油田汙水處理技術在注水工藝的應用論文

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摘要:開採油田時往往會有大量汙水產生,不僅嚴重影響了油田開採工作的安全,同時還會嚴重危害作業區域的生態環境。為了始終貫徹人與自然和諧統一、共生共存的發展理念,並促使我國社會經濟的穩定長久發展,務必要合理利用水資源,不斷致力於對汙水處理技術的革新和優化,採用科學合理、切實有效的汙水處理技術,不斷對汙水處理質量進行優化,最大限度的提高油田汙水的利用價值。

油田汙水處理技術在注水工藝的應用論文

關鍵詞:油田汙水處理技術;注水工藝;應用措施

油田開發時所形成的汙水又被稱作“採出水”,“採出水”根據不同的開發儲層被分為三疊系汙水和侏羅系汙水[1]。由於不同的油層物質性質不同,對三疊系汙水和侏羅系汙水的處理不可以進行同層回注,這樣的話會造成地層結垢,甚至是直接堵塞地層。在油田注水過程中,均要按照嚴格的質量標準來處理各種汙水,將汙水的實際價值充分發揮出來。

1油田汙水的主要特點

油田汙水有著十分複雜的構成,時常混合著開採過程中所混入的藥劑(比如清蠟劑、破乳劑、減阻劑)、地下采出液的相關成分以及開採後期所出現的種種懸浮固體雜質、細菌(比如鐵細菌、SRB菌、腐生菌)等。另外在油田的驅油措施中大規模使用微生物驅、凝膠調驅等措施後,會顯著提升油田汙水中聚合物的含量[2]。用來對罐底作業廢液、排汙水、過濾器反洗水等進行收集的幹化池,不僅包含著十分複雜的汙水成分,並且在不同種類措施廢液的作用下,會致使幹化池裡的汙水性質產生各種各樣不規律的變化。細菌的滋生會不斷腐蝕管線,同時汙水中所含有的碳酸根離子、碳酸氫根離子、鐵離子等物質同樣也會進一步腐蝕管道,對油田的安全生產構成了嚴重的威脅[3]。

2我國油田汙水回注率的發展現狀

相關研究顯示,在開發石油的作業中有高達72%的水含量,這也代表了在生產過程中會出現大量的廢水汙水。低滲透油田的汙水中往往會含有少量的放射性物質和大量的重金屬、硫化物,如果不對其加以妥善的處理,將會嚴重汙染作業區周邊的土壤及水資源。想要使油田汙水的處理效果得以進一步提升,就要投入更多的研發資金,引進先進的科學技術,不斷優化和完善現有的處理技術,才能夠為油田開採的健康持續發展提供有力保障。將回注技術應用於油田汙水的處理,要參照工程建設的不同需求採取有針對性的處理控制措施。使用的處理裝置主要包括自然沉降罐、重力沉降罐和氣浮池等。當前主要使用的過濾器為雙向過濾器、石英砂過濾器和雙層過濾器等[4]。為了使水油分離的效果有效提升要合理使用緩蝕劑與絮凝劑,但是在使用這些藥劑時存在著較大的侷限性。因此,開採人員應該以此為依託,不斷引進先進技術,併合理結合本地作業環境的特點,來不斷促進汙水處理技術的升級換代,保證其科學合理性。

3油田汙水處理技術在注水工藝中的具體應用

3.1氣浮處理技術

氣浮處理的原理是使用不同方法使汙水出現眾多的小氣泡,這些小氣泡在上浮時會充分接觸並吸附汙水中的原油成分以及懸浮顆粒雜質等,有效的分離汙水中的液態物質和固態物質,促使浮油上升至汙水錶層,而固態物質則下沉到汙水底部,以達到淨化汙水的目的。氣浮處理法有著相當大的操作難度,而且工藝複雜,要求相關技術人員具備高超的技術水平。對於那些很難被分離沉澱的低濁水,氣浮池有著非常好的處理效果,另外各種重力式沉降罐都可以交叉使用,也會節約大量的建設成本,大量的氧在氣浮處理時會被溶解,這會對汙水的後續處理工作帶來非常大的便利。同時對於混凝反應,氣浮處理技術對其也有著較低的要求,會大大減少固態分離的操作時間。但同時也存在著多方面的因素限制氣浮法對油田汙水的處理效果,比如微氣泡的大小、絮凝體顆粒直徑範圍等。使用氣浮裝置所產生的微小氣泡在經過大量的.試驗研究後表明,其直徑大概在20至100微米之間,微氣泡直徑與懸浮顆粒直徑最為接近時,將會達到最佳的汙水處理效果[5]。如果氣泡尺寸太小或者太多會導致其吸附效果不佳,主要是因為壓力過大而增加了耗能,因此達不到理想的吸附效果。

3.2膜生物反應器

隨著科技的不斷髮展,油田汙水處理技術也得到了很大程度的提升,膜生物反應器就是在這一背景下產生的,屬於當前最為先進的汙水處理技術。膜生物反應器將膜分離單元與生物處理單元有機的結合在一起,通過對膜元件的有效應用,代替了傳統的末端二沉池處理工藝,可以在生物反應器中維持汙泥濃度的高活性,從而有效提升生物有機負荷,使剩餘汙泥量在很大程度上得以降低,同時汙水處理面積也隨之大幅度減少,因此處理效果非常理想,同時獲得了很大的經濟效益。膜生物反應器能夠有效去除油田汙水中混雜的固態雜質,與以往所使用的沉澱分離固液相比,膜生物反應器的分離效果更為突出,另外分離出來的水能夠直接再回收利用,在迴流時還可以有效阻隔微生物,進而徹底分離汙泥和水,並且有著較為靈活的操作方式。在油田汙水處理過程中將傳統技術與膜生物反應器有機結合在一起,能夠有效規避傳統中複雜的三級處理流程,這樣不僅僅使土地的使用面積大幅縮減,同時還使得汙水處理成本得以降低。膜生物反應器與以往活性汙泥處理工藝相比,在處理低廢棄汙泥量汙水方面有著較大難度,但是也有著很大的優勢,比如排泥週期長及操作彈性較大、低公害、低噪音等。此外,還能夠使用PLC技術設計膜生物反應器的控制系統,因此在控制上更為便捷化、自動化,同時維護起來也比較方便。總之,在處理油田汙水時使用膜生物反應器,能夠大幅提升處理後的汙水質量,擺脫了以往繁瑣的汙水處理工藝的限制,對於水資源利用價值的最大化以及汙水處理效率的提升都有著非常積極的影響。

3.3微生物反應池

通過將特種聯合菌群加入到油田汙水中,來增加菌群對相應物質的分解能力,可以在汙水中迅速生成促進蠟類、萘類、烴類、苯系類等有機汙染物有效降解的生物群,從而有效促使難降解化學物、有機酸以及有毒有害物質的去除。這種微生物的繁殖率非常高,通過還原、氧化、活化、合成等作用,將有機物變複雜為簡單,並最終轉化為二氧化碳和水。微生物反應池的技術特點主要有以下幾點:(1)對於不同的油田汙水可選用有針對性的特殊微生物來淨化,常規的生物活性一般為每克104~106個,而生物活性每克大於1012~1015個時最為容易促使優勢菌群的形成,對於含鹽量較高的汙水通常僅用10~15天就可完成淨化;(2)針對汙水的可生化效能進行提高,能夠促使處理效率的大幅提升,而且會產出相對穩定的水質;(3)又很強的抗衝擊性能及抗毒效能,並且處理效果會隨執行時間的增長而提升;(4)無需使用化學藥劑,處理成本低,不存在重複汙染的現象。

4結束語

總而言之,在處理油田汙水的時候,保證處理流程的規範化、質量控制的嚴謹性、處理工藝的科學化,不僅可以保證油田汙水回注量的大幅增長,實現水資源最大的利用價值,同時還可以降低環境汙染,為油田企業的可持續發展創造有利條件。

參考文獻

[1]劉類剛,姚東昇,劉倩,等.淺談油田汙水處理技術在注水工藝中的應用[J].河北企業,2016(6):190-191.

[2]李紹興.生化處理技術在油田汙水處理中的應用[J].工業,2016(4):00059-00061.

[3]劉富有,趙慶凱,李強,等.海上油田回注水超濾工藝的研究及應用[J].石油工程建設,2016,42(4):62-65.

[4]邱斌.淺談油田汙水處理新技術[J].科技創新與應用,2016(17):103-103.

[5]成琳,薛科創,苟耀邦.油田汙水處理方法的研究現狀[J].當代化工,2016,45(10):2476-2477.