油田污水处理技术现状及发展趋势

2022-09-11

一、油田污水的特性

油田污水成分比较复杂, 是一种以水为主体集溶解气体、盐类、固体杂质、油类悬浮体、有机物为一体的复杂混合物。具有含油量高、悬浮物高、矿化度较高等特点。高含油量的污水, 回注容易堵塞地层, 外排会造成油污染, 对当地的自然环境造成破坏;高矿化度会加速腐蚀, 并给污水生化处理带来困难;油田污水中含有大量的硫酸盐离子, 这会给细菌的繁殖提供良好条件, 而细菌的大量繁殖会腐蚀管线, 严重的甚至会造成管线的堵塞, 而且其中含有的高分子有机聚合物会使水质恶化, 形成污水, 增大净化的难度。此外, 由于油田采出水中的悬浮物含量高, 颗粒微小, 容易造成地层堵塞。

二、油田污水处理面临的新形势

随着聚合物驱油开发技术进入工业化推广后, 聚驱产出污水加入水驱产出污水系统, 油田污水量逐渐增加。同时由于聚合物注入需要低矿化度清水, 污水回注量相对减少, 导致供水注水系统不平衡, 造成含油污水大量剩余。面对这一新情况, 各油田在开展聚合物污水优化调配实验的同时也在努力提高含油污水处理工艺水平, 改善水质, 降低污水矿化度, 增加油田污水回注量。

三、油田含油污水处理技术现状

国内油田采油污水中的90%以上是用于油田注水开发, 这是因为采油污水具有较高的表面张力和矿化度, 有利于石油开采。结合油田污水的特点和聚合物驱油的开发, 国内油田采用科学合理的物理和化学方法, 努力提高含油污水处理工艺水平, 使净化后的污水完全达到回注水的要求。

目前国内油田含油污水处理工艺有常规处理和深度处理两种, 对于高渗透油层, 通常采用常规处理工艺, 根据设备选型不同, 分为重力、压力、浮选和水力旋流四种处理工艺, 其过滤工艺主要有单层或双层滤料过滤;对于低渗透油层一般在常规处理的基础上再进行深度处理, 即进行二级或三级过滤, 其过滤工艺主要有深床过滤、多层滤料过滤、精细过滤和膜过滤等。其中膜过滤技术是一门新兴的分离技术, 利用膜的选择透过性进行分离和提纯, 过程的推动力是膜两侧的压差。其试验和应用结果都可以达到油田的各种特殊要求, 应用前景十分诱人。

现将国内几种常规处理工艺流程介绍如下:

1. 重力式处理流程

三段式重力流程是利用油水的密度差, 根据浅池理论, 使油水得到分离。其核心处理构筑物是除油罐, 这是六十年代以来油田污水处理工艺中应用最广、数量最多的除油设备。七十年代开始在处理罐分离区增设斜板, 八十年代采用了整体水处理性好, 表面负荷大的斜管体, 使处理效率提高了一倍以上。目前三段式重力流程仍是国内大多数油田污水处理的主要工艺。

三段式重力流程的特点:

优点:适应性强, 耐冲击, 运行平稳, 处理量大, 管理方便, 运行费用低。

缺点:停留时间长 (一般6小时左右) , 占地面积大, 耗钢量大, 投资偏高, 系统为开式, 溶解气对设备有腐蚀作用, 使处理后的净化水水质变差。

2. 压力式流程

压力除油器是消化吸收国外油田的技术, 结合国内油田污水的水质特点, 研制而成的集混凝、聚结、斜管沉降技术为一体的“三合一”设备。该设备体积小, 除油效率高。

优点:设备除油效率高, 流程短, 系统密闭, 停留时间短 (一般1.5小时左右) , 占地面积少, 设备预制化程度高, 现场施工周期短, 投资低。

缺点:适应性、耐冲击性比重力流程差, 对原水水质要求较严 (含油小于1000mg/l) , 否则出水水质波动较大, 运行费用略高于重力流程。

3. 水力旋流流程

水力旋流技术是八十年代末从国外引进的, 它的工作原理是高压含油污水切向进入水力旋流器内部旋流管, 作轴向螺旋流动, 在离心力作用下使密度不同的油、水得到分离, 从而使污水得以净化。该流程主要设备是水力旋流器, 它是一种能实现油水分离的高效处理设备, 能有效的提高含油污水的处理效果, 有很好的应用前景。

优点:设备小型化, 除油效率高, 停留时间短, 出水水质较稳定。

缺点:旋流器对乳化油的去除能力较差, 对悬浮物的去除能力差, 动力消耗大, 运行费用高, 投资与重力流程相当。