油田作业废水处理技术研究进展

．66．2010年10月油气田环境保护技术与研究油田作业废水处理技术研究进展党建新郑李刘剑波。张伟安静。(1．新疆油田公司基本建设工程处；2．新疆油田公司勘探开发研究院；3．新疆油田公司重油公司；4．新疆油田公司彩南油田作业区；5．新疆油田公司陆梁油田作业区)摘要文章讨论了作业废水的组成与特点，并对近年来钻井废水处理X-艺，酸化废水处理工艺，压裂废水处理工艺进行了总结与评述。根据作业废水的处理现状，对未来作业废水的处理技术进行了展望。油田废水处理主要向以下三个方面发展：开发新型处理药剂；建立高效处理工艺流程；从污水源头开始控制。关键词油田钻井废水酸化废水压裂废水处理技术0引言随着油田开采力度的加大，各种作业废水的排放量也日益增多，造成能源供应与生态环境恶化之间的矛盾日趋紧张。“九五”期问国家对工业污染物的排放开始实行强制性标准，2005年原国家环保总局对石油开采废水回注及排放做出具体规定，油田作业废水的治理已经日益引起重视。近年来国内油田和科研院所对油田作业废水治理开展了一系列研究，并取得一定进展。1油田作业废水组成与特点油田作业废水主要指钻井以及井下作业等生产过程排放的废水。具有污染成分复杂、有机成分含量高、废水中添加剂种类繁多、变化大等特点。油田作业废水的主要构成是：钻井废水、酸化和压裂废水。】．1钻井废水泥浆(钻井液)在钻井过程中可以起到清洗井底岩屑，还有稳定井壁、冷却清洗钻头、控制地层压力等作用，是保证钻井工作顺利进行必不可少的物质。钻井废水的主要成分是泥浆稀释物，每个钻井队每天所排放钻井废水约30m。，随着泥浆类型与添加化学药品种类及数量的逐渐增多，所产生的钻井废水也日趋复杂。目前国内钻井过程中泥浆分为钙盐处理泥浆、聚合物泥浆和磺化泥浆三大体系。受泥浆类型影响，钻井废水具有pH值高、悬浮物含量高、不稳定等特点。以钙盐泥浆为主的钻井废水pH值多在8．5～9．0[2]。1．2酸化压裂废水为保证油井长期稳产、高产，需要经常对油层进行维护，以保持油层的长久疏通。目前，应用较广泛、比较有效的措施包括酸化和压裂。压裂返排液是压裂废水的主要成分。压裂液是压裂过程的主要工作介质，实现有效悬浮和输送支持剂l3。按物理与化学性质压裂液可以分为四类：油基压裂液、水基压裂液、酸基压裂液和液化气压裂液。目前，应用较广泛的为油基压裂液、水基压裂液。基于压裂液的特性，压裂废水具有高浊度、高稳定性、高黏度、高COD等特点，其成分包括原油、地层水、难生物降解的水溶性高分子聚合物等有害物质。以大庆油田为例，单井压裂返排液用量平均达80～120rn。，由于环保处理难度大，从而易对环境产生较大危害。酸化返排液是酸化废水的主要成分。酸化液可分为盐酸酸化液和土酸酸化液。因地层而异，盐酸酸化液用于灰岩地层和灰质胶结的砂岩地层，土酸酸化液用于泥质胶结的砂岩地层。普通油水井一般单井酸化液用量约为20rn。，气井和水平井酸化液的用量很高。酸化废水具有COD高、矿化度高、含油高等特点，有强烈的腐蚀性，与硫化物积垢作用会产生有毒气体硫化氢，挥发后会增加空气的酸度，环保处理难度较大。2油田作业废水处理技术的研究现状油田作业废水处理技术可以分为物理法、生物法、化学法，包括混凝(絮凝)、催化氧化法、气浮分离、生物处理、固化法、膜分离等]。党建新，2005年毕业于西安理工大学，现在新疆油田公司基本建设工程处工程管理科工作，主要从事油气田地面基本建设管理工作。通信地址：新疆克拉玛依市迎宾路66号，834000技术与研究油气田环境保护第20卷·增刊·67·◆混凝(絮凝)法是通过添加絮凝剂、助凝剂等化学药剂改变胶体颗粒的表面特性，使分散的胶体颗粒聚集形成大颗粒物而沉淀(或上浮)，从而降低废水中的COD值。◆氧化法是通过采用氧化剂使废水中的无机物和有机物氧化分解，从而降低废水中的BOD和COD值，使废水中的有害物质无害化。通常采用的氧化剂主要有臭氧、次氯酸钠、漂白粉、双氧水等。◆气浮法是以大量微小气泡作为载体，使废水中微细的疏水性悬浮颗粒粘附于气泡上，随气泡上浮到水面形成泡沫层而加以去除的过程，具有时间短、去除率高的优点。根据微气泡产生的方式，气浮法可以分为散气气浮、溶气气浮和电解气浮法。◆生物处理法是根据废水的可生化性，利用微生物的新陈代谢作用，使废水中溶解的胶体状态的有机污染物降解并转化为无害物质得以净化。◆固化法是通过将有害废物掺和并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。其中固化所用的惰性材料叫固化剂，有害废物经固化处理所形成的固化产物为固化体。◆膜分离是一种新型高效处理油田作业废水的方法，利用膜对混合物中不同组分选择渗透作用的差异，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集。常用的膜分离技术有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透