油田采出水水质影响因素分析及治理措施研究
高彦军 令鹏 胡彦发
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高彦军 令鹏 胡彦发 ,. 油田采出水水质影响因素分析及治理措施研究[J]. 水资源科学研究,2023.7. DOI:10.12721/ccn.2023.157052.
摘要: 随着油田生产年限的增加,所得流体含水量逐年增加,含油废水量逐年增加,从开发初期的低含水期到当前中高含水时期,部分油井含水上升率甚至达到90%以上。低渗透油田储层具有孔径小、喉道细、渗透率低的特点,特殊的储层特征和地层水的复杂性质决定了对回注水质的更高要求。
关键词: 油田;采出水水质;影响因素;措施
DOI:10.12721/ccn.2023.157052
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1油田采出水水质来源及特点

油田采出水具有污染物浓度高、成分复杂、水质波动性大、危害性大等特点。首先,由于气田采出水与高温高压气层的接触,一些溶解盐类、悬浮物、油类、有毒气体、有机物等被带入气田。其次,由于天然气和地层水长期储存在地下,其中也生活着一些微生物和细菌,当天然气从地层中开采出来时,这些微生物和细菌会与其他杂质混合到水中并被带出。此外,随着油田开采程度不断加深,采出水水质也会发生明显变化。以含盐量为例,在油田开采初期,产水含盐量可能小于1000mg/L,但在采气末期,产水含盐量会激增至35000mg/L,甚至更高。同时为了保证油田产量稳定,开采中后期常使用泡沫排水采气法,向油田中加入多种开采助剂,如季铵盐阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、聚合物类表面活性剂等,造成采出水水质进一步恶化。不同油田的地质年龄、地层位置、储藏历史和开采方式都会显著影响采出水的水质,造成不同油田采出水的水质存在明显差异。因此,油田采出水矿化度较高,TDS在几万至几十万毫克每升,除含大量氯化物外,还可能含有有机物、硫化物、悬浮物、锌、锶、钡等有害物质。普光油田属于海相整装高含硫油田,油田采出水中含有大量污染物。可见,油田采出水水量大、水质复杂,若未经处理或处理方法不当排入环境,将会造成严重的污染,影响生态环境,威胁人类健康。

2油田水处理技术原理

现如今,我国石油开采企业在处理油田污水时,多采用物理及化学方法,在对油田污水进行一定处理后,回注到开采矿井内部。但油田污水含有大量有害物质,若处理效果不佳,抑或是处理技术本身存在缺陷,则区域地下水及土壤环境将受到极大影响,人民群众身心健康也将面临巨大威胁。油田企业为提高油田水处理质量,多采用密闭式处理技术,这种技术措施处理效果相对良好,可在一定程度上减少油田污水对生态环境带来的负面冲击。但油田水成分十分复杂,企业处理成本高昂,部分企业为确保自身经济利益,技术创新及应用积极性不佳,加之钻井液与洗井液总量庞大,企业处理压力也在持续增长,这对我国生态环境保护工作极为不利。当前技术条件下,油田污水处理方法可分为三种,即物理法、化学法与生物法。物理法涵盖重力分离法、离心分离法、粗粒化、过滤与蒸发等。物理法可有效处理油田污水中的各类矿物质、固体悬浮物以及其他油脂成分。化学法包含混凝沉淀法、化学转化法与化学中和法,化学法主要应对油田污水中的胶质及其他溶解性物质,如含油污水中常见的乳化油成分。生物法相对复杂,如厌氧生物法、好氧生物法、好氧-厌氧生物法等,生物法以微生物为主要处理载体,借助微生物新陈代谢过程,可有效处理油田污水中的各类有机物与有毒物质,这些有机物与有毒物质将被转化为更为简单且无毒的无机物,最终实现油田污水无害化处理。与此同时,生物法同样包含A/O法、接触氧化法、上流式厌氧污泥床、序批式活性污泥法、曝气生物滤池等,油田企业通常会将这些方法组合使用,污水处理效果相对理想,但生物法的实际处理效率相对较低。

3油田水处理技术的应用现状

油田水处理技术应用难点体现在多个层面:其一,油田企业环保意识不足,其管理人员缺少必要的环保责任感。其二,油田水处理技术本身存在很大的应用限制,油田企业需投入大量人力、物力与财力,这就导致油田企业在油田水处理工作方面积极性不强,技术升级与创新困难重重。其三,我国油田水处理技术起步较晚,行业整体发展水平不高,加之监管力量不足,油田水处理体系不够完善。其四,我国油田水处理水质要求及制度规范方面不够系统,各地对油田污水处理的最终指标不够统一。近些年,油田开采对环境带来的负面影响已广受关注,我国环保执法力度也在快速增强,相关企业在对油田水处理技术的应用也提上日程。为深入贯彻生态文明发展思维,石油开采工作已进入全新阶段,石油开发与生态环境保护工作得以协调发展。在此背景下,油田企业在油田污水处理技术探索与开发工作方面投入更多资源,现有的石油污水处理技术得到系统化整,污水成分、排放量等要素影响下,处理技术优化创新步伐明显加快。

4采出水水质提升措施

4.1优化采出水处理流程

根据采出水特点及水质情况,优化改进处理设备,完善处理工艺流程,配套过滤、杀菌工艺,提高出水水质。针对转油站采出水处理装置远超设计能力问题,可将2具200m3清水罐改为300m3沉降除油罐,将100m3反洗罐改为调节水罐,注水泵房清水泵改注采出水,更换采出水注水泵1台。同时,优化加药制度,根据来液量变化动态调整加药量及加药泵的运行。

4.2建设信息化管理系统

对于石油化工行业来说,要实现可持续性发展,应将计算机与油田低气压排水采用技术有机结合在一起。在推动石油化工行业发展过程中,应有效运用计算机技术、设备与程序,在应用计算机过程中,实现对企业的科学化管理。如:化工企业可以依托信息技术,构建相应的进度管理系统,在系统之中输入采油工程的进行时间、采油数量与预计结束时间等相关信息,对实际情况和系统进度模型开展分析,以此确保企业能够有效掌握进度的实际情况。

4.3系统污泥清运

清理或外运不及时淤泥会在系统内不断循环,堵塞管线,淤积设备,导致注水泵频繁故障。因此需要制定详细的污泥“清、减、封、运”方案,并及时处置。卧式容器清淤,定期对三相分离器、加热炉清理淤泥,污泥占整体污水处理量的1%~2%,污泥中通常包含重金属、微生物等。处理时严格遵循“减量化、无害化、资源化”原则。结合实际运行情况,优化采出水系统排污时间,沉降罐每天排污。在清池清淤用高压水枪把淤积物冲散并稀释,被稀释后的淤积物运往陇东油泥处理厂,清理次数一般为每年一次。

结束语:综上所述,伴随着我国社会经济的快速发展,石油资源对国民经济体系的影响愈发深远,油田污水对生态环境的破坏愈发严重,对此,相关企业应全面提高生态环保意识,加大技术投入,加大技术研发与应用探索,充分利用先进且合理的油田水处理技术,提高污水处理效果,并实现油田污水循环再利用。注重石油开采工作的稳步进行,既要实现油田水无害化处理,也要为石油产业的健康发展奠定有利基础。

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