要深入分析污水处理技术,明确具体的控制指标,针对油类及悬浮类固体的含量实施严格管控。除此之外,污水中的含氧量越高,则相应的管线设备腐蚀速度也就越快,也可以相应便利腐生菌的繁殖,推动其发展。如果腐生菌和腐蚀反应物在污水中大量聚集,则可能引发严重的油层阻塞问题,也因此提高了管线设备的维护要求,导致设备成本过高,增加水质处理工作量。
        为实现对于注水油田的高效开发,要求积极开展水质处理,并严格落实如下措施 :
        首先,需要不断提升回注水的化学稳定性能,以免由于储存运输故障问题引发回注水反应,并生成悬浮固体物质。一旦出现了大量的悬浮固体物质,则可能直接影响注入井的渗透率,使其性能较差。
        其次,装置的吸油性能良好,在实施注水作业时,装置的采收率往往介于储量的 60% 以上,且可以充分保障污水中的表面活性剂含量,将其控制在合理范围。
        再次,要求针对污水中所注入的物质进行充分规范,充分管控机械杂质和油含量,以促进注水井质量提升,保障其吸收水平。
       第四,避免对回注水造成过多的腐蚀性。通常情况下,针对锅炉给水水质进行处理,要求在清除油类及悬浮物质的基础上,全面处理二氧化硅,同时,需要针对装置的总硬度和碱度状态实施充分管控。如果出现了采出水外排的情形,则需要充分清除油田中的有机物质、石油类物质和硫化物,此外,需要严格落实有关规定要求,针对油田排放指标实施严格管控,将其含量控制在 10 mg/L 以内,同时,将 COD 值控制在 150 mg/L 以内。
3     油田污水处理技术及其工艺
       可以结合具体的油田污水处理程度和水质信息进行污水处理技术分类,将其划分为三级处理方案。
通常而言,一级处理是一种预处理的形式,至于二级处理,利用此类方案可以清除其中 90% 以上的可降解有机物,让油田系统中 90%~95% 的固体悬浮物得以实现彻底清除。但是,由于重金属毒物和生物中的污染物含量十分丰富,无法实现高效的有机物降解,难以通过生化处理的技术手段进行全面的氮、磷处理,因此,需要在此基础上实施三级处理。
3.1   常用油田污水处理技术
        第一,物理水处理技术,该技术的主要对象为矿物质成分、悬浮物质和油类物质,可以综合利用重力分离技术、过滤处理、蒸发处理及活性炭吸附等多种技术手段实施处理。
        第二,化学水处理技术,此类技术应用过程中仍然存在诸多问题,难以实现高效的水处理,为此,需要充分利用水处理药剂,以充分清除油田污水中的乳化油物质,以确保可以充分溶解胶体和其他物质。在此过程中,可以利用离子交换和化学氧化等技术方法进行处理。
        第三,生物水处理技术,需要充分利用生态系统中的各类微生物质,以实现对于污染物质的充分消除,让污染物质可以实现迅速分解。
        第四,物化水处理技术,利用该技术可以实现高效的污水治理,此过程中所采用的主要技术类型为电渗析和离子交换法。
3.2   油田水处理工艺
        应用油田水处理工艺进行处理,可以充分清除废水中的油类和悬浮类物质,长期以来,该项工艺已经在油田采出水处理中得到了充分应用,可以充分适应回注水的处理要求。破乳剂的质量越高,则其中的污水含油率也就越低,同时,污水温度越高,则所引起的乳化水平也就越低,可以在此基础上实施污水处理流程简化,以保障污水处理质量。
3.3   传统工艺现存问题及优化措施
        现阶段,油田污水普遍不具备良好的可生化性能,如果使用生物法方式进行污水处理,则可能由于设备运行成本有限,且停留时间过长而影响污水处理的质量,导致其中的构筑物体积相对较大。应用化学混凝法进行处理,其中的技术操作流程普遍相对简单,且无需经历过长的建设周期,然而,由于其中的加药量相对较大,需要耗费较多的运行成本,同时,由于油田污水的成分过于复杂,也会因此限制油田的运行稳定性。
3.4   应用水治理新技术及工艺
       在国内外学者和专业人士的积极探索下,采油污水处理技术已经实现了充分优化,在一定程度上提升了技术除油效果,降低了 COD 数值。可以综合利用三相旋流分离器、专项絮凝技术实施污油处理,同时,利用膜分离处理技术手段实施悬浮物清除,以充分清除其中的杂质。
4    结语
      综上所述,油田含油污水处理是一项具有较高难度的操作问题,与地下及地面复杂系统工程有着十分密切的联系。基于我国含油污水处理技术现状而言,该项技术与其他国家相比仍然存在诸多差距,也未能高效处理此类问题,也因此增加了油田生产的难度,增加了环保难题。基于此,要求积极探索出更为合理的油田含油污水处理技术,让污水得以实现高效回用,进而提升油田污水水质,为污水治理带来全新的机遇。


 
原标题:油田污水水质提升措施探析
原作者:张晨旭