郭婧(大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠第五油礦工藝隊(duì)，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

在采油過(guò)程中，由于受多種因素的影響，導(dǎo)致整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生大量廢污水。在這方面，國(guó)際社會(huì)對(duì)自然環(huán)境的總體政策和法規(guī)正在逐步完善，這間接要求原油和天然氣公司改善其廢污水處理工藝。盡管已經(jīng)應(yīng)用了許多廢污水處理技術(shù)，但是許多廢污水處理仍然存在一定的難度。一些廢污水處理方法具有相對(duì)較低的效率這給原油和天然氣公司帶來(lái)了巨大的發(fā)展阻力。

1 油田聯(lián)合站廢污水處理工藝

1.1 物理法

(1)重力分離法。重力分離的基本原理是使用不同比例的水和油，而力分離是油氣田廢水處理的第一步，也是最重要的步驟。在一定時(shí)間范圍內(nèi)停留的時(shí)間越長(zhǎng)，油水分離的實(shí)際效果越好。通常，當(dāng)廢水中的油含量低于5 000 mg/L時(shí)，可以去除90%的油漬。當(dāng)然，地基沉降儲(chǔ)油罐和力庫(kù)也已廣泛應(yīng)用于各個(gè)油氣田，大慶市52個(gè)采水基礎(chǔ)沉降站中有44個(gè)配備了地基沉降處理技術(shù)。

(2)離心分離法。離心分離方法的基本原理是殘?jiān)蛷U水，油和水的質(zhì)量不同，并且在高速容器中承受的向心力也不同[1]。容器的外側(cè)質(zhì)量較高，內(nèi)測(cè)的質(zhì)量較小，從而實(shí)現(xiàn)殘留物的分離。

(3)粗粒化法。粗?；椒ǖ幕驹硎鞘褂脤?duì)水和油具有不同傳染性的原材料。當(dāng)含油廢水流經(jīng)粗粒原料時(shí)，在原料表面上的油滴會(huì)逐漸變小，并且水的浮力與流動(dòng)的水的浮力不同。在此階段，粗粒原料主要是長(zhǎng)焰煤，石英砂，環(huán)氧樹(shù)脂和陶粒砂。

(4)過(guò)濾法。過(guò)濾是指油田廢水流經(jīng)某種材料組成的濾層，將廢水中的懸浮物和生油濾出。工作壓力過(guò)濾器設(shè)備在石油和天然氣領(lǐng)域很常見(jiàn)，另一種是強(qiáng)制型，其應(yīng)用很少。大慶油田的數(shù)千個(gè)沉降站中只有一個(gè)是重力過(guò)濾器。關(guān)鍵的過(guò)濾材料是石英砂、胡桃皮、雙層過(guò)濾材料等。殘留在過(guò)濾材料上的殘留物和原油將嚴(yán)重影響過(guò)濾材料的擴(kuò)散系數(shù)。

1.2 化學(xué)法

(1)化學(xué)破乳法。破乳是向廢水中添加有機(jī)化學(xué)藥物。由水解反應(yīng)引起的帶正電的膠體溶液與廢水中相對(duì)穩(wěn)定且?guī)ж?fù)電的乳液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)速率。乳液不穩(wěn)定，油顆粒附聚。然后，將其上調(diào)，然后除去，使懸浮的固體粘結(jié)以產(chǎn)生明礬將其除去。水包油(O/W)乳液中使用的有機(jī)化學(xué)藥物稱(chēng)為反相脫硫劑，其關(guān)鍵包括無(wú)機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)[2]。無(wú)機(jī)反相脫硫劑是鐵和鋁的金屬鹽，以及金屬鹽的高聚物，如：硫酸鋁、氯化鐵和氯酸鋁鐵。有機(jī)化學(xué)包括熱聚合淀粉類(lèi)和絮凝劑。

(2)化學(xué)氧化法。有機(jī)化學(xué)空氣氧化法的基本原理是利用由O3、H2O2和ClO2等還原劑引起的氧自由基對(duì)油和COD等有機(jī)化合物進(jìn)行氧化和分解，以達(dá)到凈化處理的實(shí)際效果。另外，電解空氣氧化和光催化反應(yīng)也屬于空氣氧化。電解空氣氧化法在油氣田采出水溶液中的應(yīng)用主要是利用電流電解法COD和石油等空氣污染物，產(chǎn)生的小分子水化學(xué)物質(zhì)在加工過(guò)程后更易于去除達(dá)到凈化處理的目的。光化學(xué)反應(yīng)催化反應(yīng)是自然光或合成光刺激還原劑產(chǎn)生氧自由基，然后凈化和處理油田廢水的一種方法。

1.3 物理化學(xué)法

(1)氣浮法。氣浮法的基本原理是水中的細(xì)小氣泡附著在浮油顆粒上。兩者連接起來(lái)后，氣泡破裂并產(chǎn)生淤渣。撇去后，油水分離器完成。浮選劑通常用于空氣浮選機(jī)中，其起泡，破乳和吸收功能可用來(lái)改善溶液的實(shí)際效果。根據(jù)氣泡引起的方法不同，氣浮法可分為加壓氣浮裝置氣浮機(jī)、水解酸化槽氣浮機(jī)和電解法氣浮機(jī)等。

(2)吸收法。吸收法的基本原理是使用比表面積大的吸收劑吸收表面上的殘留物，然后將其除去。在油氣田生產(chǎn)的廢水溶液中，親脂性可溶性原料被用來(lái)吸收水中的油。

2 油田采出水水質(zhì)特征

2.1 油田采出水的產(chǎn)生

一般認(rèn)為，油氣田的含油廢水有以下類(lèi)型的來(lái)源：油氣田產(chǎn)生的廢水、鉆井沖洗廢水和三次開(kāi)采廢水等?，F(xiàn)階段，各種油氣田的開(kāi)采已經(jīng)進(jìn)入灌溉和采礦過(guò)程。引入底層的水與油一起被提取，一起進(jìn)入收集和運(yùn)輸系統(tǒng)軟件，然后經(jīng)過(guò)油水分離器的機(jī)械和設(shè)備將水和廢水產(chǎn)生到廢水處理系統(tǒng)軟件中。同樣，在重油和超重油的萃取中，在蒸汽輔助排油(SAGD)過(guò)程中使用的大量水蒸氣被冷轉(zhuǎn)化為地下水，并在粘度降低后與重油一起被回收。這種含油污水被稱(chēng)為“生產(chǎn)廢水”或“生產(chǎn)率水”。

2.2 油田采出水污水水質(zhì)

在油氣田采出水中，石油特性、地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，甚至氣候，土壤層等方面的差異都會(huì)對(duì)采出水產(chǎn)生影響。此外，開(kāi)采和收集在整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中必須添加各種有機(jī)化學(xué)解決方案，這也導(dǎo)致全國(guó)各地油氣田廢水中的油含量差異很大。

(1)含油量高。石油是采出水中的關(guān)鍵空氣污染物。在整個(gè)采礦過(guò)程和整個(gè)管道運(yùn)輸過(guò)程中，水和油類(lèi)化合物繼續(xù)受到各種力的作用，因此一定量的油會(huì)分散在廢水中并產(chǎn)生協(xié)同作用。站后，油仍將分散在水中。廢水含油量一般在100 mg/L左右，部分油氣田可達(dá)到5 000 mg/L。含油量可根據(jù)其粒徑分為以下三種方式：①分散油：粒徑為10～100 μm；②乳液：粒徑為1.0×10-3～10 μm；③溶解油：粒徑小于1 nm，在石油，酸，醇等中一般為低分子結(jié)構(gòu)[3]。采出水中有懸浮的固體，關(guān)鍵是各種鉆井泥漿，其次是各種侵蝕材料，鹽垢和不溶性有機(jī)化合物、瀝青、石蠟和其他不溶性有機(jī)化合物。由于存在的高成分和小顆粒，它的存在很容易造成地質(zhì)結(jié)構(gòu)的堵塞。

(2)各種細(xì)菌。由于油氣田采出水中含有多種礦物質(zhì)，有機(jī)化合物和其他化學(xué)物質(zhì)，因此非常適合病原菌的生長(zhǎng)發(fā)育。廢水的關(guān)鍵是腐生細(xì)菌(TGB)、硫氰酸鉀還原細(xì)菌(SRB)和鐵細(xì)菌(IB)等[4]。這種細(xì)菌的繁殖都會(huì)腐蝕管道，并阻塞地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

3 油田聯(lián)合站廢污水處理工藝優(yōu)化措施

根據(jù)油氣田聯(lián)合站廢污水處理的基本情況，廢污水處理的生產(chǎn)工藝及相關(guān)問(wèn)題，采用有針對(duì)性的優(yōu)化策略可以很好地改善廢污水體，減少?gòu)U污水產(chǎn)生的環(huán)境污染，最終提高水資源的合理利用率，它是對(duì)人類(lèi)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展概念的有力應(yīng)用。

3.1 對(duì)沉降系統(tǒng)進(jìn)行有效完善

根據(jù)油氣田聯(lián)合站廢污水處理的具體情況，應(yīng)合理完善地基沉降系統(tǒng)軟件。首先，迅速升級(jí)基礎(chǔ)沉降系統(tǒng)軟件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并及時(shí)消除基礎(chǔ)沉降系統(tǒng)軟件的脆化狀態(tài)，使廢污水處理能很好地達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，并最終確保水體符合有關(guān)規(guī)定；然后，按照我國(guó)廢污水處理的有關(guān)規(guī)定，配備清洗機(jī)，按時(shí)解決地基沉降系統(tǒng)軟件，并指派有關(guān)技術(shù)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)沉降池和儲(chǔ)油池進(jìn)行及時(shí)清潔和維護(hù)，以確保油氣田協(xié)調(diào)站廢污水處理進(jìn)展正常。通過(guò)對(duì)某油氣田聯(lián)合站廢污水處理現(xiàn)狀的分析，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降系統(tǒng)軟件水平的優(yōu)化策略是在沉降池底部安裝合適的負(fù)壓噴霧器，無(wú)需安裝即可簡(jiǎn)單方便。改變目前的地基沉降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行清潔機(jī)的實(shí)際操作，然后改善沉積物的循環(huán)，從而使沉積在地基沉降系統(tǒng)軟件中的污垢可以快速排出。

3.2 注重過(guò)濾裝置的不斷優(yōu)化

為了更好地提高油氣田聯(lián)合站的廢污水處理技術(shù)水平，并確保廢污水處理系統(tǒng)軟件中過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)程的可靠性，相關(guān)人員必須注意持續(xù)改進(jìn)。過(guò)濾系統(tǒng)，并按時(shí)進(jìn)行反清洗的實(shí)際操作，可以確保過(guò)濾系統(tǒng)的實(shí)際過(guò)濾效果達(dá)到相關(guān)規(guī)范。根據(jù)相關(guān)科學(xué)研究，以有機(jī)纖維球防污的實(shí)際運(yùn)行周期為15d可以合理地提高過(guò)濾水的質(zhì)量[5]。而且，在整個(gè)清潔過(guò)程中，可以根據(jù)具體情況添加一定量。有機(jī)化學(xué)清潔劑，如：清潔劑、脫硫劑等，可以更強(qiáng)烈地改善水體。另外，過(guò)濾裝置的防清潔處理技術(shù)也必須不斷提高。例如可以設(shè)置用于過(guò)濾系統(tǒng)的反清潔規(guī)范，以將過(guò)濾系統(tǒng)的廢污水處理的高效率提高到一定水平，并最終提高廢污水處理技術(shù)的水平。

4 結(jié)語(yǔ)

基于以上分析，可以發(fā)現(xiàn)，隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)環(huán)境污染的關(guān)注越來(lái)越多，油田聯(lián)合站的廢污水處理工作變得越來(lái)越重要。但是，目前我國(guó)選擇的廢污水處理方法非常普遍，導(dǎo)致出現(xiàn)設(shè)備不穩(wěn)定和地基沉降兩個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題，這大大降低了廢污水處理的預(yù)期效果。因此，有必要從多個(gè)角度考慮，如：改善基礎(chǔ)沉降系統(tǒng)、升級(jí)過(guò)濾設(shè)備、改善水體的監(jiān)督以及應(yīng)用新技術(shù)和方法來(lái)改善整體廢污水處理工藝，從而提高我國(guó)油田單位廢污水處理水平。