油田采油污水水質(zhì)特征

　　石油資源是一種非常重要的工業(yè)生產(chǎn)原料，近幾年來隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及對石油資源需求量的不斷增加，從而導(dǎo)致或者石油開采力度也在逐步上升。在石油生產(chǎn)開采過程中產(chǎn)生大量的采油污水，而采油污水的成分非常復(fù)雜，而且非常容易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，從而導(dǎo)致油水分離處理難度進(jìn)一步增加。尤其在進(jìn)入三次采油階段后，也應(yīng)用了大量的物理、化學(xué)、生物等手段來有效提升油田采收率。目前在我國石油生產(chǎn)開采過程中聚驅(qū)采油、二元復(fù)合驅(qū)采油、SAGD采油技術(shù)等都得到了非常廣泛的應(yīng)用，逐漸成為了我國石油行業(yè)提升原油采收率的主要手段。在這種情況下，針對三次采油采出液處理技術(shù)涉及的各石油行業(yè)環(huán)保生產(chǎn)的熱點(diǎn)問題進(jìn)行深入研究。

　　1、油田采油污水水質(zhì)特征

　　1.1 聚驅(qū)采油污水水質(zhì)特征

　　在油田生產(chǎn)開采后期階段聚合物驅(qū)油技術(shù)是一項非常重要的生產(chǎn)開采技術(shù)，聚合物驅(qū)油技術(shù)主要指的是在油田注水作業(yè)過程中在水中加入大量可溶性的高分子聚合物，以此來有效降低水相的滲透率，使得井下油水流度比得到了進(jìn)一步改善，而水相的黏度也得到了進(jìn)一步提升，由此進(jìn)一步提升了石油的開采效率。

　　聚合物驅(qū)油采油技術(shù)通常情況下采收率能夠達(dá)到30%~40%，但是，通過該技術(shù)開采出來的原油含水率一般都比較高，其最高的情況下含水率能夠達(dá)到80%，這就相當(dāng)于每開采一噸原油，其中還有0.8t的污水。通過聚合物采油技術(shù)開采出來的污水，而且乳化現(xiàn)象也比較嚴(yán)重，與其他開采技術(shù)的產(chǎn)出液相比較，聚合物驅(qū)油技術(shù)采出液具有以下一些特征：

　　(1)由于在開采過程中添加了一定量的驅(qū)油劑，導(dǎo)致其采出液中污染物以及其他含量都具有較大差異性。由于聚合物驅(qū)油技術(shù)在具體實(shí)施過程中添加了大量的水解聚丙烯酰胺，導(dǎo)致其采出液中通常情況下都會還有一定要在水解聚合物MPAM。由于該物質(zhì)分子量比較高，很難實(shí)現(xiàn)降解，這就為后期油田的污水處理帶來了一定的困擾。

　　(2)HPAM通常情況下呈現(xiàn)出白色固體顆粒，其在水中溶解后會導(dǎo)致水的粘稠度增加。隨著水溶液粘度的增加，污水中含有的油珠相互碰撞的幾率就會減小，無法實(shí)現(xiàn)有效凝聚，如此就使得其融化穩(wěn)定性比較強(qiáng)，油水分離的難度也比較大。當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到45℃的時候，HPAM濃度能夠達(dá)到80mg/L，在這種條件下測量采出液的粘度為0.8MPa?s，而在保持同等條件的情況下，水驅(qū)采油技術(shù)得到的產(chǎn)出液污水的粘度通常情況下為0.6MPa?s。而隨著其濃度不斷增加，采出液的粘度也會呈現(xiàn)出迅速增長，與同等條件下水驅(qū)采出液難度相比較，HPAM采出液濃度甚至能夠超過水驅(qū)采出液濃度86%左右。

　　(3)聚合物驅(qū)油技術(shù)得到的采出液油珠直徑都比較小，當(dāng)其采出液中油的顆粒直徑<10μm的時候，在實(shí)際進(jìn)行污水處理過程中就必須向其中加入這樣的破乳劑以及絮凝劑。而同等條件下，水驅(qū)采出液油珠平均的力就能夠達(dá)到35.4μm，而聚合物采出液心中的油珠顆粒直徑僅僅能夠達(dá)到5μm左右，由此可見，利用聚合物驅(qū)油技術(shù)得到的采出液中油珠的平均粒徑非常小。

　　(4)聚合物驅(qū)油技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，其采出液中會含有大量的HPAM，而HPAM又會導(dǎo)致水相的黏度急劇增加，由此就會導(dǎo)致污水中的油珠相互之間碰撞的幾率急劇下降，小油珠很難通過碰撞聚集成大油珠，由此就導(dǎo)致其采出液中油柱的平均粒徑比較小，從而給油水分離造成極大的困擾。

　　1.2 二元復(fù)合驅(qū)采出液水質(zhì)特征

　　二元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中不僅會添加大量的HPAM，而且還會加入一定讓它表面活性劑，通常情況下都會使用石油磺酸鹽來作為表面活性劑，通過表面活性劑能夠?qū)崿F(xiàn)對采出液中油水界面張力的有效控制，由此就會死的地層孔隙中的小油珠與回注水相互之間的作用力進(jìn)一步增加，與之相適應(yīng)的地層表面對原有的吸附能力也會相應(yīng)的下降，進(jìn)一步增強(qiáng)了驅(qū)油效果，有效提升了油田的采收率。

　　但是由于復(fù)合驅(qū)在采出液中含有一定量的HPAM以及表面活性劑，從而使得原油出現(xiàn)乳化，進(jìn)一步提升了原油流動性，而表面活性劑有效增強(qiáng)原油的增溶作用，也會導(dǎo)致采出液化程度增強(qiáng)，與聚合物驅(qū)采出液相比較其污水處理難度更大。利用普通的污水處理工藝很難達(dá)到理想的處理效果，因此必須要在污水處理過程中加入適量的破乳劑以及絮凝劑才能有效實(shí)現(xiàn)油水分離。

　　2、油田采油污水處理現(xiàn)狀

　　2.1 油田采油污水處理后出路及水質(zhì)要求

　　隨著石油資源需求量的不斷增加，石油開采規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，由此會產(chǎn)生大量的采出液。針對有點(diǎn)開采過程中產(chǎn)生的大量污水進(jìn)行妥善處理能夠有效改善生態(tài)環(huán)境，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)水資源的合理利用，進(jìn)一步提升了油田經(jīng)濟(jì)效益。就目前世界石油行業(yè)污水處理現(xiàn)狀來看，經(jīng)過處理的采油污水主要有以下三種出路：針對處理效率比較高的水資源可以直接回注到地層中;污水經(jīng)過處理后向其中加入一定量的驅(qū)油劑可以再次用來進(jìn)行采油，當(dāng)其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后可以進(jìn)行外排;而在我國油田行業(yè)中，部分采油污水在經(jīng)過處理后可以當(dāng)成熱采鍋爐的水源，但是這部分水源在整個外排污水中占有的比例非常小。

　　大部分經(jīng)過處理后的油田采油污水都回復(fù)到了地層中，但是，我國石油行業(yè)對地層回注污水水質(zhì)要求比較高，回注污水中含油量不能>20mg/L，其中的懸浮顆粒含量不能>10mg/L，因此，針對油田采油污水分離處理不斷加強(qiáng)高效破乳劑以及絮凝劑的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　2.2 油田采油污水處理方法及工藝

　　油田的采出液由于會受到地域因素、地層結(jié)構(gòu)、原油性質(zhì)、驅(qū)油方式等多種因素的影響，導(dǎo)致油田采出液的水質(zhì)特征以及乳化特征也存在很大差異，而針對特征不同的采出液在實(shí)際進(jìn)行處理的過程中，處理工藝以及處理方法也存在較大差異。不同處理工藝具體特點(diǎn)以及缺點(diǎn)也存在很大差異，因此在實(shí)際進(jìn)行采油污水處理的過程中，可以通過將幾種方式進(jìn)行聯(lián)合使用，這樣才能有效提升污水處理質(zhì)量。

　　2.3 采油污水處理藥劑

　　(1)破乳劑。

　　由于油田采出污水水質(zhì)成分比較復(fù)雜，油水分離難度比較大，要想達(dá)到油水分離效果，就必須要針對聚合物特定的功能團(tuán)進(jìn)行定點(diǎn)化。

　?、傺趸迫?。

　　氧化破主要是充分利用一些氧化物質(zhì)，針對聚丙烯酰胺基團(tuán)進(jìn)行定點(diǎn)氧化，從而能夠使得聚丙烯酰胺濃度逐漸下降，采油污水的濃度也會相應(yīng)下降，如此就使得采油污水中油珠碰撞的幾率增加，從而能夠使得油珠的粒徑增加，進(jìn)一步增強(qiáng)流水分離效果。

　?、诟呒壯趸夹g(shù)。

　　雖然使用氧化破乳劑在一定程度上能夠降低采油污水粘度，但是在一些情況下其效果并不明顯，隨著目前回住采油污水水質(zhì)的不斷提升，對采油污水氧化效果也提出了更高的要求。而高級氧化技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步提升了采油污水的可生化性，使得污水處理效果滿足了實(shí)際需求。

　　(2)絮凝劑。

　　在污水處理工藝中加入適當(dāng)?shù)男跄齽┠軌蛴行г黾游鬯男跄w體積，這樣就能夠使即通過重力實(shí)現(xiàn)沉降，從而有效清除污水中的絮凝物質(zhì)。

　?、儆袡C(jī)絮凝劑。

　　通常情況下，油田采油污水中含有的部分小油珠以及一些固體天然顆粒都帶有一定量的負(fù)電荷，因此，陽離子型有機(jī)絮凝劑油田污水處理過程中得到了非常廣泛的應(yīng)用，實(shí)際污水處理效果也非常好。

　　②無機(jī)絮凝劑。

　　在油田污水處理過程中聚合氧化鋁、聚合硫酸鋁、聚合亞鐵鹽等都是常用的幾種無機(jī)絮凝劑，無機(jī)絮凝劑在油田污水處理過程中的應(yīng)用為油田帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，目前在油田污水處理行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了大量新型的高分子絮凝劑，由于高分子絮凝劑具有較高的分子聚合度，因此能夠有效去除油田污水中的懸浮物，通過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，高分子絮凝劑除油效率甚至能夠達(dá)到90%。

　　3、結(jié)語

　　油田采油污水成分非常復(fù)雜，而且生化性也比較差，而傳統(tǒng)的采油污水處理工藝流程復(fù)雜，而且在污水處理過程中能耗也非常高。為了進(jìn)一步提升油田采油污水的處理效果，就必須要針對油田采油污水成分進(jìn)行深入分析，并采取相應(yīng)的處理措施。(來源：大慶油田第十采油廠供水大隊)