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    CEI水务业务范围介绍
     
        ? 环境工程(废水,废气)设计;
        ? 环境污染治理设施运营承包;
        ? 油田水处理项目承包;
        ? 工业废水和工艺液解决方案;
        ? 城市污水项目实施:
        ? 工业纯水及特殊工艺水解决方案;
        ? 环保设备制造;
        ? 环保、节能项目投资,融资。
     
    油田采出水的特性及处理技术
        随着油田的不断开采,采油技术不断发展。先后经历了一次、二次、三次采油。一次采油靠天然能量为动力;二次采油以人工注水方式来保持地层压力;三次采油是通过改变注入水的特性来提高采油率〔1〕,目前油田主要进行二次、三次采油。从地下采出的含水原油称“采出液”,经电脱水,分离出来的水称为“油田采出水”,也称“油田污水”。在油田生产中,大部分油田采出水经处理后回注地层,有少量外排。不同地层、不同采油方法的油田采出水的性质不同,而不同采出水要求使用不同的处理方法。本文介绍油田采出水的性质,并论述不同处理方法,重点分析大庆油田采出水的特性及解决途径。

    油田采出水的性质
        由于采油方法、原油特性、地质等条件不同,油田采出水的水质各异,但又有共性。表1为油田采出水的特征。
        由于原油特性、采油方式等不同,油田采出水各具有特殊性。如,由于原油粘度大或凝固点低,生产过程中需加热,导致采出水温较高。如大庆油田采出水的温度为40~45℃。稠油油田采用蒸汽驱采油,采出水的温度也较高。如辽河油田的采出水温度高达60~80℃;聚合物驱由于高分子聚丙烯酰胺的存在,粘性增大,油水分离缓慢;三元复合驱不仅含有聚丙烯酰胺,还含有碱和表面活性剂,采出水粘性大,乳化严重,油水很难靠自然沉降分离;泡沫驱在三元复合驱的基础上加入天然气,采出水的性质更加复杂,处理难度更大。有些油田由于特殊的地质条件,采出水中含有大量的S2- 、Cl- 等离子。
     
    表1  油田采出水的特征
    指标 特征 危害
    含油量 含油量高,一般在1000mg/L 以上 回注堵塞地层,外排造成污染
    矿化度 矿化度高,一般在1000mg/L 以上,
    最高可达14×104mg/L
     
    悬浮物 悬浮物含量高, 颗粒细小,沉降缓慢 容易造成地层堵塞
    结垢离子 含有Ca2+、Mg2+、HCO3-、Ba+、Cr2+等 容易在管道、容器中结垢
    有机物 含有原油和采油过程中的各种化学药剂, COD高 有利于微生物繁殖,造成腐蚀和堵塞
    微生物 常见有铁细菌、腐生菌、硫酸盐还原菌等 容易腐蚀管线,堵塞地层
     
    含油污水的主要特征
        采油污水是从地层中随原油一起被开采出来、经过原油破乳等初加工过程形成的一种集悬浮固体、油、溶解物于一体的多相体系。具有较高的油藏伤害性、腐蚀性和一定的结垢性。因此采油污水必须经过处理后才能回注。

    采油污水回注处理研究的主要问题
        ①处理后水质。
        ②腐蚀速率的有效控制。
        ③处理后水的稳定性及与地层水的配伍性。
        ④处理后水对地层物性的影响。
        ⑤产出污泥的无害化处理。

    油气田污染物排放特点
        ①点源与面源排放兼有。
        ②无组织排放与有组织排放兼有。
        ③正常生产排放和事故排放兼有。
        ④连续排放与间歇排放兼有。
        ⑤可控排放与不可控排放兼有。
        其重点是污水的处理与回用。

    含油污水处理的技术思路
        针对具体污水的性质特点,将絮凝、防腐、阻垢、杀菌和储层保护等环节进行综合考虑,避免了单独处理环节出现的药剂之间相互影响、相互制约的不足,保证最终水处理效果。

    技术路线
        应用失重和电化学方法、χ-衍射技术、灰关联分析技术,系统研究不同油气田含油污水的腐蚀因素及其交互作用,形成了一套适合不同性质含油污水的腐蚀控制技术,克服了单因素研究中对影响腐蚀的主要因素判断不准确、制定的措施针对性较差的问题。
        应用化学分析、吸附凝聚χ-衍射技术,系统研究不同油气田含油污水的结垢类型、结垢机理及影响因素;应用岩心驱替实验、扫描电镜定位检测技术等,研究了处理后水与地层水的配伍性和对岩心渗透率的影响;应用诱导结晶、絮凝除垢方法,研究了高结垢污水除垢和水质稳定问题,建立针对不同含油污水性质的防垢技术和方法。
        将化学氧化与絮凝技术有机结合在一起用于高含铁含油污水处理中,使含油污水中的有害离子在一定pH值下,实现价态转化并作为絮凝剂的有效组分,与后续加入的无机聚合物类助凝剂形成复合絮凝剂并直接用于含油污水处理中,提高了含油污水的处理效果、降低了污水处理成本,克服了污水处理中污泥产生量大、处理后水易结垢的难题。并对含油污泥进行固化处理,实现含油污泥资源化利用。
        通过岩心流动实验和χ-衍射技术,分析了不同油田的储层特征和潜在伤害因素;应用计算机网络模型,系统研究了固体颗粒、油珠在地层多孔介质中的运移、沉积和堵塞规律,同时考察固体颗粒大小和浓度、油珠大小和浓度、结垢种类和结垢量大小、孔隙参数、注入流速等因素对储层渗透率的影响,确定出含油污水回注过程中产生油层伤害的机理和影响因素,为注水开发过程中污水处理水质指标的确定奠定基础。
        在系统研究含油污水絮凝、缓蚀、阻垢、杀菌等各个处理过程相互影响的基础上,综合考虑各操作单元与整体处理效果的关系,通过药剂配伍性研究和处理工艺的优化,将絮凝与防腐、阻垢、杀菌技术进行有机组合,实现含油污水处理与防腐技术、防垢技术的有机统一,提高污水处理效果和效率,降低污水处理综合成本。

    油田污水的处理方法
        目前,油田采出水经处理后主要用于回注,其主要处理指标是含油量、悬浮物、悬浮固体颗粒中值和平均腐蚀率。根据高、中、低渗透油田的注水要求以及污水特性的不同,不同的油田采用不同的处理工艺。如大庆油田采用大罐自然沉降—过滤流程;辽河油田采用斜板—浮选—过滤流程;大港油田采用聚结分离—浮选—过滤流程;新疆东河油田采用旋流器—过滤流程。归纳起来,这些工艺主要由沉降分离除油段和过滤段组成,其流程一般为:采出水→沉降分离→过滤除油→出水。沉降分离除油段的处理方法有重力沉降法、混凝沉降法、斜板沉降法、压力沉降法、气体浮选法及旋流器法等,有时也采用几种方法组合。一般情况下,经过沉降分离除油污水的含油量降为200mg/L 以下,然后经过能除去微小悬浮物和乳化油的过滤段。过滤段的过滤设备主要为石英砂过滤器和核桃壳过器,过滤器的滤料有单层、双层和多层,过滤方式有单向和双向之分。根据注水要求的不同,可采用一种或多种过滤设备组合的过滤流程。
     
    清污混注工艺流程框架图
     
    同层回注工艺流程框架图

     

     
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