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探讨油田污水处理工艺与发展趋势

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探讨 油田 污水处理 工艺 发展趋势
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曲讨油田污水处理工艺与发展趋势 刘修海 (胜利油田孤岛采油厂集输大队) 工业技术 ●l [摘要】随着孤岛油田开发的深入,油田废水日益增多,严重破坏了生态坏境 并且随着油田注水开发的不断深入,油藏对注入水质的要求越来越高 因此, 对污水进行达标处理已经成为油田的必要工作。本文通过介绍污水处理的主要方法和工艺,探讨了孤岛油田目前应用最广泛的污水处理技术,并展望了油田污水 处理技术的方向。 . [关键词]油田;污水处理;水质;发展 ’ 中图分类号:献标识码:A 文章编号:1009—914X(2013)02—0013一叭 1油田污水处理主要工艺 在油田开采过程中,产出的污水主要包括油田采出水、钻井污水及站内其 他类型的含油污水。对这些污水经过简单的处理后就进行排放,对生态环境造 成了极大的破坏。目前污水处理的方法主要有:物理法、化学法、生物法三种。 1.1物理法 物理法主要是去除废水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类等,应用于 油田各污水处理站、低渗透区块注水站的污水处理,常用的处理工艺为“上游三 段法(缓冲+沉积分离除油+过滤)”+“下游二段法(缓冲+精细过滤)”。物理法 主要包括重力分离、离心分离、过滤、膜分离和蒸发等方法。 1.2化学法 化学法主要用于处理废水中不能单独用物理法或生物法去除的一部分胶 体和溶解性物质,特别是含油废水中的乳化油。应用于油田各污水处理站,通过 添加一定浓度的化学药剂从而辅助物理法达到提高水处理效果的目的。它包括 混凝沉淀、化学转化和中和等方法。 1.3生物法 生物法是利用微生物的生化作用,将复杂的有机物分解为简单的物质,将 有毒的物质转化为无毒物质,从而使废水得以净化。根据氧气的供应与否,将生 物法分成好氧生物处理和厌氧生物处理。主要应用于注汽锅炉给水的处理、污 水达标排放处理等领域。 1 4污水处理的常规工艺 油田污水成分比较复杂,不同的油层成分也各不相同,油分含量及油在水 中的存在形式也不尽相同,因此单一的处理方法往往达不到水质标准,各种方 法都有其局限性,在实际应用中通常都是两三种方法结合使用。在水处理工艺 流程中,常见的一级处理有重力分离、浮选及离心分离,主要除去浮油及油湿固 体。二级处理有过滤、粗粒化、化学处理等,主要是破乳和去除分散油。深度处理 有超滤、活性炭吸附、生化处理等,主要是去除溶解油。 2油田污水处理技术进展 油田开发水平不断深入,各项先进、成熟的污水处理技术逐渐引进、应用于 现场生产,初步形成了比较成熟的油田采出水回注处理、稠油油田采出水用注 汽锅炉处理、外排水达标处理、低渗透油田精细水处理等配套的处理技术,基本 满足了油田生产的需求。并且污水处理设备水平和技术都有了较大提高。水处 理更加重视工艺和化学的有机结合,油田水化学在油田采出水处理中的作用越 来越重要。水处理剂的品种增多、效能提高,油田水化学的研究手段增强、水平 提高。特别是针对污水达标外排处理的要求,开展了水微生物学的研究,发展应 用了生化处理技术,建立了用于污水、污泥处理的菌种库,使污水深度处理技术 得到了长足的发展。对于目前实际应用处理技术的缺陷,对一些技术加大了研 究力度,主要包括膜分离技术、超声波破乳技术、高级氧化技术(膜分离 法处理采油污水,方便简单,分离效果好,处理含油污水也不需要加入其他试 剂,不产生含油污泥,浓缩液还可以燃烧处理。但是,膜易被污染的问题和膜的 清洗是需要解决的问题。超声波破乳技术对三次采油阶段进行破乳脱水效果较 好,提高了三次采油的经济效益。影响超声波破乳脱水效果的因素较多,主要 有:声强、频率、作用时间、介质温度、声波对介质的作用方式等。高级氧化技术 对采油污水的深度处理已经在国内外取得了一些成绩,超临界氧化技术,湿式 氧化技术处理效果好,但是,高级氧化技术也存在一些弊端,比如运行成本高, 技术还不够成熟,不适于大面积推广使用。 3当前污水处理面临的主要问题 随着油田注水开发的不断深入,采出水的水质发生了大的变化,新的矛盾 不断出现,新的难题需要解决,油田污水处理技术仍然存在着不容忽视的矛盾 和问题。 (1)注水开发运行成本较高,特别是药剂用量大、费用高。现在油田提倡降 本增效,节支降耗的同时还要提高油田开发的效果。怎样降低高昂的注水费用 已经成为一个重点问题。因此,开发低成本、高能多效的水处理剂迫在眉睫。 (2)油田提高油层能量的方式主要靠注水,为了使注水开发取得较好的效 果,采取向地层中注入化学药剂等(如聚丙烯酰胺),用来提高注水粘度、波及系 数等因素。这样使得采出的地层水成分复杂,处理起来难度较大。对此类问题国 内外没有成熟的技术可以借鉴,如果不能合理的解决此问题,将制约油田开发 水平的进展。 (3)油田污水系统的两大难题就是腐蚀和结垢,虽然油田采取了积极的应 对措施,但是由于成本、管理等诸多因素的影响,腐蚀和结垢问题造成的影响依 然存在。 (4)在注水实际运行中发现,虽然油田污水经过了注水站的层层处理,但是 水中逐渐被氧化形成沉淀物质,使水质恶化。并且,注水管线缺少内防 腐措施,运行时间长,污水中含有的对水质造成了二次污染,这就是注水管线截面积缩小的直接原因。 4技术发展趋势 想要解决油田开发中水处理面临的实际问题的关键仍然是依靠科技进步, 科研攻关 新工艺、新设备都离不开先进的技术,让先进技术与时俱进才是解决 难题的唯一途径。在研制新型试剂的同时,对水处理设备也要进行改良,现开发 出的横向流含油污水除油器等采用光催化氧化技术,电絮凝技术等都取得了较 好的效果。另外,微波能技术和超声波技术、微生物处理技术都有很好的前景, 今后会成为水处理工艺研究的重点。膜分离技术用于油田污水处理,虽然已经 在油田出水处理方面得到了广泛的应用,但是存在着膜成本高、膜污染等突出 问题。因此,今后的研究重点是:开发质优价廉的新材料膜;减少污染的方法;清 洗方法的优化以及清洗剂的开发。 根据国家环保目标的要求,对油田外排污水的主要污染物指标都做出了硬 性的规定,严格执行此标准的难度较大,目前的处理设备和工艺技术基本不能 满足,必须加快科研步伐使问题得以解决。因此,合理有效地处理污水,使得污 水变废为宝已经是油田必须解决的关键问题。 三.地球化学特征 本次地质调查共采集了新鲜的4个玄武岩样品,主要测定了岩石化学成分。 表2、表3、表4列出了本机构的玄武岩化学成分、从表中可以看出本机构的玄武岩为碱性橄榄玄武岩,与世界碱陛橄榄玄武岩标 准为相似,都有e,而缺少特曼指数(6)大于4为5.04,属于碱性。 岩石的20,其分子比20的2.5倍。综上所述,本区玄武岩属 于,火山机构玄武岩成因分析 该火山机构处于北西向断裂带上,火山通道为向东倾斜的陡壁。火山活动 早期岩浆泞净式喷溢流出火山口,后续的中一晚期,由于岩浆挥发分增多,内压 增大,连续多次喷发,形成规模较大的玄武岩流,致使火山口西侧形成高地,东 侧则形成宽广的平缓的带状岩流(相当岩舌或岩被) 火山活动末期,由于挥发 分明显增多,内压强度增高,岩浆上冲形成爆发相的集块角砾熔岩,占据火山口 (向过渡为熔岩),而终止火山活动。 玄武岩形成物化环境: (1)利用岩石化学成分求出结晶温度,6.和蚴 子百分数(6.77%),其橄榄石端员组分2%、T=1260"C (2)求得铁的氧化系数很小,~]33.。 (3)氧逸度(氧的分压)推算:氧逸度(~根据2%、T=1260"C,可知 其:氧逸度l×10氧的分压很小与镜下未见到氧化、蚀变现象 是一致的。 根据岩石矿物组合,岩化资料和结晶温度数据特点,推测该玄武岩浆来自 上地幔,其深度约65略估计压力约19.7五 结论 . 1、该机构的玄武岩矿物组成,化学成分均具有明显相识的稳定性。 2、橄榄石为富镁贫铁的贵橄榄石( 3、岩浆来自上地幔的镁富钠的偏碱性玄武岩浆 科技博览l 13
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