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油田废水处理技术汇总【图文】

关注:日期:2018-03-10

我国大部分油田都是采用注水的方式(注水压裂)开采的,每生产1吨原油约需注水2~3吨,因此,往往在原油开采上来,采油废水也随原油进入集输系统中。特别油田生产后期,原油含水可高达90%以上。此外,在钻井、洗井过程中,也有废水产生,油田废水就是原油开采全过程中所产生的废水的统称。油田废水只有经过处理才可以回注到地层中,本文总结了油田废水常用的处理方法。

油田废水的来源及水质特点

油田废水来源于油气开采中钻井、采油、洗井等过程,因此油田废水成份复杂,为有机、无机混合物,还涉及到有机物在水相与油相的分配,经过蒸汽热采、三次采油和其它处理工艺后,油中胶质沥青质,脂肪酸类物质,硫醇、类物质等在一定条件下以一定的形态进入水相,使水中有机物与油中有机物相对组成发生较大的变化。油中脂肪酸类物质及胶质沥青质是天然乳化剂,在热采、三次采油和地层运移过程中与油形成乳化油,所以废水中的油主要以乳化油和游离态油的形式存在,在沉降站进行油水分离后仍有相当部分残留在水相中。根据有关分析结果表明含油废水中的主要成份有重质原油、脂肪酸类物质、破乳剂、硫醇类物质、胶质类物质、硫化物、碳酸盐、硫酸盐等。因为水中残留的有机物和无机物组成复杂,给油田废水处理带来了一定的难度。尽管各油田水质各异,但总体看来具有以下特点:

矿化度高,加速了腐蚀速度,同时也给废水生化处理造成困难;

含油量高,远大于各种出路所要求的水质标准;

含大量微生物,细菌大量繁殖不仅腐蚀管线而且还造成地层严重堵塞;

含有大量生垢离子,采出水中含有SO42-、 CO32- 、Ca2+、Mg2+、 Ba2+等易成垢离子;

悬浮物(注聚区聚合物)含量高、颗粒细小、容易造成地层堵塞。

各废水类型的具体来源及水质特点列于下表。

油田废水含油量高,水体中油污染物的成分和存在状态也不同,油在油田废水水体中存在形式大致有以下5种:

油田废水的危害

油田开采过程中会产生大量废水,尤其是大规模油田开采,采出液中含水量相对更高。油田废水是组成复杂的液态混合物,其主要成分有水、原油、可溶性气体、固态悬浮物、电解质、细菌和各种油田化学添加剂等物质,直接排放,不仅会对环境造成严重危害,污染地表水和农田,导致动植物的死亡和人类潜在疾病,给当地人民的生活造成严重危害。而且,油田废水中酸性气体或盐类会加速管线设备腐蚀;油田废水中固体悬浮物会堵塞地层;油田废水中工业细菌会腐蚀管线、堵塞管线,并使水质恶化。

油田废水处理技术

油田废水处理,主要是指将原油开采过程中产生的废水回注地层前,将水中的原油、悬浮杂质、有害的化学离子分离开来,以免对地质结构和地表环境造成污染和破坏。油田废水处理技术有物理法、化学法、生物法以及综合性的物理化学方法。

物理法

物理法是通过物理作用分离和去除油田废水中不溶于水的悬浮物的方法。物理处理法所用的设备大都比较简单、操作方便,分离效果良好,使用极为广泛,根据物理作用的不同废水处理主要有重力分离法、离心分离、压力沉降、粗粒化法以及过滤法等,都是利用不同的水处理设备将油田废水中有害物质除去或降低其含量。

1、重力分离法

重力分离也叫重力沉降、自然除油,基本原理是利用油田废水中油、水两相的密度不同,使油水混合物在重力场中发生相对运动,最终实现油、水分离。重力分离的设备为重力隔油罐,适用于油田废水的前期处理。含油废水进入隔油罐后,大的油滴在浮力的作用下自由地上浮,乳化油通过破乳剂(混凝剂)的作用由小油滴变成大油滴。在一定的停留时间内,绝大部分原油浮升至隔油罐的上部而被除去。因其处理量大运行费用低,管理方便等优点而被广泛应用,其缺点是占地面积大,基建投资高,对乳化油的处理效果不好,废水停留时间长。目前国内外在重力分离设备上已取得了一定的进展,已由自然沉降除油发展到斜板除油,加设斜板,增加分离设备的工作表面积,缩小分离高度,即利用“浅层沉淀”原理提高除油效率 。如美国Quontek公司研制的聚结板油水分离器(CPS)。最近,石油大学对CPS进行了改进,在其基础上引进了斜板技术,发明了斜通道波纹波纹板油水分离器和翼斜板油水分离器,进一步提高了板式分离器的效果。



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