油田采油污水回注处理技术及工艺探讨
[摘 要]随着国家节能减排力度的加强，油田污水排放标准将越发严格，污水回注处理将是今后油田污水的唯一出路，文章首先分析了含油污水的性质，然后重点介绍了污水回注处理过程中常用的四种技术（气浮选分离技术、离心旋流分离技术、精细过滤技术及膜分离技术）及其原理，并介绍了他们最新的研究和应用情况，最后对今后含油污水回注处理技术的发展方向发表了个人的看法。
[关键词]油田污水；回注；处理；技术
中图分类号：G711 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0115-01
随着开采时间的推移，中国石油的大部分油田相继进入二次开采（即注水开采）阶段，二次开采阶段的到来一方面增大了对注水量的需求，另一方面也大大增加了油田采出水的量，这些废水如果不经过处理就直接排放的话势必会对环境造成极其恶劣的影响。相反，如果这些废水经处理后用于回注，不但满足了日益增大的注水量的需求，还减少了对环境的污染；同时由于油田采油废水中具有与油藏的良好配伍性，将这些污水深度处理之后用于回注对提高油田的采收率具有积极的作用。
1、油田生产废水的性质
油田废水是指与原油一起从地层中提取的水。它经历了大部分原油处理过程。因此，污水中杂质的类型和性质与地质条件和注水水质有很大关系。这种类型的污水是一种复杂的多相系统，含有固体杂质，液体杂质，溶解气体和溶解盐。石油生产废水中有五种主要形式的石油：（1）光滑油，其颗粒通常大于100μm，在水的表面上以连续相的形式漂浮，形成油膜或油层；（2）分散油，悬浮在水中，微小油滴，不稳定，静置一段时间后通常会变成浮油，油滴颗粒一般在10到100微米之间；（3）乳化油，粒径0.001～10μm，具有一定的稳定性，静态沉降法不能除去，是生产废水的主要处理对象。（4）溶解油，一种化学分散的细粒分散油，其油粒径小于0.001μm。通常，原水中的这部分油占总油含量的不到1%，并且在处理过程中除去一定比例。但不是污水处理的主要目标；（5）固体附着油，吸附在废水中固体颗粒表面的油，随着固体颗粒的去除而被除去。
2、油田废水处理技术研究的新进展
在含油废水回注处理中使用和研究的技术主要包括气浮技术，离心旋风分离技术，精细过滤技术和最近开发的膜分离技术。这些技术由于其设备而尺寸较小。它效率高，效果好，因此得到了广泛的应用和研究。
气浮技术的基本原理是在油污水中引入大量微小气泡，并以此作为载体粘附在污水中的油珠和悬浮絮状物上，形成整体密度较小的浮体。水漂浮到水面，使污水进入污水。将油珠和悬浮物与污水分离，以达到净化污水的目的。在污水处理中，根据在水中形成气泡的方式，气浮方法可以分为四种类型，即溶气浮选法，诱导气浮法，电解气浮法和化学气浮法。仁链，郑洁等采用两级串联电浮技术处理油田废水，研究了预处理，一级天然电浮，二级天然电浮和絮凝剂及其加药方式对处理效果的影响。油田联合站处理技术的主要影响因素和现场试验发现，二次电气浮排污水含油量小于20mg / L，基本符合注水水质标准。采用气浮技术去除污水中的悬浮物时，必须进行复合处理才能发挥作用。增加溶解气体的量不会改善原油和悬浮固体的浮选效果，但会增加处理水中的氧含量，表明溶解的气体体积具有临界值。利用石油化工研究院开发的新型叶轮气浮设备对污水处理厂污水进行了初步研究，发现叶轮气浮机与溶气气浮池类似。与溶气浮选槽相比，叶轮气浮机采用低能自吸气液混合器作为微气泡发生器，不需要溶解气体回水，停留时间短，且低能耗和占地面积小。本实用新型结构简单，操作维护方便等，可作为溶气浮选的替代技术。采用两级气浮技术处理水力旋流器处理的生产废水。进口油含油量大于100mg / L，出口油含量小于15mg / L，符合排放要求。
离心分离是使含有废水的容器高速旋转以形成离心力场。离心力根据颗粒，油和污水的密度而不同。通过较大的离心力将致密密度破碎到外部，并将小密度废水留在内部，并通过不同的出口排出，以达到分离污染物的目的。通过离心分离含油废水后，油在中心浓缩，废水集中在外壁上，达到油水分离的目的。液 - 液分离器基于固液分离旋风分离器的开发。它于1967年开始于1984年英格兰南岸的“TorreyCanyon”油轮坠毁年度液液旋流器在油田成功进行了试验，次年用于英国油田石油勘探平台和澳大利亚PST油田，正式进入工业应用阶段。液 - 液分离旋风分离器经历了从单锥到双锥的发展过程，从单一锥形到动态分离。分离技术目前有两个研究趋势：一个是英国南安普敦大学。代表性的静电旋风分离技术；第二个是法国TOTALCEP和NEYRTEC代表的动态旋风分离技术。当产出水被过滤时，它具有以下三个功能：第一，协同作用，油和悬浮物被整合成一体，并且在除去悬浮物的同时也除去附着的油；第二种是粗粒化，制成过滤材料。油珠变大并吸附在悬浮物上；第三是过滤材料本身对油有一定的保留和吸附作用。过滤一段时间后，一部分原油保留在过滤层中，并且反洗可用于再生过滤层以恢复其过滤能力。用于生产水的过滤器是压力型和重力型。目前，我国的油田一般采用压力式，如石英砂过滤器，核桃壳过滤器，双层过滤器，多层过滤器等。特别是，过滤器由于其良好的亲脂性能，大的污垢拦截能力，輕质地和低反洗能量消耗而被广泛使用。近年来，随着纤维材料的应用和发展，以纤维材料为过滤材料开发的深床高精度纤维球过滤器已广泛应用于食品，制药，酿造等工业领域。过滤纤维很细，过滤时可以形成理想的过滤材料空隙分布。容尘量大，去除悬浮物的效果高于石英砂过滤材料，反洗时不会出现过滤材料失落的现象。膜处理技术采用微孔膜拦截油粒，主要用于去除乳化油和溶解油。膜可以进一步分为超滤膜，反渗透膜和混合膜。超滤膜的孔径一般为0.005～0.01μm，远小于乳化油颗粒的孔径，反渗透膜的孔径小于超滤膜的孔径。因此，含油废水中的油颗粒不能在压力下被滤膜拦截，并且这两种膜通常被制成中空纤维管过滤器以增加膜的过滤面积。随着膜技术的发展和水平的提高，产水膜处理工艺受到广泛关注。采用膜分离法处理的含油污水可以达到低渗透油田的注水或外排标准，适合工业规模生产。
3、展望
无论是何种分离技术，其都不是万能的，不同的分离技术适用于不同的含油污水水质情况，只有将几种技术有机结合、取长补短，合理运用才能使得这些技术发挥最大的效果。因此，开发出多种组合工艺及多功能集成的一体化设备，集高效、经济、简单易用等特点于一体的小型采油废水处理装置将在区块采油开发中发挥重要作用，将是今后一段时间的研究热点。
参考文献
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作者简介
李丽（1975—），女，在大庆油田有限责任公司第七采油厂葡一联从事油气田水处理工作，污水工专业。