油田污水处理技术的发展

油田污水处理技术的发展吕进西安石油大学机械工程学院(西安710065)摘要对油田污水现有的处理技术发展状况包括装置和工艺进行了分析,指出本领域技术发展的重点,其中涉及的工艺技术、设备、药剂的研发可能成为今后发展的方向。关键词油田污水水处理装置AbstractThepaperanalyzesthepresentsituationoftheexistingtechniquesforwastewatertreatment,includingtheequipmentandprocess.Itpointsoutthekeypointforthedevelopmentofsuchtechniques.Itsinvolvedprocesstechnology,equipment,researchanddevelopmentofthechemicalagentwillprobablybecomethefuturedirectionofdevelopment.KeywordsOilfield;wastewater;watertreatment;equipment随着油井开采时间不断延长,为保持合适的油藏能量及采油速率,油井注水及注水驱油是油田保持地层压力进行采油开发的必需措施。中国石油天然气股份有限公司所属各油田注水井数近30000口,年注水总量6～7亿m3,尤其是东部油田,平均油井综合含水达85%,年采出液中污水总量达6亿m3。而注水水质的好坏直接影响原油产量的高低,甚至对油田后续开发也起着至关重要的作用。然而由于油井油藏特性、采出液物性及油田区块分布等的不同,加之环境保护对油田污水处理的要求不断提高,对油田污水处理设备的要求日益提高,油田污水处理及回注并非一件容易的事情。油田污水处理常用的有三种不同流程:一是沉降法,该方法的最大优点是操作弹性大,油田使用成熟,但设备容积大、占地多,操作自动化水平低;二是过滤法,该方法的优点是设备小、处理深度大,但操作弹性小,油田使用不成熟;三是液-液旋流分离,旋流分离器的主要问题是耗能高,操作要求高,许多油田使用后效果不好,正在广泛深入研究。其它的流程还有气浮处理、电化学处理、吸附法处理。油田对于大排量的污水处理一直采用大罐沉降和浮选设备气浮处理相结合的方法。油田污水处理装置的进展除油罐是20世纪60年代以来油田采出水处理中应用最广、数量最多的除油设备。它的缺点是处理水停留时间长,容积大,占地面积大,耗费钢材较多。除油罐的改进重点是提高效率,减小容积。改进后的除油罐用于油田采出水预处理,一般作为高效除油设备前水量和水质缓冲的预处理罐。1浮选设备(浮选池)[1-4]所谓浮选设备是一类向水中加入空气或其他气体,使其以高度分散的微小气泡形式作为载体将水中的悬浮颗粒载浮于水面,从而实现液固液液分离的水处理设备。油田污水中常采用的该设备按照水中产生气泡的方式和大小可分为叶轮气浮设备,溶气气浮设备和射流气浮设备。国内大部分油田基本采用溶气气浮设备,而近年来发展较快的是叶轮气浮和射流气浮两种设备。(1)溶气气浮装置一些现有气浮工艺装置气浮效果一直不十分理想,气浮池经常出现偏流、大泡或翻浪现象,气浮效果不稳定,各项指标的去除率均很低,出口油的指标在150mg/L,给后期处理带来难度。究其原因有二:一是溶气罐的放气法很难控制气水界面高度;二是释放器易脱落,易堵塞。为此,可采用相应的解决方案:在溶气罐上加上液面控制器,很好地控制了气水液面。对于释放器采用两级,一级用TV型,产水量大,且防堵塞;二级仍用TS型,只是将丝扣联结改为法兰联结,能解决脱落问题。(2)叶轮气浮设备叶轮气浮设备是20世纪90年代前后国外采用最多的浮选设备,取得了好的除油效果。在该设备中,气泡是靠叶轮高速旋转形成负压吸入空气,后与含油污水被叶轮搅混形成的,这样达到的气水比高,停留时间短,除油率高,适应来水含油量的变化。国内一些大油田如辽河油田、胜利油田等引进了WEM-CO公司的产品并进行消化改进,运行效果较好;中国石油大学和北京矿冶总石油工业技术监督·2005年12月研究与探讨9TECHNOLOGYSUPERVISIONINPETROLEUMINDUSTRY院也进行了大量研究工作。但是叶轮浮选设备存在着制造维修费用和能耗高的缺点,为此,人们研制了射流浮选装置。(3)射流浮选设备射流浮选设备最早出现于20世纪70年代中期,其后WEMCO公司将其改进成圆筒形并取得较好效果。1993年,渤海绥中36-1油田一期工程采用进口SLF-W型浮选设备处理污水,取得了良好效果。国内也进行了系统地研究但缺少系列产品,已有企业及中国石油大学正在进行射流浮选设备的国产化研究。射流浮选装置油水分离效率高,处理量大,无运动件,占地小,无二次污染,适用于海上钻井平台的污水处理。浮选设备