油田污水处理方法
随着各种科学技术的出现以及发展,我国在油田的开采上已经出现了许多种可以提升油田的采收率的方法。在技术不断更新的过程中,我国对油田的采收率确实是有了一定的提升,但是应用的技术所产生的聚合物污水也随着采收率的提升而增加。何为污水呢?污水又被称为采出水,而且污水根据不同的属性也存在不同的分类,即就其储层来分的话,则为侏罗系污水以及三叠系污水,再者由于这两种污水的油层物性的不同,因此在对这两种污水进行处理的时候不同使用同层回注的方法,否则很可能会导致地层出现结垢或者被堵塞的现象。而且也因为各种开采技术的运用,如今油田的采出水大部分都具有黏度较大、油滴粒径小等特点,增加了处理难度。为了更好的发挥出油田污水的价值,在对油田注水的时候,在对污水的处理上要务必达到处理标准。
一、国内外研究现状
目前,国内外皆对油田的开采非常重视,特别是对其采出液,也就是污水进行了大量的研究,为了更好的解决污水问题。据研究表明,如今大部分油田的采出液除了都含有聚合物外,还包含了其他的原油、三元复合的盐溶液以及矿物质等,特别是聚合物污水,这种污水中由较高的矿物质含量、多种细菌以及化学成分。就污水中的聚合物来分析,大部分的污水中的聚合物一般分为悬浮、分散、乳化以及溶解这四种,其中最难处理的就是乳化类的聚合物。通过一定处理后的污水去向有以下几种,其一,聚合物污水达到污水排放标准后,将其进行排放处理;其次,对其进行二次利用,作为驱油实验的水资源;再者就是当聚合物污水中的离子量达到一定的含量后,可以将其注入到油田储层中。以上后续处理措施中,就如今建设环保社会理念来说,对污水实现二次利用是可以在很大程度上改善油田采出液现状的一个措施。
二、油田注水工艺的基本概述
为了进一步提升油田的采收率,有效的对油田进行开发,采用油田注水的开采方法是较为稳妥的方法。为了保证开采出的油田的质量,防止出现渗透、水窜的现象出现,在开采过程中对油田进行注水的时候可以采取中渗透层注水或者低渗透层注水的方式,使用此种方式可以有效的避免整体性注水的状况发生。分层注水工艺可以很大程度上使得油田的注水率得到提升,进而提高油田的采收率,为整个社会的油田开采进度的提高有着促进作用。
三、油田污水的概况及处理方法
3.1 污水特点
由于油田的属性与平常的水质有差别,因此油田产生的污水与日常中产生的污水也有一定的不同,相比于一般的污水,油田污水中含有的成分种类较为繁多,比如原油、固体颗粒、盐类、化学试剂等,而且在对油田开发的过程中每一道工序都会产生污水,所以说油田污水的来源也是很复杂的。再者因为我国的油田分布的地理位置以及地质有相对的差异性,所以不同位置的油田在开采过程中使用注水方式、改造方式等开采工艺不同,进而就造成了污水愈来愈复杂,越来越难处理的现象出现。污水的复杂性可以从以下几方面来分析:其一,就污水的高油量来说,油田产生的污水中的含油量较高,其中原油,主要的存在性质就有四种,即溶解油、分散油、漂浮油以及乳化油;其二,就污水中的土体颗粒来说,污水中的颗粒的直径一般是2―101um大小的,而且多以细小沙粒状、粉砂以及黏土颗粒几种形式存在;其次就是污水中的盐类了,污水中含有的盐量较高;最后则是污水中有许多的微生物,这些微生物大多是腐生菌,或者硫酸盐还原菌。而且,目前的油田开采中的现象显示,我国的油田产生的污水量已经远远的超过了其注水量,而且还有逐渐上升的趋势,很大程度上阻碍了油田的注水效率,也不利于油田采收率的提高,所以对油田污水采取一定措施进行处理解决刻不容缓。
3.2 聚合物污水处理方法
油田污水中的种类繁多,其中包含各种油、悬浮物等成分,阻碍了注水效率,所以需要对油田的聚合物污水采取一些处理措施。然而因为在油田开采工艺中使用的注水方法的不同,所以注水后产生的污水的种类性质也各不相同,因此在处理聚合物污水的时候要根据实际情况使用不同方法。而在如今的油田污水处理中被广泛用到的处理方法主要有化学法、物理法以及物理化学法这三种方法。
3.2.1 化学处理法
所谓的化学处理法,主要在污水中的除油上起着较大的作用,而且化学处理法一般分为化学破乳法,化学氧化法以及光化学氧化法三种方法,其中的化学氧化法也分为好几种不同的方法,比如Fenton试剂氧化法、氯氧化法以及K2FeO4氧化法等。其中化学破乳法主要是通过对模拟出的聚合物采出水进行相应的实验研制出新型破乳剂,这种方法不仅对污水中的油有很大的驱除效果,对污水中的悬浮颗粒也有着很强的絮凝性。而在化学氧化法中使用较广泛的是Fenton试剂氧化法和K2FeO4氧化法这两种方法,其中Fenton试剂氧化法主要是通过利用一些氧化性较强的药物来达到驱油目的的,另一种K2FeO4氧化法则是近几年才被广泛应用的,它具备的氧化性非常的强,能够有效的脱去水中的重金属以及有机污染物的颜色和臭味。
3.2.2 物理处理法
物理处理法相比于化学法,物理法更侧重于利用油田采出水中的重力、离心力以进一步实现除污效果。物理法大致可分为重力沉降法、过滤法以及膜分离法等。在实际中应用物理法进行除污的时候,体现出的效果并不是很好,比如在使用重力沉降法和过滤法除油的时候,可能会在使用中因为沉降罐及过滤罐的某些原因,导致水质出现不断恶化的现象。针对此问题,可以通过对沉降罐以及过滤器的优化来保证其运行效果,而且此外对于它们截留的悬浮物可以对其单独处理,以避免出现水质恶化的现象。而膜法分离法是目前的物理处理法中主要运用的方法,现今处理含油污水中的膜分为有机膜和无机膜两种,有机膜应用的PH值一旦超过11,就会出现膜老化的现象,进而影响其对污水中的油的截流能力,而且有机膜的耐高温性也较低,而相比于有机膜,由于无机膜的耐高温性、耐腐性以及耐微生物侵蚀性都较好,所以它的应用范围较广泛。
3.2.3 物理化学处理法
物理化学处理法包含混凝、气浮、吸附、磁吸附以及电化学法等处理方法,而最常用的还是气浮法以及混凝法这两种。其中气浮法是通过空气泡表面对油和悬浮粒的吸附进而实现分离的,而混凝法则是通过絮凝剂在水中产生的胶体对油进行吸附的。随着我国油田开采的技术的发展,我国油田开采中的污水的处理工艺也相对复杂起来,针对这一现象的出现我国就污水中所需要的絮凝剂的种类的研究力度也相对加大。比如李玉江就对使用活性硅酸混凝剂SPAS处理污水中的油这一方法进行了一些研究,即这种絮凝剂虽然可以很好的适应废水中的PH,但是一旦PH值过高,那它的效果就会下降。此外,电化学法在降低油田污水的矿物质的含量方面则应用较多,即利用电渗析装置来降低污水中的矿物质。
四、结语
总的来说,我国油田开采中所产生的污水虽然已经有了处理方法,但是由于技术的不完善,因此相关人员应该加大对污水处理技术的研究,以提升油田的注水效率。(来源:大庆油田采油三厂规划设计研究所)
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