气田采出水处理工艺存在问题及措施

气田采出水处理工艺存在问题及措施

摘要：近年来，世界各国对能源的需求量不断增加。随着天然气产量的增加，气田采出水量也在不断增多。然而，气田采出水处理面临着一系列挑战，如何处

理气田采出水，以尽可能降低气田采出水的处理成本，同时减少对环境的污染，

尽量做到气田采出水工艺和技术的可持续发展，正受到行业内相关工作人员的广

泛关注。本文针对气田采出水处理工艺存在问题进行分析，提出工艺优化措施及

流程。

关键词：气田；采出水处理；问题；措施

1气田采出水处理概述

气田采出水指的是在天然气采集过程中，被带出地面的地下水。气田采出水

的妥善处理是天然气采集工作中的难题。尤其是环境污染问题，一方面，由于天

然气采集时，长期存储在地下的细菌和病毒都会一起被采集出来，带到地面，而

这些细菌和病毒的基本结构和毒害性一时难以明确，若处理不当，则会污染环境，甚至危及人民的生命安全。另一方面，由于气田采出水矿物质含量较高，其中包

括锌、钡以及硫化物、氯化物等有害成分，在工业生产中，工业废水需要经过严

格的处理才能排放，显然，含有有毒物质的气田采出水也应该经过同样严格的处

理流程，不能直接排出地表，造成环境污染，甚至危及人民的健康和生命。

2气田采出水处理工艺存在的问题

（1）气田采出水回注地层时难度较大，成本较高。气田采出水资金花费巨大，气田采出水回注是迫不得已采取的技术方案，所有气田的采出水都不注入气层，而是注入不产气的其他深部地层并且运用各种方式阻止进入气层。因为气田

采出水的矿化度较高，含有大量化学剂或者有毒物质，所以气田采出水不允许注

入浅表地层，一般只能注入深度超过2000m的深层，由于深层岩石缝隙很小，接

纳气田采出水的能力有限，所以需要投入大量的资金解决气田采出水回注的问题。目前国内气田采出水回注的难度极大，严重影响了气田的开发。（2）回收的烃

类油污存在杂质。烃类油污作为气田采出水处理技术的附属经济品，但含泥量较大，颜色浓黑，乳化严重等问题较多，从而烃类油污的经济价值大大降低。此外，烃类油污中的泥沙细小，仅仅靠其自身重力静止，分离效果较差，如果稍微搅动

或晃动，油污就变浑浊。（3）油水分离后存在悬浮物质。通常油水分离后，在

中间存在一层悬浮物质，这层物质如果没有经过有效处理，就会不断积累，当积

累到一定程度后，就会将水管堵塞，采出水的回注系统运行会受到严重的影响。

3气田采出水处理工艺优化措施

（1）延长采出水的沉降时间，使采出水中，油和水得到充分分层，必要时

可以添加破乳剂帮助油水分离。（2）烃类油污进行褪色除杂。对烃类油污除杂

和褪色可以采用吸附过滤的方法，利用活性白土进行处理，这是目前对于烃类油

污除杂处理最有效的方式之一，这种方式使用于各种处理厂，应用范围广泛，但

也存在一定的弊端，就是过滤时间较长，而且在处理过程中会产生大量废弃的白土。还有一种对烃类油污褪色除杂的方式是蒸馏富集，这种方式不会像第一种方

式产生大量废弃的白土，减少了处理废弃物所投入的资金和精力成本，并且可以

增加烃类油污的附加值。但是需要在处理过程中增加一些过滤装置，在流程上较

为复杂，流程的装置也需要投入一定的资金。（3）悬浮物过滤分离。悬浮物过

滤分离首先可以将各个开采区的采出水引入到除油灌中进行均质，然后将中间的

悬浮物排放出，剩下均质的水再进行后续一系列的处理。这种方式流程较为简单，但是混凝处理后会产生大量的污泥，处理污泥的过程较为麻烦。还有一种方式是

采出水引入到除油灌之间增加两轮的过滤处理，这样其中一部分的悬浮物可以过

滤掉，对后续的除油灌运行非常有利，减少了许多不必要的麻烦，然后再进行后

续的处理。这种方式不会产生大量的污泥，省去了污泥处理的过程，但是对处理

工艺的装置改动较大。（4）由于采出水与反应药剂不能充分混合，可以将立式

反应罐改为多级涡流反应沉降罐，在罐内通过多级涡流、微小旋涡数量的增加，

其中各种微粒碰撞次数随之增加，从而有助于采出水与反应药剂的充分融合，大

幅度提高其反应速率。

4采出水处理工艺优化流程

采出水处理一体化装置的完整工艺流程包括气浮、预反应器、高效旋流分离器、缓冲水箱、粗过滤以及精细过滤、加药系统、污泥浓缩系统。工艺流程见图１。采出水经过一级提升泵提升至多相流气浮池，通过多相流泵的溶气作用进行气浮除油，气浮出水通过二级提升泵进入预反应器，同时向预反应器内投加氢氧化钠溶液、PAC溶液及PAM溶液进行中和混凝；中和混凝后的采出水迅速进入高效旋流分离器，在离心力的作用下实现泥、水、油的三相分离；高效旋流分离器出水进入缓冲罐，经过滤提升泵提升至双滤料过滤器，去除大颗粒悬浮物并控制水中颗粒粒径中值；双滤料过滤器出水进入改性纤维素过滤器，进一步去除采出水中残留的微小的悬浮物，达到合格要求，最终出水进入净化水罐通过回注系统回注。

采出水处理一体化装置产生的污泥主要来自高效旋流分离器和气浮池，污泥先排入污泥池，再提升至污泥浓缩罐，通过螺杆泵泵入叠螺脱水机，污泥经过脱水减量化后，外运至有资质单位处理，上清液进入污水池。气浮池和高效旋流分离器产生的污油进入污油罐进行回收。高效旋流分离器、双滤料过滤器及改性纤维素过滤器反洗出水进入污泥池进行污泥脱水（见图1）。

5结语

综上所述，对气田不断进行绿化建设，减少气田采出水对环境造成的污染，根据采出水的层位和地质条件的不同，采出水通常矿化度较高，存在有害物质和大量化学剂，污染物较多并且水质复杂，针对其不同特点制定不同的方式进行处理，从而促进气田开采的可持续发展和环境的绿色发展，同时也符合现代发展理念。

参考文献：

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程.2019(08)

[2]油气田采出水处理技术[J].盖文林,孙钰涵,赵梓旭.石化技术.2018(05)