李宇星

[摘 要]調(diào)研工作分為資料收集、技術(shù)交流及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研三個(gè)階段。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研階段，項(xiàng)目組對(duì)國(guó)內(nèi)開(kāi)展聚合物驅(qū)采最早、含聚污水處理研究最深入的油田，及開(kāi)展聚合物驅(qū)油先導(dǎo)性試驗(yàn)的平臺(tái)及終端進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，并編制完成《調(diào)研報(bào)告》。

[關(guān)鍵詞]污水處理 調(diào)研報(bào)告 聚合物

中圖分類號(hào)：TP151.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）05-0032-02

引言：報(bào)告編制的目的是調(diào)研采用聚合物驅(qū)采的油田在采出液見(jiàn)聚后對(duì)后續(xù)的原油處理系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)帶來(lái)的影響，分析含聚污水處理的難點(diǎn)，調(diào)研含聚污水處理技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展方向及工程案例，明確聚合物驅(qū)存在的風(fēng)險(xiǎn)及實(shí)現(xiàn)含聚污水達(dá)標(biāo)排放或回注的可行性及代價(jià)。

一、研究目的

石油開(kāi)采發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)階段：一次采油，指原油靠地層的壓力噴發(fā)出來(lái)，其采收率為5%-15%；在自噴的后期，將水由水井注入來(lái)維持地層壓力稱之為二次采油，其采收率為30%-40%；此后地層的殘余原油仍占60%-70%，為此提出了三次采油技術(shù)，即強(qiáng)化采油。三次采油是在注水保持地層壓力的基礎(chǔ)上，注入特殊流體，使得分散的、束縛在毛細(xì)管中的殘余原油重新聚集而被采出。其主要方法有化學(xué)驅(qū)采油、混相驅(qū)采油、熱力采油和微生物采油等。聚合物驅(qū)油屬于化學(xué)驅(qū)采油，是提高原油采收率的重要方法之一。

二、含聚污水處理技術(shù)

含聚污水處理分為物理方法、化學(xué)方法和生物方法三類。物理處理法是通過(guò)物理作用，分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)污染物質(zhì)（包括油膜和油珠），常用的方法包括：重力分離法、離心分離法和過(guò)濾法等。化學(xué)處理方法是目前必不可少的處理程序，在污水量不斷增加的情況下，藥劑投放量也隨之增加，導(dǎo)致處理成本升高。生物處理法適用于水資源相對(duì)缺乏的油田地區(qū)，具有操作方便、易于管理、成本低、無(wú)二次污染等特點(diǎn)；該方法的關(guān)鍵在于培養(yǎng)可以在含油污水中生存、能高效降解多種有機(jī)物的菌種。以下分類介紹幾種較為常用的含聚污水處理技術(shù)。

1.物理處理

（1）重力沉降法

重力沉降法也叫自然除油法。它是根據(jù)油和水的密度不同，利用油水密度差使油上浮，達(dá)到油水分離的目的。重力沉降法是一種最常見(jiàn)、最簡(jiǎn)單易行的除油方法，對(duì)粒徑在100μm以上的浮油去除效果十分有效，一般作為油水分離的預(yù)處理操作單元。合理的水力設(shè)計(jì)和污水的停留時(shí)間是影響除油效率的兩個(gè)重要因素。重力沉降法包括：自然除油罐和斜板除油罐等。

（2）粗?；?/p>

粗?；鞘购畚鬯ㄟ^(guò)裝有填充物（粗?；牧希┑难b置，在污水流經(jīng)填充物時(shí)，使油珠由小變大的過(guò)程。經(jīng)過(guò)粗?；蟮奈鬯浜土考拔塾托再|(zhì)并不變化，只是更容易用重力分離法除油。粗?；幚淼膶?duì)象主要是水中的分散油。

隨著脫水效果及污水用離心泵提升次數(shù)的不同，油珠粒徑分布有較大的差異。但是含聚污水大部分是10μm以上的分散油和浮油。浮油在除油罐中幾分鐘便可去除，分散油雖然不用混凝法而可以靠自然沉降去除，乳化油則必須用化學(xué)混凝法去除，而且沉降時(shí)間要長(zhǎng)。

（3）汽浮除油

氣浮是在含聚污水中通入空氣（或者氮?dú)猓┦顾挟a(chǎn)生微細(xì)氣泡，有時(shí)還需加入浮選劑或混凝劑，使污水中顆粒為0.25–25μm的乳化油和分散油以及水中的懸浮顆粒粘附在氣泡上，隨氣體一起上浮到水面并加以回收，從而達(dá)到含聚污水除油除懸浮物的目的。氣浮除油主要包括：溶氣氣浮法和電解氣浮法等。

（4）水力旋流器除油

水力旋流器是利用油水密度差，在液流調(diào)整旋轉(zhuǎn)時(shí)受到不等離心力的作用而實(shí)現(xiàn)油水分離。含聚污水切向或螺旋向進(jìn)入圓筒渦旋段，并沿旋流管軸向螺旋態(tài)流動(dòng)。在同心縮徑段，由于圓錐截面的收縮，使流體增速，促使已形成的螺旋態(tài)向前流動(dòng)，由于油水密度差，密度較大的水及固體顆粒靠近管壁，而密度較小的油則集中到中心部位。流體進(jìn)入細(xì)錐段，截面不斷減小，流速持續(xù)增大，小油珠繼續(xù)移到中心匯成油心。流體進(jìn)入平行尾段，由于流體恒速流動(dòng)，對(duì)上一段產(chǎn)生一定的回壓，使低壓油心向污油出口排除。高速旋轉(zhuǎn)的物體能產(chǎn)生離心力。含懸浮物（或分散油）的水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于顆粒和水的質(zhì)量不同，因此受到的離心力大小也不同，質(zhì)量大的被甩到外圍，質(zhì)量小的則留在內(nèi)圍，通過(guò)不同的出口分別引導(dǎo)出來(lái)，從而回收了水中的懸浮物（或分散油），并凈化了水質(zhì)。當(dāng)固體顆粒含量大于200mg/L時(shí)，水力旋流器最好是立式安裝。當(dāng)污水處理量過(guò)大時(shí)，可以選擇多個(gè)水力旋流器并聯(lián)來(lái)加大處理量。

（5）過(guò)濾

過(guò)濾是指污水流過(guò)一定厚度且多孔的粒狀物質(zhì)的過(guò)濾床，濾料通常是由石英砂、無(wú)煙煤、磁鐵礦、石榴石或鋁礬土組成，并由墊層支撐。雜質(zhì)被截留在這些介質(zhì)的空隙里和介質(zhì)上，從而使水得到進(jìn)一步凈化。濾池不但能去除水中的油類、懸浮物和膠體物質(zhì)，而且還可以去除細(xì)菌、藻類、病毒、鐵和錳的氧化物、在預(yù)處理中加入的化學(xué)藥品、重金屬等其他物質(zhì)。

（6）深度凈化

對(duì)于采取注水方式開(kāi)發(fā)的低滲透、特低滲透油藏而言，為了滿足注水水質(zhì)要求，必須在常規(guī)污水處理工藝基礎(chǔ)上，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行深度處理凈化。一般油田污水處理深度凈化多采用二級(jí)深床過(guò)濾、吸附、細(xì)濾、微濾、超濾等。

2.化學(xué)方法

（1）混凝

混凝含指“凝聚”和“絮凝”過(guò)程。一般認(rèn)為水中膠體失去穩(wěn)定性，即“脫穩(wěn)”的過(guò)程稱為“凝聚”；而脫穩(wěn)膠體中粒子和微小懸浮物聚集的過(guò)程稱為“絮凝”。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，“凝聚”和“絮凝”是同時(shí)發(fā)生的，很難將兩者截然分開(kāi)。

（2）化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化是指利用強(qiáng)氧化劑氧化分解污水中的油、有機(jī)物和COD等污染物以達(dá)到凈化污水的一種方法。

3.生物處理法

生物處理方法是利用微生物的代謝作用，使水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無(wú)害物質(zhì)。目前比較成熟且使用較多的是活性污泥法、生物濾池法和厭氧生物處理技術(shù)。

三、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

作為最早進(jìn)行注聚的油田，A油田在聚合物驅(qū)油以及聚驅(qū)產(chǎn)出液的處理上有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。在聚合產(chǎn)出液的研究和應(yīng)用上，A油田在行業(yè)內(nèi)也是處于全國(guó)前列。同時(shí)，根據(jù)前期資料的調(diào)研了解到A油田在聚合物驅(qū)油產(chǎn)出水回注處理上已經(jīng)能夠達(dá)到行業(yè)內(nèi)的回注標(biāo)準(zhǔn)。基于以上原因，項(xiàng)目組選擇了A油田作為調(diào)研目標(biāo)。

含聚污水處理技術(shù)調(diào)研項(xiàng)目組于2012年9月17日到2012年9月20日在A油田進(jìn)行含聚污水處理技術(shù)調(diào)研。調(diào)研包括：A第二采油廠第五作業(yè)區(qū)聚南II-II聯(lián)合站和第一采油廠北一區(qū)含聚污泥處理站。A油田作為世界上最早的注聚油田之一，有著二十年的聚合物驅(qū)油經(jīng)驗(yàn)。在此期間，聚合物驅(qū)油配套服務(wù)也有了突破性的飛躍以及積累了豐富和寶貴的經(jīng)驗(yàn)。隨著A油田開(kāi)發(fā)的不斷深入和國(guó)人環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，油田采出水處理系統(tǒng)作為油田生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，受到了越來(lái)越多的重視。

A油田第二采油廠第五作業(yè)區(qū)聚南Ⅱ-Ⅱ聯(lián)合站污水處理車間出水水質(zhì)能達(dá)到A油田的回注標(biāo)準(zhǔn)（《A油田油藏水驅(qū)注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及分析方法》Q/SYDQ0605-2006）。污水處理系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表1：

總結(jié)

1、含聚污泥在原油處理系統(tǒng)中沉降、附著不僅增加了日常清理工作量，而且會(huì)導(dǎo)致分離器、電脫水器等設(shè)施效率降低，在輸油管路中析出會(huì)造成管道堵塞，甚至報(bào)廢等嚴(yán)重問(wèn)題；

2、換熱器結(jié)焦導(dǎo)致電脫水器脫水效率降低，影響原油脫水，使得外輸原油含水率升高；同時(shí)，含聚油泥在下游生產(chǎn)設(shè)施中繼續(xù)析出，影響下游生產(chǎn)運(yùn)行；

3、聚合物的存在使污水體系的乳化程度增強(qiáng)，懸浮固體增多、顆粒變細(xì)，使得油、水、顆粒物分離難度增加，需要投加更多的藥劑；不僅增加水處理成本，也使含聚油泥產(chǎn)生量增加；含聚油田含水率更高、脫水難度更大，并且在沉降罐中大量沉積，容易滋生硫酸鹽還原菌，加速設(shè)備腐蝕。

參考文獻(xiàn)

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