摘要：隨著新疆油田的規(guī)模開發(fā)，某些偏遠區(qū)塊稀油采出水處理裝置成為制約采油廠上產的問題之一。為此開展了物理法處理稀油采出水的試驗研究。針對采出水中不同類型油分，開展了阻油膜分離效率的測試，并將室內試驗結果應用于現場試驗中，結果表明：采用“溶氧反應膜分離過濾”處理工藝對稀油采出水進行處理，處理后水質達到懸浮物≤10 mg/L，含油≤5 mg/L，滿足《油田注入水分級水質指標》（Q/SY XJ0030—2015）低滲指標要求，為解決邊緣區(qū)塊稀油采出水的處理提供了解決思路，從而有效保障了采油廠增儲上產工作的開展。

關鍵詞：物理法；稀油采出水；膜分離；回注1研究背景

目前采油廠聯合站內采出水處理系統(tǒng)一般采用“重力除油混凝沉降壓力過濾”三段式處理流程，采出水首先進調儲罐進行油水分離，出水經反應提升泵加壓進入采出水處理反應器反應，同時加入相應采出水處理藥劑，除去采出水中某些腐蝕、結垢離子，出水進入混凝沉降罐，出水進入過濾緩沖罐緩沖，先后進入一級過濾器、二級過濾器過濾，處理后采出水滿足碎屑巖油藏注水水質推薦指標要求［1］，但該工藝存在如下問題：（1） 該工藝流程中過濾器、緩沖罐等采出水處理設備較多，存在處理設備多、工藝流程長、占地面積大、投資高等問題；（2） 采出液含水率較高導致處理設備超負荷運行，降低了采出水處理效率的同時，也對最終處理后采出水各項指標產生了一定的影響。

2水質成分分析

我們選取了新疆油田某采油廠邊緣區(qū)塊采出水進行水質分析，分析結果見表1。

由表1得出：（1）稀油采出水水質基本呈弱堿性，水質總鐵含量較低；（2）礦化度在5 000 mg/L～10 000 mg/L，礦化度較高，均為氯化鈣水型；（3）含油和懸浮物均較高。

3物理法處理油田稀油區(qū)塊采出水技術研究

3.1室內試驗研究

針對稀油采出水中不同類型油分，開展了油水分離室內試驗，將不同類型的油水混合液分別通過納米阻油膜， 檢測通過納米阻油膜后混合液中含油量，室內試驗結果見表2。

由表2得出：納米阻油膜能有效去除稀油采出水中甲苯、己烷、三氯甲烷、二甲苯、豆油等油分，去除率為97.7%～98.4%。

3.2處理工藝原理

（1） 阻油膜：當阻濾油單元浸沒于水中后，其表面能與水發(fā)生綜合反應，產生一層致密、牢固的功能層，產生阻截除油功能；當含油的水要透過阻濾油介質時，來水一側的水分子即可與膜內水分子發(fā)生置換透過，而油等憎水性分散質被阻濾油單元阻截在單元表面，從而成功地實現了油水分離；被阻截下來的油粒不能黏附到阻濾油單元，只能存留在其表面，隨著油粒的不斷增加，油粒相互間發(fā)生碰撞凝聚而逐步形成大油粒，在浮力作用下浮升，從而實現油水分離的目標。

（2） 溶氧：氧氣與水一起進入溶氧發(fā)生器，在發(fā)生器中，利用水的渦旋運動將氧氣切割成許多微小氣泡，部分氣泡因外部壓力增高的原因而逐漸壓縮，氧分子間距逐漸縮小，分子間能蓄積逐漸增高，最終小氣泡破裂后形成高能活性氧。高能活性氧以高速進入水體后，在水中逐漸形成初始速度較高、具有較高的移動效率和轉移效率的氧分子團，這些溶氧分子團在水中需要較長時間上浮，會產生氧分子團破裂，從而形成溶氧水。在這個過程中會釋放較大的能量，這種能量具有很強的破乳作用，同時溶氧分子團破裂時釋放出的羥基自由基，可氧化分解有機污染物。

3.3處理工藝

根據前期室內試驗情況，采用“溶氧反應膜分離過濾”工藝處理邊緣區(qū)塊稀油采出水。

工藝流程說明：來液進重力沉降罐沉降分離后，出水進入溶氧反應罐與溶氧水混合，在溶氧的作用下，分散油物理聚結、乳化油物理破乳，通過泵提升進入裝有納米阻油網組件的油水分離罐，納米阻油網對水具有極好的親和性，水可以大通量透過網，而油和大部分懸浮物被納米網阻截下來。油水分離罐出水通過提升泵進入除氧器，除去系統(tǒng)中多余的溶解氧，出水進入多級過濾單元，出水滿足《油田注入水分級水質指標》（Q/SY XJ0030—2015）低滲指標要求［2］。工藝流程見圖1。

3.4主要設備及參數

（1） 沉降罐：外形尺寸：直徑×高=7 m×6 m。用于穩(wěn)定來水水量，減少來水波動。

（2） 溶氧反應罐：處理量5 m3/h，外形尺寸：直徑×高=1.2 m×2.7 m。水力停留時間：＞15 min。

（3） 油水分離罐：處理量5 m3/h，外形尺寸：直徑×高=1.2 m×2.8 m。水力停留時間：＞25 min。

（4） 過濾單元：由3座雙濾料過濾罐組成。單臺處理量5 m3/h，過濾器直徑2.6 m，正常濾速12 m/h；過濾反洗泵2臺，每臺泵參數：Q=60 m3/h，H=50 m，N=11 kW。

（6） 機泵：包括提升泵6臺。其中，過濾提升泵：單泵Q=120 m3/h，H=60 m，N=45 kW。

4應用情況

物理法處理邊緣區(qū)塊稀油采出水處理裝置在新疆油田某采油廠運行近半年時間，處理規(guī)模120 m3/d，處理工藝采用“溶氧反應膜分離過濾”工藝，處理某邊緣區(qū)塊稀油采出水累計約2萬m3，經連續(xù)化驗檢測，該工藝處理設備處理結果見圖2和圖3。

通過圖2和圖3可以看出，處理后稀油采出水滿足《油田注入水分級水質指標》（Q/SY XJ0030—2015）低滲指標要求［3］。

5經濟效益

通過研究邊緣區(qū)塊稀油采出水就地處理就地回注處理工藝，減少了稀油采出水拉運費用，以稀油采出水拉運費用4元/（m3·km），每次拉運往返距離30 km來算，大約節(jié)省人民幣240余萬元，降低了生產成本的同時，保證了采油廠的正常生產。

6結論

本實驗裝置具有如下特點：（1）設備運行安全可靠，減少占地面積；（2）提高系統(tǒng)自動化水平，便于運行管理；（3）抗沖擊負荷，對污染負荷變化、間斷運行有很強的適應性；（4）采用純物理方法的處理工藝，無需加藥，無二次污染。

針對目前新疆油田稀油采出水處理工藝存在問題，結合相關室內試驗，優(yōu)選出適合新疆油田的“溶氧反應膜分離過濾”處理工藝，使得處理后常規(guī)稀油采出水滿足懸浮物≤10 mg/L，含油≤50 mg/L，保障了采油廠安全生產的同時，為類似區(qū)塊稀油采出水的處理提供了借鑒思路。

參考文獻：

［1］付鵬飛，田金乙，呂文杰，等.物理法水處理技術［J］.化工學報，2022，1（3）：5972.

［2］叢錦華，趙海霞.物理化學法處理高濃度有機廢水［J］.化工環(huán)保，1997，17（8）：9095.

［3］邱斌.淺談油田污水處理新技術［J］.工業(yè)技術，2016（17）：103.