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CEI水務業務范圍介紹
 
    ? 環境工程(廢水,廢氣)設計;
    ? 環境污染治理設施運營承包;
    ? 油田水處理項目承包;
    ? 工業廢水和工藝液解決方案;
    ? 城市污水項目實施:
    ? 工業純水及特殊工藝水解決方案;
    ? 環保設備制造;
    ? 環保、節能項目投資,融資。
 
油田采出水的特性及處理技術
    隨著油田的不斷開采,采油技術不斷發展。先后經歷了一次、二次、三次采油。一次采油靠天然能量為動力;二次采油以人工注水方式來保持地層壓力;三次采油是通過改變注入水的特性來提高采油率〔1〕,目前油田主要進行二次、三次采油。從地下采出的含水原油稱“采出液”,經電脫水,分離出來的水稱為“油田采出水”,也稱“油田污水”。在油田生產中,大部分油田采出水經處理后回注地層,有少量外排。不同地層、不同采油方法的油田采出水的性質不同,而不同采出水要求使用不同的處理方法。本文介紹油田采出水的性質,并論述不同處理方法,重點分析大慶油田采出水的特性及解決途徑。

油田采出水的性質
    由于采油方法、原油特性、地質等條件不同,油田采出水的水質各異,但又有共性。表1為油田采出水的特征。
    由于原油特性、采油方式等不同,油田采出水各具有特殊性。如,由于原油粘度大或凝固點低,生產過程中需加熱,導致采出水溫較高。如大慶油田采出水的溫度為40~45℃。稠油油田采用蒸汽驅采油,采出水的溫度也較高。如遼河油田的采出水溫度高達60~80℃;聚合物驅由于高分子聚丙烯酰胺的存在,粘性增大,油水分離緩慢;三元復合驅不僅含有聚丙烯酰胺,還含有堿和表面活性劑,采出水粘性大,乳化嚴重,油水很難靠自然沉降分離;泡沫驅在三元復合驅的基礎上加入天然氣,采出水的性質更加復雜,處理難度更大。有些油田由于特殊的地質條件,采出水中含有大量的S2- 、Cl- 等離子。
 
表1  油田采出水的特征
指標 特征 危害
含油量 含油量高,一般在1000mg/L 以上 回注堵塞地層,外排造成污染
礦化度 礦化度高,一般在1000mg/L 以上,
最高可達14×104mg/L
 
懸浮物 懸浮物含量高, 顆粒細小,沉降緩慢 容易造成地層堵塞
結垢離子 含有Ca2+、Mg2+、HCO3-、Ba+、Cr2+等 容易在管道、容器中結垢
有機物 含有原油和采油過程中的各種化學藥劑, COD高 有利于微生物繁殖,造成腐蝕和堵塞
微生物 常見有鐵細菌、腐生菌、硫酸鹽還原菌等 容易腐蝕管線,堵塞地層
 
含油污水的主要特征
    采油污水是從地層中隨原油一起被開采出來、經過原油破乳等初加工過程形成的一種集懸浮固體、油、溶解物于一體的多相體系。具有較高的油藏傷害性、腐蝕性和一定的結垢性。因此采油污水必須經過處理后才能回注。

采油污水回注處理研究的主要問題
    ①處理后水質。
    ②腐蝕速率的有效控制。
    ③處理后水的穩定性及與地層水的配伍性。
    ④處理后水對地層物性的影響。
    ⑤產出污泥的無害化處理。

油氣田污染物排放特點
    ①點源與面源排放兼有。
    ②無組織排放與有組織排放兼有。
    ③正常生產排放和事故排放兼有。
    ④連續排放與間歇排放兼有。
    ⑤可控排放與不可控排放兼有。
    其重點是污水的處理與回用。

含油污水處理的技術思路
    針對具體污水的性質特點,將絮凝、防腐、阻垢、殺菌和儲層保護等環節進行綜合考慮,避免了單獨處理環節出現的藥劑之間相互影響、相互制約的不足,保證最終水處理效果。

技術路線
    應用失重和電化學方法、χ-衍射技術、灰關聯分析技術,系統研究不同油氣田含油污水的腐蝕因素及其交互作用,形成了一套適合不同性質含油污水的腐蝕控制技術,克服了單因素研究中對影響腐蝕的主要因素判斷不準確、制定的措施針對性較差的問題。
    應用化學分析、吸附凝聚χ-衍射技術,系統研究不同油氣田含油污水的結垢類型、結垢機理及影響因素;應用巖心驅替實驗、掃描電鏡定位檢測技術等,研究了處理后水與地層水的配伍性和對巖心滲透率的影響;應用誘導結晶、絮凝除垢方法,研究了高結垢污水除垢和水質穩定問題,建立針對不同含油污水性質的防垢技術和方法。
    將化學氧化與絮凝技術有機結合在一起用于高含鐵含油污水處理中,使含油污水中的有害離子在一定pH值下,實現價態轉化并作為絮凝劑的有效組分,與后續加入的無機聚合物類助凝劑形成復合絮凝劑并直接用于含油污水處理中,提高了含油污水的處理效果、降低了污水處理成本,克服了污水處理中污泥產生量大、處理后水易結垢的難題。并對含油污泥進行固化處理,實現含油污泥資源化利用。
    通過巖心流動實驗和χ-衍射技術,分析了不同油田的儲層特征和潛在傷害因素;應用計算機網絡模型,系統研究了固體顆粒、油珠在地層多孔介質中的運移、沉積和堵塞規律,同時考察固體顆粒大小和濃度、油珠大小和濃度、結垢種類和結垢量大小、孔隙參數、注入流速等因素對儲層滲透率的影響,確定出含油污水回注過程中產生油層傷害的機理和影響因素,為注水開發過程中污水處理水質指標的確定奠定基礎。
    在系統研究含油污水絮凝、緩蝕、阻垢、殺菌等各個處理過程相互影響的基礎上,綜合考慮各操作單元與整體處理效果的關系,通過藥劑配伍性研究和處理工藝的優化,將絮凝與防腐、阻垢、殺菌技術進行有機組合,實現含油污水處理與防腐技術、防垢技術的有機統一,提高污水處理效果和效率,降低污水處理綜合成本。

油田污水的處理方法
    目前,油田采出水經處理后主要用于回注,其主要處理指標是含油量、懸浮物、懸浮固體顆粒中值和平均腐蝕率。根據高、中、低滲透油田的注水要求以及污水特性的不同,不同的油田采用不同的處理工藝。如大慶油田采用大罐自然沉降—過濾流程;遼河油田采用斜板—浮選—過濾流程;大港油田采用聚結分離—浮選—過濾流程;新疆東河油田采用旋流器—過濾流程。歸納起來,這些工藝主要由沉降分離除油段和過濾段組成,其流程一般為:采出水→沉降分離→過濾除油→出水。沉降分離除油段的處理方法有重力沉降法、混凝沉降法、斜板沉降法、壓力沉降法、氣體浮選法及旋流器法等,有時也采用幾種方法組合。一般情況下,經過沉降分離除油污水的含油量降為200mg/L 以下,然后經過能除去微小懸浮物和乳化油的過濾段。過濾段的過濾設備主要為石英砂過濾器和核桃殼過器,過濾器的濾料有單層、雙層和多層,過濾方式有單向和雙向之分。根據注水要求的不同,可采用一種或多種過濾設備組合的過濾流程。
 
清污混注工藝流程框架圖
 
同層回注工藝流程框架圖

 

 
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