油田采出水处理分析

油田采出水处理分析（通用8篇）

油田采出水处理分析 篇1

油田开采过程中, 需要大量的水源进行脱水处理, 这就加剧水资源供需矛盾。再加上原有的采出水工艺技术相对单一, 且缺乏深度处理工艺, 成本高、效率和管理水平低等, 使得油田采出水不能更好的满足回注或是外流标准, 甚至会出现环境污染。为了更好的满足油田采出水处理标准, 就应该采用先进的油田采出水技术。如何更好的对油田采出水新技术进行分析并对其更好的应用, 已经成为相关部门值得思索的事情。

1 对油田采出水处理新技术分析的必要性

就目前来看, 我国油田采出水技术仍处在初级阶段, 其处理技术仍比较单一的处理技术单一, 在实际应用过程中仍有很多不足之处, 再加上没有完善的配套体系没有结合国外先进技术对油田原油过滤技术进行改进, 使得现有油田采水技术在一定程度上缺乏深度处理, 即便在实际油田采出水处理中应用, 也不能更好的发挥其作用;油田采出水设备陈旧、配套性差, 使得其不能更好的满足复杂的油田出水处理工艺需求, 再加上其成本高, 也不能满足高含水油田开发的需求;油田处理水药剂药效相对较低、使用范围小, 使得其处理水水质得不到保证, 进而使腐蚀和结垢现象更加严重;因油田采出水含有大量的聚合物分子, 如果没有先进的过滤技术、设备和药剂等作保证, 其聚合物分子的粘度就会增加, 甚至形成稳定的乳化油, 一旦形成稳定的乳化油, 油田采出水中的油和水就更不容易分离;原有的油田采采出水技术自动化程度较低, 管理水平也较低, 使得其生产效益也相对较低。要想保证油田采出水质量, 就应该对油田采出水新技术进行研究, 以保证油田采出水水质标准。

2 对油田采出水处理新技术进行分析

2.1 对全物理性膜分离技术进行分析

全物理性膜分离技术作为合成膜技术, 其是在原有技术的基础上, 对原油成膜表面进行改性, 并加入具有化学破乳亲水亲油疏水官能团材料, 使其具有破乳功能。在对油田采出水进行处理的时候, 油污水一旦通过全物理性膜, 其官能团就能改变采出水中乳液颗粒亲水亲油平衡性, 使油田采出水乳化、聚集、粗粒化并分离, 最终形成净化水质。全物理性膜分离技术是集表面技术和膜分离技术为一体的新型技术, 不仅能摆脱了传统过滤模式, 使用具有破乳功能的分离材料, 省去化学药剂处理环节, 实现全物理破乳和污水处理过程, 也能使油田采出水工艺和管理简单方便, 同时也能达到高效节能的目的。

2.2 对超声波技术进行分析

超声波技术作为机械波, 在传播过程中具有机械作用、空化作用和热作用。在对油田采出水进行处理的时候, 其会利用自身的机械振动使油和水等介质产生凝聚、破乳和释气。具体来说, 在机械振动过程中, 油滴和水滴会随之移动, 使小油珠聚集成大油珠, 使小水滴聚集成大水滴。在聚集的过程中会因自身重力的差异, 使大水滴迅速下沉, 油珠上浮, 最终使油水破乳分离。此外, 超声波降低界面张力, 也能使油田采出水破乳分离。超声波在强烈的空化作用下, 其能将油田采出水中的机械介质粉碎, 以降低固体颗粒, 以达到改善水质的目的。有研究表明, 油田采出水通过超声波处理后, 其悬浮物的总量会降低, 小粒径的浮化物会增加, 水的张力也会随之下降, 在一定程度上, 能减少腐生菌数量, 保证原菌数不便, 进而降低总含铁量和含油量, 使采出水的水质得以保证。

2.3 对水力旋流技术进行分析

水力旋流技术就是油田采出水在压力的作用下, 会以较高的速度进入圆筒的器壁, 并在筒内进行高速的旋转运动。因油和水的密度不同, 油田采出水会在高速旋转离心力的作用下使油聚集在旋流中央, 使水聚集在外圈, 进而实现油水分离。这种技术在曾在美国西部油田中应用, 将水力旋流器引入油田采出水流程中以替代传统的隔油和浮选单元, 其可以将油田采出水处理成蒸汽锅炉用水, 不仅节省了水资源, 同时也保护了环境。我国在大庆油田进行过水力旋流油田采出水现场试验, 其结果表明, 这种技术能将采出水混合物量浓度为1.00~1.80g/L油质降至0.02g/L, 其油水分离效率能达到90%以上。

2.4 对高氧化技术进行分析

高氧化技术是以化学或物理方法对污水中的有机物进行处理, 将其转化成无机物或是低毒易降解有机物。这种技术之前在制药、精细化工及印染等方面应用的比较广, 目前在油田采出水中也有所应用, 但是其仍处于初级阶段。主要技术主要用于表面含有活性剂的采出水, 其在实际应用过程中, 其会消除油田处理水界面的活性剂, 使油滴聚集或重排, 最后使其分离。当油田采出水界面层有Ti O2存在的时候, 有光照射, 其就会发生催化剂反应, 达到乳化油破乳目的, 进而除去油田采出水污染物, 保证其质量。

2.5 对生化技术进行分析

生化技术就是以微生物新陈代谢过程来降解油田采出水中的有机物, 并使其成为新的生物细胞和无机物, 进而达到除去有机物目的。因生化技术是在初级处理基础上的二级处理, 其已经在城市污水厂和工业污水处理中得到了广泛的应用。近些年来, 其在油田采出水中也有所应用, 并取得了一定成效。正常情况下, 在进入生化系统处理前, 其含油量应为50mg/L, 厌氧折流板反应器、好氧接触氧化等技术才能更好的发挥其效果。就目前来看。生物技术已经成为一种较为成熟的有机物去除技术, 其在油田采出水处理中将会有更好的前景。

3 结束语

随着石化污水专项治理工作不断的开展, 影响水质达标与否的因素也逐渐显现出来。毕竟油田开采过程中, 会对采出水进行处理, 如处理不当不仅会影响环境, 同时也会对地下水造成污染, 进而影响其水质。为了避免这些问题出现, 在对油田进行出水处理的时候, 就应该尽可能的采用新的处理技术, 将油田采出水问题降至最低, 进而使油田采出水水质达到正常标准。

摘要：随着油田不断的开展, 其油田采出水处理工作日益增多, 原有的石油采出水技术已经不能更好的满足油田采出水处理需求。在这种情况下, 有必要对原油的采出水处理技术进行分析, 并采用相应措施以便更好的满足油田采出水处理需求。本文主要从对油田采出水处理新技术分析的必要性、对油田采出水处理新技术进行分析两方面出发, 对油田采出水处理新技术应用情况进行分析。

关键词：油田采出水,理新技术,应用情况

参考文献

[1]彭志, 李凡磊, 赵绍伟.江苏油田含油污水处理新工艺新技术[J].2008.25. (01) .[1]彭志, 李凡磊, 赵绍伟.江苏油田含油污水处理新工艺新技术[J].2008.25. (01) .

[2]刘建兴, 袁国清.油田采出水处理技术现状及发展趋势[J].工业用水与废水.2007.38. (05) .[2]刘建兴, 袁国清.油田采出水处理技术现状及发展趋势[J].工业用水与废水.2007.38. (05) .

[3]王地举.油田采出水处理现状及新技术应用[J].江汉石油学院学报.2004.26. (02) .[3]王地举.油田采出水处理现状及新技术应用[J].江汉石油学院学报.2004.26. (02) .

[4]任连锁, 张登庆, 陈毅忠, 王车礼.油田采出水处理新技术[J].油气田地面工程.2006.22. (09) .[4]任连锁, 张登庆, 陈毅忠, 王车礼.油田采出水处理新技术[J].油气田地面工程.2006.22. (09) .

[5]孙先长, 万涛, 罗云.油田采出水处理新技术与新工艺[J].工业水处理.2010.30. (05) .[5]孙先长, 万涛, 罗云.油田采出水处理新技术与新工艺[J].工业水处理.2010.30. (05) .

油田采出水处理分析 篇2

CPVC管材应用于油田采出水处理中的探讨

摘要：本丈根据油田采出水水质的.特殊性及CPVC管材的各项性能(包括:机械性能、耐温性,耐蚀性、耐久性等),就CPVC管材在油田采出水处理中的应用前景进行了论述.作 者：陈竹云 王国柱 查广平 樊鹏军 CHEN Zhuyun WANG Guozhu ZHA Guangping FAN Pengjun 作者单位：西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安,710021期 刊：科技传播 Journal：PUBLIC COMMUNICATION OF SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：,(9)分类号：X741关键词：采出水 CPVC管材 机械性能 耐温性 耐久性

油田采出水处理工艺浅议 篇3

原油在开采、集输过程中会伴生大量的含油污水, 二次采油又必须注水开发或注气开发, 为了防止环境污染, 节约水资源, 大部分油田都对各种含油污水进行收集处理、管输回注, 有条件的油田要求对含油污水实行零排放。

油田的含油污水其水质水量和产油区的地质条件、气候条件、原油集输方式等因素有关;在同一地区不同区块其水质也可能存在较大差异。油田经过多年的开采, 已基本处于“三高”阶段, 其含油污水概括起来有以下几点共性: (1) 水量大:采出液含水率逐年上升, 由此造成污水量增加, 注水难度加大。 (2) 矿化度高:国内油田的采出水矿化度基本在2×104~30×104mg/L。加上含油污水中不同程度地溶解了硫化氢、二氧化碳等酸性气体和溶解氧, 导致污水处理及回注设施的急剧腐蚀。

二、油田回注水标准及辅助性指标

陆上油田的开采方式主要为注水开发方式。由于高密演示组成的油层是油田注水服务的对象, 所以要保证所注的水得具有一定的水质, 只有这样, 人们才能实现预期的效果, 即:注得上、注得进、注得满。

在确定注水的水质时, 要根据注水的层物性指标来进行选择。一般需要满足的条件是:当处于运行的状态时, 应保证注入的水不会结成水垢。还有就是注入的水的腐蚀性较小, 不会对处理设备、注水设备以及输水管道造成影响。注入的水中不能含有一些超标的悬浮物, 油层在注入水后会发生膨胀和移动, 因此就需要注入的水与油层的流动要具有良好的配性。考虑到油藏孔隙结构和喉道直径, 要严格限制水中固体颗粒的粒径。

三、油田含油污水处理常见工艺

现在, 油田污水处理过程中, 因为污水水质的差异性比较大, 还有就是在处理的流程也比较复杂, 可以将污水处理工艺分为重力式收油、沉降、沉降、过滤流程;压力式聚结沉降分离、过滤流程;浮选式除油净化、过滤流程三种回注基本处理流程。

四、延长油田含油污水处理工艺现状

1.FL型含油污水处理装置:主要组成部分由油水分离器、纤维球过滤器、空气压缩机、空气净化器、储气罐、再生机、提升泵及电柜。

2.设备在日常的运行中经常会出现一些问题, 阻碍着污水处理的正常进行, 其原因主要有以下几点:

1.对水质波动性估计不充分, 没有将含油污水处理看成完整的工艺系统, 流程太短, 工艺短缺。

2.每个处理单元针对污染物目标不明确, 各段处理效率不明显。

3.水力学条件考虑不周全, 短流或异重流, 影响处理效果。

4.FL或HBP型含油污水处理装置是集分离、除污、过滤为一体的成套设备, 其对进水水质是有严格要求的, 无论是对主分离流程还是对滤料再生等其他辅助流程来说, 高度集约化结构设计肯定会导致装置内水力学条件很难保证。

5.不同的季节和不同的水质对设备管线腐蚀程度考虑不充分, 设备选材、防腐、保温等措施考虑不周。

五、污水处理工艺探讨

1.离子稳定技术:油田注入水电化学离子稳定技术 (简称离子稳定技术) 。水质处理技术的基本思路是通过分析污水的性质与水质指标的内在联系 (如污水的化学成分与腐蚀、结垢、细菌繁殖、破乳与凝聚的关系) , 选择针对性的药剂、设计与药剂配套的设备、确定各个处理设备优化组合的处理工艺, 系统的解决水质的净化与稳定问题。

(1) 溶气功能及原理:在装置的进水管上进行溶气增氧, 改变硫酸盐还原菌 (SRB) 的生存条件, 用以抑制硫酸盐还原菌的繁殖, 但是增加了污水的腐蚀性;水中溶解二氧化碳产生碳酸根离子, 与钡、锶、钙离子反应生成钡碳酸、锶碳酸、钙碳酸;水中溶解氧水解产生氢氧根, 可以和亚铁离子、镁离子反应分别生成氢氧化铁和氢氧化镁沉淀;溶气气浮除了心可溶性气体的污水放入设备内的涡分量, 产生涡流旋转, 由涡圈向内的石油和天然气, 油气运移的旋转所产生的离心力, 包括全面收集后油浮在油箱顶部的浮力, 从顶部收油口由气体将油带出回收, 此方法可以去除浮油、分散油和轻质有机物。

(2) 加电功能及原理:电极化防垢:当水流经高压电极, 进行高电压电场的极化处理溶解的粒子表面电荷的增加, 它成为超荷电粒子。这些粒子具有相同的电荷, 作为两个相同的磁极相互排斥, 因为这避免了颗粒之间的排斥力, 从该溶液中沉淀出的聚集体, 形成无结垢沉淀的能力;清洁电极:将装置插入后的带电粒子超级带电, 与水通过固有的污垢, 水和超荷电粒子转印充电到颗粒的污垢层, 从而使粒子表面的污垢层也携带相同的电荷, 从而使污垢层的颗粒互相排斥的固有氧化皮层剥离背面的溶液, 与水一起流走, 从而设备和管线的污垢被去除。

(3) 电极化杀菌功能及原理:高压电场情况下, 水中O2-、H2O2、·OH等均为活性氧物质, 它们均有强度不同的氧化性能, 可以通过与菌类生物的表膜或DNA作用达到有效地杀灭细菌的目的。

结束语

油田采出水处理技术与工艺之研究 篇4

1 油田采出水当下所用的处理技术

1.1 喷射气浮技术

喷射气浮指代在射流器前后借助射流泵形成负压,产生吸气作用,出现微气泡,并伴有油滴和悬浮物,流向水面,达成净化水的目的。在这一过程,存在较多的影响因素,例如,生成气泡自身的直径大小与实际分布。喷流气浮装置的本质为除油设备,具有运行优良、高效、经济、可行、适应性强等特点。

1.2 水力旋流技术

水力旋流技术具体指代含油污水经由压力作用,以高速按照切向方向涌至圆筒器壁,进行高速旋转,因油的密度低于周围的水,所以,经由离心力作用,不断聚集,最终汇至旋流中央,但水处于外圈,最终达到油水分离。

1.3 电化学技术

电气浮法主要借助电化学方法来消除水中内部的悬浮物以及有机物等。其将正负一样的多组电极布设在废水中,流经直流电时,形成多种作用,例如电极和电泳等。依照阳极材料自身的溶解性对电气浮法进行划分,能够将其划分成电凝聚气浮与电解气浮。其中电凝聚气浮是利用可溶性材料充当阳极,而电解气浮是利用不溶性材料充当阳极。

1.4 超声波技术

超声波属于机械波,其在介质传播过程,包含机械、空化以及热作用。而机械振动通常面向油水介质形成凝聚等一系列作用,通过位移振动,不断凝聚,从小油珠变成大油珠,从小水珠变成大水珠。因油和水存在重力差异,致使大水滴逐步下沉,而油珠不断上浮,最终实现油水分离。同时,超声波还可减小油水界面张力,促进破乳。

超声波具有强烈空化作用,这一作用可完全粉碎水体包含的机械杂质,减小固体颗粒的实际粒径大小,以此来优化水质。实践表明,对于注入水而言,通过超声波处理,其悬浮物含量有所减少,小粒悬浮物所占比重有所提升,水界面张力有所下降,内部腐生菌有所下降,还原菌保持不变,水质朝着可促进注水方向变动。

1.5 膜分离技术

膜分离的本质是流体分离技术。它凭借高效、经济、可行等特点得到了社会各界的普遍关注。膜分离技术一般包含UF、MF以及ED等,这是一种深度处理。其在采出水处理问题上得到了广泛应用,并进行了深入研究,应用成果较为理想。现阶段,膜分离应用主要将目光投向分离膜自身的膜面特性和油田含油污水的实际特性、清洗周期、分离膜预处理参数和新工艺研制等问题上。只要攻克上述问题,膜分离一定能得到进一步应用。

2 处理工艺探究

采油污水处理包含众多方法,且每一种方法均有不同的优缺点,如果仅仅应用一种方法,则处理效果不是很理想,在实践活动总一般同时应用两三种方法,进而让水质满足标准要求。处理手段主要利用物理方法进行分离,通过化学法完成去除,最后借助生物法进行降解。从工艺流程层面来说,一级处理具体包含沉降、悬浮以及离心分离,而二级处理包含过滤以及化学处理等手段,深度处理则指代超滤和吸附等。

油田采出水处理目前存在下述问题:其一,处理技术陈旧,无法有效借鉴和融入国外现代过滤技术,在深度处理中存在不足,成效不良;其二,处理设备落后,工艺繁琐,配套性不良,生产成本单一,与油田开发需要存在差距;其三,处理剂使用受限、处理水质易腐蚀和结垢;其四,自动化水平不高,管理水平低下,生产效益不理想。

针对上述问题,我们应从下述层面着手努力:重视科研合作,依托室内实验进行现场试验,参照油田自身的水质特性,构建别样的技术路线和科学的工艺流程,以此来获取最佳效果;注重生产技术的优化和设备的升级改造,强化深度处理,增加处理精准度;研制性能突出、经济、环保的处理药剂,以此来攻克腐蚀和结垢等不良问题;加大在工艺设备方面的研究,注重对外合作,合理引进现代化管理模式。

3 结语

油田采出水在未来应面向低成本、便于操作、切实可行和污染程度小的方向努力,通过综合治理,紧密融合传统和现代工艺,借此不断改善工艺流程,全面完善配套技术,最终达到效益最大化,实现可持续发展。

摘要：采油污水通过处理转换,达到了资源化利用,不仅可节省水资源,而且可降低环境污染,具有重要的实践价值。笔者将依托现有技术成果,结合实践活动,围绕油田采出水展开探讨,希望可为相关研究和技术突破提供一定的帮助。

关键词：油田采出水,处理技术,工艺研究

参考文献

[1]陈进富.油田采出水处理技术与进展[J].环境工程,2015,18(1):18-20.

[2]张逢玉,姜安玺,吕阳等.油田采出水处理技术与发展趋势研究[J].环境科学与管理,2016,32(10):65-68,80.

油田采出水处理分析 篇5

关键词：油田,采出水,处理工艺,改造技术

1 前言

水, 是生命之源, 是人类生存和发展不能缺失的最基本的物质, 我国是水资源短缺的国家, 人均占有量更为稀少, 近年来, 水污染日益严重, 使得水资源短缺问题进一步恶化, 制约着我国经济的发展。因此, 国家提出实施可持续发展战略, 把维护、合理使用水资源, 防治水污染, 改善水环境作为一项重要的发展内容。在众多工业领域中, 石油工业的用水量和排污量是最大的, 所以首先要解决这方面的难题。本文把油田采出水作为研究的对象, 从油田采出水处理后的去向着手, 对油田采出水处理工艺改造技术及效果进行探讨和研究。

2 对油田采出水进行处理的意义

油田采出水是原油在生产和处理的过程中排出的污水。由于排放等方面的不同, 油田采出水的处理需要采用多种方式。在油田注水的时候, 经过处理的油田采出水回到地层, 这个过程中, 对各种悬浮物等指标要严格控制, 以防止对地层的伤害。在处理后排放的时候, 需要根据当地的环保要求, 达到油田采出水的排放标准才可处理。对油田采出水进行处理具有十分重要的意义。

2.1 保护环境, 有利于人们的身体健康

原油脱水后排放出的污水里有很多原油和其它杂质, 肆意的排放, 将对环境和大气造成严重的污染, 致使生态失衡, 不仅会导致生物大量死亡, 而且还危害人们身体健康。

2.2 保护地下水资源

对地球而言, 地下水资源是极其宝贵的。随着工业的快速发展以及人口的大规模增长, 很多地方用水紧张, 导致必须定量供应水。油田采出水的处理, 在提高水的利用率的同时, 保护了水资源。

2.3 方便生产, 方便生活

如果油田采出水没有按规定处理, 而是进行任意的排放, 那么油田矿区内就会形成满地污水、遍地污油的情况, 导致员工无法正常行走, 对正常的生产和生活都十分不利。

3 油田采出水处理方法介绍

含油采出水中的油主要有三种存在状态:游离油、乳状油以及分散油。对于分离回收游离油, 目前较多的是采用隔油池分离法。而乳状油与分散油在动力学中的稳定性比较好, 在处理上有一定的难度。处理采出水中的乳状油与分散油, 主要有下面几种方法:

(1) 化学法:主要是凝聚法和盐析法。由于盐析法在操作上比较简单且费用比较低, 所以用无机絮凝剂除油即可。而有机高分子絮凝剂在处理乳状油和分散油上难度很大, 故主要是用于辅助剂。

(2) 电化学法:高流速旋转式电极装置在国内外应用的较多, 其不足之处是阳极存在钝化问题。为此, 有人设计出了其它形式的装置, 利用电极极性作定时的交换, 以去除电极上的钝化物。

(3) 膜分离法:它的优点是设备费用很低, 不会产生带油的污泥等, 不足之处是废水要进行预先处理, 膜非常不容易清洗。

(4) 粗粒化法:主要关键在于粗粒化材料。按材料的形状划分, 可分为颗粒状和纤维状;从材料的性质方面看, 材质表面具有亲油疏水性和亲水性。

(5) 吸附法:应用比较广泛的吸附材料是活性炭, 但是其成本比较高, 且不能再生, 所以只能用在油田采出水的深度处理上。

(6) 生物法:油田采出水经过隔油、浮选等一系列处理后, 油的含量还是比较高的, 这就需要作二级处理。常用的是生物滤池法与活性污泥法。

4 油田采出水改造技术

目前我国油田采出水改造技术一般包括以下几种:

(1) 重力沉降技术:该技术处理效果依赖于采出水中不同成分的重力差, 工业设备的占地面积比较大;

(2) 粗粒化技术:该技术的处理效果依赖于采出水成分中粗粒化材料的聚结性能, 聚结性能好的粗粒化材料能使细小油珠变为大油珠, 可以使得除油更加方便;

(3) 气浮技术:该技术在油田采出水的处理中主要是密闭加压溶气气浮技术。

除此之外, 还包括膜分离技术、井下油水分离技术、三相旋流分离技术等。具体的改造工艺流程包括如下三种方式:

4.1 三段流程

自然除油阶段利用重力进行油水分离, 去除浮油;混凝阶段进一步去除浮油和部分乳化油;经过这两个阶段后采出水中含油量较低, 可以进行过滤操作, 在过滤阶段主要去除采出水中的悬浮物和微量油类。

该流程形成于油田开发初期, 其特点是适应性强, 废水含油量变化幅度较大时, 一般也能满足回注所需水质的要求, 但该流程所需的构筑物比较多。后来形成的不同处理流程, 都是在此基础上完善、发展起来的。

4.2 两段流程

随着混凝技术的提高, 利用高质量的破乳剂可以对一次混凝除油处理后的采出水含油量进行控制, 所以通过对原三段流程的简化, 形成了二段处理工艺。处理技术和设备的更新也使该流程更加实用, 减轻了操作工人的劳动强度, 节约了反冲洗泵和反冲洗罐。

4.3 精细处理流程

对于低渗透油田, 其回注水的水质要求更高, 处理难度也比较大。我们一般采用“常规处理+精细过滤”方式, 即在三段式处理工艺之后增加一套精细处理装置。

(1) 水力旋流精细过滤流程

当采出水中油与水的密度相差较大时, 即所含油分中轻质油含量较高时, 可采用水力旋流加精细过滤工艺流程。水力旋流器在分离密度差较大的混合物时处理效果好。

(2) 气浮浮选精细过滤流程

当油田回注水中油与水的密度相差较大时, 还可以采用气浮浮选处理加精细过滤工艺流程, 其原理如图1所示。

5 结论

目前, 对油田采出水的处理工艺研究越来越多。油田采出水的处理工艺正在向低污染、低成本以及方便高效方向快速发展。在实际的操作中, 要以综合治理为前提, 结合传统工艺和新技术, 对工艺流程以及相应的技术进行优化创新, 从而实现效益最大化的目标。

参考文献

[1]纪云岭, 张爱社, 张丽, 等.中原油田注水水质改性技术[J].油田化学, 2003年

[2]刘建国, 高嵩, 杨勤生.水质改性技术应用于临南油田[J].油气田地面工程, 2006年

[3]王地举.油田采出水处理现状及新技术应用[J].江汉石油学院学报, 2004, 26 (增刊) :267-268

油田采出水处理分析 篇6

在油田开发和生产过程中会产生很多的废水, 同时大部分的废水中都含油, 例如洗井回水、联合站产出水以及钻井废水等。此外, 当油田开发进入中后期, 油井中的含水量越来越高, 把油、气井的产出水经处理后再注入地层中, 不仅可以维持地层的压力, 保证产量, 还可以降低污水的排放量, 形成一种良性的循环, 使产出和注入保持平衡, 符合节能环保的要求。对油田采出水处理后进行回注具有十分重要的社会意义和经济意义。

在1969年建成东油库含油污水处理站以后, 大庆油田经过这些年的建设, 已经先后建成各种水处理站200多座, 处理污水的能力已经超过200×104m3/天。对于油田采出水处理技术, 已经形成了四大技术系列, 包括:低渗透油田含油污水处理工艺、高含水后期含油污水处理工艺、三元复合驱含油污水处理工艺和聚合物驱含油污水处理工艺。大庆油田已经进入特高含水精细挖潜阶段, 随着三次采油技术的广泛使用, 油田采出水的水质特性产生了较大改变, 对其处理难度也越来越大, 很多水处理设备处理废水的能力下降, 因此, 在开发大庆油田时采用了很多技术措施, 包括:提高反冲洗质量、沉降分离效率和改善过滤效果等, 以满足其开发生产的需要。

二、低温对采出水处理的影响

由于采出液低温集输规模越来越大以及温度界限越来越低, 造成进入联合站的采出液的温度下降, 明显增加了污水处理的问题和难度, 污水系统开始有来水含油越来越多、沉降效果越来越差、污水站来水水质越来越差、过滤罐滤料污染越来越严重、过滤负荷变重和过滤罐损坏数量越来越多等现象出现, 甚至还出现了水质处理不达标的情况。

三、低温情况下采出水的处理措施

针对低温条件下污水处理中的滤料污染越来越严重、来水水质越来越差、过滤负荷越来越重等问题, 经研究发现高效低温破乳剂、气水反冲洗技术、变强度反冲洗技术、采出水低温破乳脱水技术、低温含油污水处理技术等使制约低温污水处理的技术难题得以解决。

1. 气水反冲洗技术

气水反冲洗技术是利用高速的气流冲击、剥落并除去粘附在滤料上的污物, 同时高速的气体可以彻底击碎滤料污染块, 并将击碎的破碎污染物冲起来带到外面。所以气水反冲洗技术可以去除粘附在滤料表面的污染物, 而且温度对其的影响很小。

2. 采出水低温破乳脱水技术

在温度较低时, 使用加热工况采用的普通破乳剂对采出水进行脱水, 存在脱水后加药量变大, 油、水指标变差, 成本升高等问题, 因此, 研发出了低温破乳剂。此药剂在接近原油凝固点的低温状态下, 对采出水有着不错的破乳功能, 能够使含水率在80%以上、含聚浓度不超过200mg/L的采出水经脱水后的油中含水率低于20%, 水中含油量低于1000 mg/L。与普通破乳剂相比, 破乳温度由40℃左右下降为35℃左右, 脱后油中含水率下降25%以上, 水中含油量下降50%以上, 而且能够使以加热工况运行的电脱水器的出水含油量和出油含水率达到合格, 加药成本下降10%。

3. 变强度反冲洗技术

变强度反冲洗开始先用较小的强度进行冲洗, 使滤料间进行充分的摩擦碰撞, 让滤料表层板结的破碎加快, 并迅速剥离滤料表面的污染物, 然后用较大强度的水进行冲洗, 使水力的剪切作用加强, 最后对滤料进行漂洗, 让污染物从过滤罐中排出。此项技术加强了碰撞作用和水力剪切的作用, 加强了每个步骤的效果, 这一点单一强度的水反冲洗技术是做不到的。

4. 环保注水技术

环保注水的前提是保护环境, 在这个前提下把处理后的油田污水注入到高渗安全地层中去, 而不是把油田污水外排到自然环境中去。此项技术具有投资少、处理水量大、运行费用低、工艺简单、清洁等优点, 能够达到治理污水和环境保护的双重目的, 是一种新型的污水处理技术。

5. 水质改性技术

水质改性技术是针对采出水含油量和含盐度高、组分复杂等性质, 利用添加水质调整剂来改变水中某些离子的浓度的技术, 使用此项技术能够使采出水形成稳定的分布, 并且能够增加颗粒或液滴的直径, 使其从水中迅速沉降最终达到分离的目的。

四、采出水处理新技术

1. 水力旋流技术

含油污水在压力的作用下以很高的速度沿切向进入筒壁, 在圆筒内做高速旋转的运动, 因为油的密度小于水的密度, 因此在高速旋转产生的离心力作用下油聚集在旋流的中间, 水却在四周, 最终实现了油水的分离。

2. 超声波技术

超声波是机械波的一种, 它在传播时, 具有空化作用、机械作用以及热作用。机械振动能够让油和水等介质产生凝聚、破乳和释气等, 油滴和水滴因为振动而发生位置的移动, 小油珠逐渐凝聚成大油珠, 小水珠逐渐凝聚成大水珠。油和水比重的差异, 使得大水滴快速沉降, 大油珠迅速上浮, 最终达到油水分离。

3. 全物理性膜分离技术

所谓全物理性膜是根据传统的分离膜, 采用新技术而合成的膜, 主要是通过改变膜表面的性质或者引入具有化学破乳功能的官能团, 最终使材料具有化学破乳的功能。当含油污水通过全物理性膜时, 被引入的官能团能够改变其亲水亲油的平衡性, 能够使油乳化, 然后聚集, 进而粗粒化, 最终分离, 从而达到了净化水质的目的。

总结

总而言之, 油田采出技术要向着低污染、低成本、简洁、高效的方向发展, 采用综合治理的方法, 把传统工艺与新技术结合起来, 对工艺流程和相应的配套技术进行优化, 最终实现最大的效益。

参考文献

[1]宋承毅, 古文革, 陈忠喜等.大庆油田采出水低温处理技术[J].石油石化节能, 2013, (6) :1-3.

[2]陈忠喜, 舒志明.大庆油田采出水处理工艺及技术[J].工业用水与废水, 2014, 45 (1) :36-39, 46.

[3]何玉辉.大庆油田采出水处理新技术[J].油气田地面工程, 2013, (10) :79-80.

油田采出水处理分析 篇7

关键词：采油污水,处理工艺,改造技术

石油的开采离不开水资源的参与, 地表水、地下水都是石油开采过程中必不可少的辅助性原料。近些年来, 随着我国石油开采力度的不断加强, 对于水资源的使用也呈现逐年递增的态势, 我国范围内的较大部分油田已经进入了高含水阶段。但从我国的实际国情来看, 水资源是十分短缺的一种自然资源, 水资源的保护是实现我国可持续发展战略的重要组成部分, 需要全社会从各个方面、各个环节进行节约与回收。石油开采需要份额很大的水资源, 对采油污水进行处理和回注不仅可以满足石油开采自身的需要, 同时也可以减少对于生态环境的污染、节约更多的水资源。

1 采油污水常见的处理方法

1.1 重力分离法

简单来说, 重力分离法就是利用油和水在重力方面的差异进行分离。在实际的处理过程中, 重力分离法是最为常见的处理方法, 我们要对采油污水进行长时间的沉淀与静置, 沉淀时间的长短直接关系到分离效果的好坏, 两者呈现正相关态势。

1.2 差速离心法

差速离心法也是常见的一种采油污水分离法, 我们在实际的工作过程中应用较为普遍。我们将采油污水放置在一个密闭的容器里, 对其进行高速同向旋转处理。由于旋转的存在, 在容器中心位置会形成强度很大的离心力, 从而促使水与油的分离。由于污水与石油在密度方面存在差异, 其各自对于离心力的承受能力也就不同。密度大的污水会在离心力的作用下逐渐甩向外侧, 被外侧的孔道排出。密度较小的石油则会聚集到容器中心位置, 被中心位置的吸收装置回收。

1.3 化学氧化法

我们这里提到的化学氧化法是一个相对广泛的方法, 其具体包括了氧化剂氧化发、光化学氧化法和电解氧化法。三种方法在具体的实际操作上存在差异, 但应用的原理都是大同小异的, 同时通过氧化还原反应对污水里面的油以及COD等杂物进行分解, 从而实现污水净化的目的。

1.4 污水接收罐除油

污水接收罐是常见的物理除油方法, 其开展原理就是上面提到的重力分离法, 利用水与油在重力方面的差异进行分离。我们在实际工作过程中, 通常利用两者的密度差异使油逐渐上浮, 污水逐渐下沉, 从而实现两者的较好分离。这种方法操作简单、便于掌握, 但也存在着污水凝结、流速不均的关键问题。

1.5 过滤器除油

过滤器除油的原理十分简单, 其主要通过相应的过滤装置对采油污水进行过滤处理, 使原先混乱的污水得以拦截与分离。在实际的操作过程中, 虑层与承托层是常见的过滤设备结构:虑层主要对采油污水起到了筛除与吸附作用, 拦截直径较大的杂物和吸附直径较小的杂质与色素。而承托层的主要作用在于维持虑层的正常使用, 起到了一定的保障性、保护性作用。

1.6 乳化油破乳处理

乳化油处理方法的原理是向采油污水中添加化学破乳剂, 破坏其内部的乳化状态, 进而实现水与油的分离。众所周知, 油层会在乳化剂的乳化作用下发生分解, 这也就实现了油层的消除。我们在实际工作中, 将乳化处理分为三个阶段:一, 将破乳剂与采油污水充分混合, 使破乳剂充分扩散到整个液体里。二, 在石油的保护层被破乳剂破坏后, 水与油就有了充分的接触与混合, 为后面工作的开展打下了基础。三, 水与油的混合物会经过长时间的沉淀与静置, 液滴相互凝集汇聚, 从而促使被乳化处理的油滴从油水混合物中分离出来。

2 采出水处理技术的应用效果

2.1 污水处理罐的应用效果

污水接收罐的主要作用是对污水进行简单处理和暂时储存, 一般来说, 污水接收罐在工作一段时间后就要进行认真仔细的排污处理。由于采油污水具有水质复杂、杂物较多、悬浮物去除率不高的特点, 污水处理罐的实际应用效果一般维持在50%左右。

2.2 过滤器除油的应用效果

实际的过滤器过滤法安装了两层过滤器, 经过处理的采油污水基本达到了回注水的要求, 可以回注到石油开采过程中。实际的悬浮物去除率与预计的悬浮物去除率存在一定的差距, 造成这种差距的原因主要在于过滤装置老化和采油污水自身复杂程度较大等客观因素。从整体上来说, 过滤器的应用效果还是不错的, 经过其处理的采油污水能够达到回注水的要求, 但其存在注重设备维护与检测的要求。

3 结语

石油开采需要份额很大的水资源, 对采油污水进行处理和回注不仅可以满足石油开采自身的需要, 同时也可以减少对于生态环境的污染、节约更多的水资源。希望上述的内容可以对油田采出水处理工艺改造技术与应用效果研究起到一定的帮助与推动。

参考文献

[1]柳建国, 玛希全, 耿向东.石油化工污水处理及进展.山东科学, 2012, 15 C2) :54-58.

油田采出水处理分析 篇8

脉冲电解处理油田采出水的优势

脉冲电解突破了传统的低电压大电流的电凝聚处理废水,而通过高电压小电流脉冲凝聚法使高脉冲电压作用放置在污水中的电极(一般为铁、铝)发生电化学反应,电极上的金属发生电解产生铁(铝)正离子,并通过特殊装置有高压脉冲打火,使水中的氧气产生臭氧分子(一种高浓度氧分子可除污消毒)。由铁(铝)正离子与臭氧分子和污水中的杂质起反应,产生絮凝状固态物使水洁净,其综合除污能力可达95%以上。采用这种方法能有效避免二次污染,而且反应可控程度高,被称为“环境友好”技术。其主要优点:(1)使用低压直流电源,不必大量耗费化学药剂;(2)在常温常压下操作,管理简便;(3)如废水中污染物浓度发生变化,可以通过调整电压和电流的方法,保证出水水质稳定;(4)处理装置占地面积不大。但在处理大量废水时电耗和电极金属的消耗量较大,分离的沉淀物不易处理利用,因此,这种方法主要用于含铬废水和含氰废水的处理。

系统指标

脉冲电解处理废水的核心是产生高质量的脉冲电压。这也是要解决的技术难点:

(1)高频高压脉冲电源。脉冲幅度200~300V可调。脉冲频率为10kHz~10Hz可调。脉宽0.1~100Ms可调。波形为方波。功率为5~10kW。

(2)由于实际中各种污水成分复杂,为提高除污的有效性和降低能耗,需要针对不同杂质、特性的污水建立一个对应的脉冲电压、脉冲重复频率、占空比等参数的模糊控制模型,并设计相应的模糊控制器以控制脉冲电源。

系统构成

该脉冲电解电源主要包括主电路和控制电路两部分(图1)。

主电路包括整流、滤波、DC-DC变换器等部分。整流单元采用三相桥式全控整流电路(V1~V6),主电路输入380V-50HZ工频交流电,通过控制电路调节控制触发控制角α大小输出直流可调电压,以达到脉冲电流幅值恒定的目的。通过控制功率器件VT(IGBT)的通断,输出频率、占空比连续可调的脉冲电流。

1 硬件设计

本控制系统硬件电路主要有以下几部分组成:微控制器PIC16F877;RS485通信电路;触发脉冲输出电路;开关量输入输出电路;电流检测电路等几部分组成,如图2所示。控制器采用美国微芯公司的PIC16F877微控制器,其内部含有丰富的I/O资源,多路A/D转换模块等,硬件资源丰富,并且具有很强的抗干扰能力[2]。

硬件电路主要包括:过流检测电路、RS485通信电路、同步信号检测等电路。

2 模糊控制的实现

由于电解过程中负载随电解液的溶度变化,是一个非线性、时变以及含有大量的随机的不确定因素的过程,采用传统的PID调节器控制往往无法满足动、静态特性的要求[3]。因此以PIC单片机为控制核心,采用模糊PID控制器算法,来实现输出脉冲电流幅值为恒定值的控制。

PIC单片机利用定时器T0定时采样脉冲电流幅值,并将本次采集的电流幅值与设定的电流幅值大小相减得到电流幅值误差e,本次采集的电流幅值减前次电流幅值,得电流幅值误差变化率ec。将误差e和误差变化率ec作为模糊控制器的输入量,并分为:负大(NB),负中(NM),负小(NS),零(O),正小(PS),正中(PM),正大(PB)7个模糊集,建立对KP、KI、KD分别整定的模糊控制表[3]。设e、ec和KP、KI、KD均服从正态分布,可得出各模糊子集的隶属度,根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型,应用模糊合成推理设计PID参数的设计矩阵表,查出修正参数代入下式计算[4]:

式中KP、KI、KD为PID三个控制参数的取值。

在线运行过程中,微机测控系统通过对模糊逻辑规则的结果处理、查表和运算,完成对PID参数的在线自校正。

3 电源系统仿真

三相整流晶闸管触发与整流装置可以看作一个纯滞后的放大环节,其滞后作用是由晶闸管装置的失控时间引起的。电容滤波可看作积分环节1/Cs。反映脉冲平顶形成过程的等值电路如图3所示[5]。

由图3可得出电源系统的近似数学模型为

可以等效为一个带纯滞后的一阶惯性环节,传递函数为:

式中 K—系统的总增益;

T—系统的惯性时间常数;

τ—系统的滞后时间。

参数K、T、τ的确定采用离线开环阶跃响应法。

具体做法是:在开环系统下,由控制器输出一个适当幅度的阶跃信号,使电流的幅值提高到一定的幅度,然后用高频示波器纪录电流幅值的变化过程,再根据输入输出的数据进行辨识[6]。

本系统的辨识结果K=20,τ=0.02s,T=1.6s。

利用Matlab仿真软件比较传统PID和模糊PID的阶跃响应。在PID仿真中,经仔细选择,取KP=5,KI=0.1,KD=0.001,给出传统PID控制系统和模糊规则调整过后的参数自适应模糊PID控制系统的阶跃响应曲线,如图4所示。

由响应曲线可知,传统PID控制器,在阶跃输入作用下,控制系统响应曲线的超调量很大,系统调节过渡过程时间较长。对于模糊PID控制器来说,PID三个参数实现在线调整,控制系统阶跃响应曲线的超调量较小,系统的过渡过程时间大大缩短,振荡次数减少,系统表现出较好的稳定性。

系统的软件设计

本软件编程利用微芯公司的MPLAB编程和仿真环境,采用C语言与汇编语言混合编程。软件的基本功能包括以下几个方面:系统的初始化,数据的采集,模糊PID控制,α移相触发控制输出,IGBT斩波脉冲输出,模糊数据表、上位机通信等几部分,其主流程如图5所示。

运行输出波形

同步检测电路的输出波形如图6所示,Ch1通道为降压后的电压波形,Ch2通道为同步脉冲电压,从图6可以看出,Ch1、Ch2通道的频率为50Hz,A相电压与同步脉冲信号实现了严格的同步。

通过霍耳电流互感器,将脉冲电流信号转换为脉冲电压信号。通过示波器测量采样电阻(100Ω)的输出电压,电压波形如图7所示。

从实验结果可以看出,脉冲电流的频率在100~200Hz之间连续可调,脉宽在1~4ms之间连续可调,满足了最初的设计要求。由于脉冲变压器的漏感和电源与负载之间的杂散电感的作用,脉冲电流不可能发生突变,脉冲电流达到峰值有一段过渡时间,且频率越大,过渡时间越长,这也正是需要进一步研究解决的问题。

结论

由PIC16F877单片机控制的脉冲油田采出水处理电源控制系统,完成了整流电路的触发脉冲和斩波电路驱动脉冲输出、上位机监控、反馈信号和给定信号的A/D转换以及开关量的输入输出等操作功能。采用模糊PID控制,使得电源输出的电流幅值调节不仅具有良好的稳态特性,而且具有相当高的动态品质。在实际应用中表明脉冲电流相对直流电流能够更加有效减缓电极的极化,降低电极过电位,使电能消耗降低15%~35%;在脉冲电解处理废水过程中,电流效率稳定,Fe2+能够有效扩散到废水中,使去污效果增强5%~7%。在油田采出水处理标准化设计中,应用脉冲电解方法,工艺简单,费用较低,处理效果能够达到回注水的质量标准要求。

参考文献

[1]GB50428-2007油田采出水处理设计规范[S].

[2]朱蕾,董娅玮.脉冲电解处理石油废水的实验研究[J].地下水,2007,(7):102~104.

[3]刘和平.PIC16F877数据手册[M].北京:航空航天大学出版社,2001.

[4]张乃尧,阎平凡.神经网络与模糊控制[M].北京:清华大学出版社,1998.

[5]陶永华,尹欣怡.新型PID控制及其应用[M].北京:机械工业出版社,2001.