油田污水处理技术问题浅析及新技术应用研究

油田污水处理技术问题浅析及新技术应用研究

概述了油田污水处理技术现状及存在问题。简要介绍了气浮分离技术与超滤膜技术的结合处理系统在油田污水中的应用，以及该处理系统的优点。提出了油田污水处理技术发展的技术方向。

标签：油田污水；水处理；气浮分离；膜分离

引言

水是人类赖以生存的重要资源，随着我国工业的快速发展和人口的快速增长，对水资源的需求也急剧增加，部分地区水资源短缺问题明显。

与此同时，随着人们对生活质量要求的不断提升，对环境保护意识的不断增强，对于污水排放有了更加严格要求。

油田污水处理技术在油田持续开发、保护环境等方面发挥着重要作用。油田污水处理后用于回注，不仅可以对污水中的原油进行回收，同时可实现水资源循环利用、减少环境污染，且为注水开采提供了充足注水水源、节约了大量的水资源，带来了显著的社会效益和经济效益。

1 油田污水处理技术现状

不同油田污水因其开采方式、原油特性、地质等条件不同，其具有的水质特性也有所差异，且回注水的水质指标要求也不同，导致所采用的处理工艺也会不同。常见的油田污水处理工艺流程可分为常规污水处理流程、深度污水处理流程、聚驱污水处理流程和三元污水处理流程等4大类。

常规污水处理流程主要采用三段（除油→沉降→过滤）或两段（除油→过滤）处理工艺流程。深度污水处理流程是在常规污水处理流程的基础上，采用两级过滤处理工艺流程。常规污水处理流程和深度污水处理流程在水驱采出水处理系统中，获得广泛应用和认可。因聚驱采油和三元复合驱采油是油田三次开采所采用的新技术，其采出水处理流程仍然以三段处理技术流程为主，也是目前油田水处理领域面临的新课题。

在各处理工艺流程中，主要的处理指标是油和悬浮物，因此在处理过程中的关键技术是除油技术和过滤技术。

除油技术和过滤技术都是基于物理法的分离的原理，针对处理指标的不同物理特性，而采取不同的处理方式。除油技术是根据油水密度的不同，分离污水中油。常用的除油技术包括自然除油、斜板除油、粗粒化除油和压力除油罐。过滤技术是利用过滤介质截留污水中的油和悬浮物，完成污水中的油、悬浮物与水的分离。常用的过滤介质为石英砂、磁铁矿、无烟煤、纤维球及核桃壳等。

2 油田水处理面临的问题

随着油田的发展，我国大部分油田已进入三次采油阶段。聚合物驱油技术和三元复合驱油技术已成为成熟的三次采油技术，在全国各大油田得到广泛应用。尤其是三元复合驱油技术是目前提高采收率幅度最大的方法之一。但随着三元复合驱采油技术的推广，也给油田采出水处理系统带来了新的问题。

三元复合驱采出水与水驱采出水相比，水质特性发生变化、难于处理，主要表现为：（1）污水的粘度增加，使油水分离的能力下降；（2）污水中的油珠变小，油水界面水膜强度增大，界面电荷增强，导致污水中的油珠稳定地存在水中，难于分离；（3）由于阴离子型聚合物的存在，严重干扰了絮凝剂的使用效果，使絮凝作用变差，大大增加了药剂的用量，同时产生大量的絮体。（4）由于聚合物吸附性较强，采出水中携带的固体颗粒物较多，采出水中悬浮固体含量大大增加。水质复杂化现象加剧，使水中含油及悬浮物的去除难度增加，处理效果差。

因此，针对目前污水水质状态，开发出与之配套产品，且满足油田水处理标准高要求处理工艺已迫在眉睫。

3 气浮分离技术与超滤膜技术的结合应用

针对三元复合驱采出水的水质特性，开发研制出的将气浮分离技术和超滤膜技术术相结合应用于油田水处理工艺系统。其主要工作原理是利用气浮分离技术和超滤膜分离技术处理工艺。来水先进入气浮分离工艺处理段，去除水中的大部分浮油及少量悬浮物；再经过超滤膜分离技术工艺处理，水中的含油及悬浮颗粒等物质被截留去除。处理后的水，可达到油田低渗透油藏回注水标准或回配标准要求。和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。

气浮分离处理工艺设备为气浮处理装置，其工作原理流程为污水先进入加药混合装置，经加药后的污水与溶气系统产出的溶气水在气浮装置内接触、混合，微小的气泡表面附着原水中油珠和絮体颗粒向水面上浮，在上浮到水面后会被收油系统中的刮油机及时收走，避免了气泡破裂后浮油再次呈现悬浮状态。气浮处理装置由加药混合装置、溶气装置、气浮刮渣装置、斜板填料装置、气浮排泥装置、收油排油装置和控制装置等组成。溶气装置包括有溶气罐、溶气释放装置和溶气泵；气浮排泥装置中设有排泥泵，可将装置底部的淤泥去除，保证水质的稳定性；气浮刮渣装置中设有两台刮渣机，可将装置分离出的油和悬浮物及时高效地排出。溶气方式采用回流式压力溶气工艺。气浮装置设有粘度检测装置，可对水质粘度进行检测和调节。可针对检测出的污水的特性，在加药装置内加入相应的药剂，降低污水的粘度，同时破坏油珠在污水中的稳定性。

超滤膜处理工艺设备为超滤膜处理装置，其原理是利用其超滤过滤元件对采油废水中进行深度过滤处理，经过气浮处理工艺段除油后的采油废水进入到超滤膜处理工艺段，多个超滤膜堆在自动化系统的统一控制下组成相对独立的超滤膜处理主系统。带压采油废水进入超滤膜处理主系统后，经过超滤膜的过滤处理，

水中的含油及悬浮颗粒等物质被截留去除，水质得到了净化处理。超滤膜处理装置由超滤膜过滤装置、空压机、膜反冲洗泵、碱清洗装置、酸清洗装置和有机溶剂清洗装置等组成。超滤膜过滤装置主要由来水进水管、超滤产水出管、反洗水进水管、反洗水排水管和压缩空气进气管等组成。压缩空气进气管与空压机连接，为装置提供所需的气源。反洗水进水管与膜反冲洗泵连接，为装置提供所需的反洗水。膜反冲洗泵的进水管与碱清洗装置、酸清洗装置和有机溶剂清洗装置能过管路连接。

4 气浮分离技术与超滤膜技术的结合处理系统的优点

气浮分离技术和超滤膜技术术的结合，可保证最终出水含油率小于5mg/L，悬浮物小于1mg/L，粒径中值小于1μm。气浮处理工艺段和超滤膜处理工艺段各自采用可编程逻辑控制器完成本工艺段的自动控制，并连接到一个DCS集散控制系统，由DCS集散控制系统实现集中显示并全面协调。

该套油田污水处理工艺系统不仅解决了现有技术中三次采油工艺过程中污水处理效果不理想的技术问题。还具有系统配置简单、效率高、灵活性和适应性强、操作维护简便等优点。

5 结束语

现在我们大部分油田已进入油田三次开采阶段，油田污水处理难度也随之加大。通过不断改造油田水处理技术和开发研究的新的油田水处理技术，是解决油田污水处理问题和满足油田水处理发展要求的有效手段，也是今后油田水处理技术发展的关键。

参考文献

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