油田采出水处理技术研究与应用

油田采出水处理技术研究与应用

王垚

长庆油田第二采油厂马岭南采油作业区   甘肃省庆阳市  745100

摘要：随着油田开采技术的不断提高，采出液复杂性不断地提高了水处理的难度。目前，应用技术手段也在不断提高，水聚驱的水处理情况相对稳定，而三元复合驱水处理难以达到含油和悬浮都控制在20mg/l，因此传统的水驱和聚驱处理设备和技术流程已经无法满足生产需求。文章将简要概括目前的水处理应用技术，通过文献调研提出并讨论未来三元复合驱水处理的技术应用方向。

关键词：油田地面工程；三元复合驱

引言

油田水处理一直是油田生产中的重要组成部分。按照环境保护要求，减少油田水的外排，大部分油田采出液要循环回注地层，因此油田采出液的处理要求也随着三次采油后，采出液的复杂性不断提高而提高。油田水处理的方法主要可分为物理法、化学法、生化法。本文主要对目前油田生产上用的常用处理方式进行介绍，并通过文献调研了解各个油田的采出液处理工艺及方法，并针对目前油田水处理的主要矛盾，三元复合驱采出水水质不达标的问题提出调研建议，针对目前的常用技术应用以及三元复合驱的水处理的技术进行讨论。

1.水处理常用技术概述

在膜分离技术上，效果较好的陶瓷膜超滤试验已经完成，但成本也更高且长期处理的稳定性也有待进一步研究，因此陶瓷膜的推广应用收到了制约，未来期待改性膜以及共混膜的高效现场试验结果的诞生。微生物处理法，曾采用“气浮+微生物+固液分离+滤罐”的流程进行试验，水处理效果良好，但微生物的长期存活率以及维持微生物环境成本略高。电化学技术处理逐渐成为主流去除COD的方法，到后来出微电解法、电解气浮、电化学氧化法及其国外也很火的AOP高级氧化法等电化学方法进行水处理，根据油田的生产实际，电混凝--电催化氧化耦合方法处理，目前仍在试验室阶段，尽管TSS和COD处理效果良好，同时也可减少化学催化剂投加，但仍未进行现场试验，深度氧化处理技术，可在多阶段进行氧化处理。磁分离技术应用进行探讨，主要是针对乳化稳定性高的采出液，该技术从单一磁粉分离到磁流体分离到混合综合磁分离技术，目前气浮-磁分离效果相对较好，成本也不高，同时双亲性纳米磁流体的应用效果很好，但是否符合目前油田生产情况需要细化水质及生产参数进行现场试验。针对不同的油田特性采用的技术不尽相同。目前页岩气及海上油田作为采出水技术相对普通陆上油田处理技术较为领先，美国提出的Ozonix水处理技术，主要是通过水力控制、臭氧超声强化以及电氧化技术为一体的集中设备，针对粘度大、稳定性高、悬浮物多、矿化度高以及成分复杂的采出液进行处理。受页岩超声处理的优势影响，超声破乳油田采出水的方式，优化了采出液的预处理，现场试验破乳效果良好，但仍然受到其他因素的影响，因此存在特殊性，技术使用前应进行现场试验。压裂反排液在其他类污水中属于较为难处理的，因页岩气开采也主要依靠压裂，因此可借鉴页岩气水处理方法。国内学者许剑提出了类似的超声强化臭氧氧化处理方法，沉降分离+气浮分离+离心分离的组合型物理方式处理，后期采用氧化+絮凝的物理化学方式进行水处理，对于地貌复杂，水质复杂难处理的生产情况，近年长庆油田也引进了多功能一体化处理装置对其他类污水进行处理后回注。

2.油田采出水处理技术分析

2.1三元复合驱水处理技术探讨

针对三元复合驱污水处理技术应用，优先采用物理方法，目前我厂采用“序批式沉降＋两级过滤”采出水处理工艺，在三元复合区块进行应用，曾对比“连续流沉降＋两级过滤”处理工艺，但两种方法处理的采出液都未达到相应标准。古文革等根据现场试验提出序批式沉降效果相对更好，解决了净化药剂费用大的问题，并提出弱碱三元应取消曝气。

在调研中发现投加水质调节剂和复合絮凝剂后，进行两级气浮工艺处理，可基本满足水质要求。与其进行对比，同样采用溶气气浮的生产流程，可借鉴适当投加水质调节剂和复合絮凝剂以达到水质标准。

2.2生化技术工艺

由于油田采出水之中含油大量的有机物质，所以降解油田采出水之中的有机物就显得十分重要，所以必须合理采取微生物处理基础对其进行干预，生化技术工艺就是降解其中有机物质的重要方法。由于我国大部分工业开展污水处理及生活污水处理中均采用生化技术工艺开展，油田采出水领域应用中，我国已经开始逐渐广泛应用这一方式开展干预，且取得了较好的效果，但是采用该技术进行处理过程中，必须保障50mg的油在油田采出水之中存在，以确保生化技术工艺可彰显最大的应用价值。

2.3高氧化技术工艺

精细化工领域及印染领域之中，经常应用高氧化技术工艺进行。油田采出水领域之中，应用该技术欠缺一定的完善程度，且存在较为严重的问题。采用该技术主要针对污水之中存在的有机物物质进行处理，其也可以应用化学或者物理方式进行处理，使其向无机物转化，形成毒性较低及危害性较低的物质。依据实际情况分析，高氧化技术工艺可有效分离油滴，受到光照影响，使之发生催化效应，有效处理污染物，应用优势显著。

2.4全物理性膜分离技术工艺

改变原油成膜的表面，可对表面成分合成产生阻碍作用，通过添加存在破乳功能性的材料后，可采取有效技术实现污水的分离处理，其就是膜合成技术的原理，也属于物理技术的一种。全物理性膜分离技术可创新以往的过滤模式，处理油田采出水的过程中，可将表面技术和膜分离技术相结合，添加破乳功能材料，无需采取化学试剂，可最大程度促进污水处理效率的提升，确保污水处理技术工艺效能的增长。

2.5水利旋流技术工艺

该技术指的是依靠油密度和水密度的差异性，采取一定压力，在较大的旋转离心力效用影响下对油田采出水进行处理，以保障速度在较快的范围内，在圆筒的气壁上分离油和水，水在外圈部分，油在水的中央部分，以此实现有效的分离。美国西部曾经应用过水利旋流技术开展油田采出水的处理，其经处理后，可被蒸汽锅炉所应用，不仅可发挥节约水资源的效果，也可对环境进行保护。当前，大庆油田也曾采取水利旋流技术进行油田采出水的处理，但是结果显示，水利旋流技术的应用，可对油田采出水混合物的浓度产生降低效果，保障油水分离的效率超过90%，发挥较好的油田采出水处理效果。

2.6超声波技术工艺

超声波技术指的是机械波分支技术的一种，传播超声波的过程中，会产生一定的机械效用，除此以外，超声波技术还具有较好的空化效用和热效用。该技术在开展油田采出水干预过程中，采取机械振动的方式，可在水及油之间开展释气干预。其表明，水滴与油滴会产生不规则的移动效用，其会导致小的油滴最终形成大的油滴。由于油滴与水滴之间存在差异性的质量，其也存在差异性的重力，在水滴与油滴汇聚的过程中，会产生油滴或者水滴下沉的情况。超声波技术的应用，可有效实现油水破乳分离效果。此外，通过缩减超声波界面的张力，也可实现油田采出水的破乳分离干预。

2.7环保注水技术工艺

环保注水技术工艺的应用，可极大程度对环境进行保护，将污水箱高渗安全地层之中注射，其成本低廉，工艺简单，可大量进行污水的处理，应用安全度较高。环保注水属于污水回注工艺流程中的重要组成部分，注入水水源应用聚集起出口污水进行，其处理效率高，经济环保。

结语

综上所述，处理油田采出水的过程中，各种工艺技术的应用，必须以高效、简单、污染度低为主要目的，逐渐完善各种工艺手段，有效对油田采出水进行处理，降低污水污染率。

参考文献

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[2]张同哲.油田采出水处理工艺在降粘复合驱采出水配稀中的应用[J].化学工程与技术，2021，11(5):9.

[3]石芳，吴景春，赵博.固化型生化微球处理油田污水试验研究[J].化学工业与工程技术，2019，040(002):69-74.