水處理之油田水處理技術(shù)(2)

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1、2油田水處理技術(shù)2.1油田污水治理的意義2.1.1環(huán)境保護(hù)我們知道,油田污水是在石油、天然氣的勘探開發(fā)過程中不可避免的伴生物,它是一種含有固體雜質(zhì)、液體雜質(zhì)、溶解氣體和溶解鹽類等復(fù)雜的多項(xiàng)體系。從污水處理的角度出發(fā),油田污水中的雜質(zhì)可以分為懸浮固體、膠體、分散油及浮油、浮化油和溶解物質(zhì)等五大類。2.1.2節(jié)約水資源在油田企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行過程中,水的消耗量是巨大的。在油田用水中,注入采油用水占絕對(duì)數(shù)量。例如,中原油田目前原油年產(chǎn)量為350萬(wàn)噸,年產(chǎn)油田污水2000萬(wàn)m3,注水量為11萬(wàn)m3/d,全年注水開發(fā)需水量為4015萬(wàn)m3。若污水全部回注,每年就可節(jié)約

2、水資源2000萬(wàn)m3。原油產(chǎn)量更高的大型油田,注水開發(fā)需水量更是數(shù)量驚人。可見,油田污水經(jīng)過處理回注地層既緩解了水源缺乏的問題,又杜絕了污染環(huán)境,提高了水的循環(huán)利用率。2.2油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不同的行業(yè),不同的應(yīng)用領(lǐng)域,對(duì)所用水源水質(zhì)有相應(yīng)的要求。油田注水的目的是通過一系列注水管網(wǎng)、注水設(shè)備及注水井將水注入地層,使地層保持能量,提高采油速度和原油采收率。因此,油田注水的水質(zhì)要求有其特殊性,在水質(zhì)指標(biāo)方面,與其它行業(yè)的側(cè)重點(diǎn)不同。根據(jù)油田注水的特殊用途,對(duì)油田水水質(zhì)的要求或油田注水水質(zhì)的要求或油田注水水質(zhì)處理達(dá)到的指標(biāo)主要包括以下三個(gè)方面。2.2.1注水性6

3、油田注入水的注入性是指注入地層(儲(chǔ)層)的難易程度。在儲(chǔ)層物性(如滲透率、孔隙結(jié)構(gòu)等)相同的條件下,懸浮固體含量低、固相顆粒粒徑小、含油低、膠體含量少的注入水易注入地層,其注入性好。地層物性條件差,如滲透率低、孔喉半徑小,注入水就難以注入。當(dāng)油田注水水質(zhì)處理效果部好,注入水中含有較多的懸浮固體、油污和膠體時(shí),極易在注水井吸水井吸水端面造成沉積堵塞,使注水壓力上升,甚至注不進(jìn)水。2.2.2腐蝕性油田注水的實(shí)施經(jīng)歷以下過程:注水井注水站污水處理站注水水源在油田注水的實(shí)施過程中,在地面,涉及到注水設(shè)備(如注水泵),注水裝置(如沉降罐、過濾罐),注水管網(wǎng);在地下水

4、,涉及到注水井油套管等,這些設(shè)備、管網(wǎng)、裝置等大多數(shù)是金屬材質(zhì)。因此注入水的腐蝕性不會(huì)影響注水開發(fā)的正常運(yùn)行,而且還會(huì)影響油田注水開發(fā)的成本。例如,中原油田曾由于腐蝕、結(jié)垢等原因,造成注水井油套管損壞、注水管線穿孔、注水設(shè)備腐蝕報(bào)廢引起的直接經(jīng)濟(jì)損失每年高達(dá)數(shù)億元。影響注入水腐蝕性的主要因素見表2-1。由表2-1可以看出,水的腐蝕性影響因素多并且各種因素之間互相影響。表2-1影響注入水腐蝕性的主要因素因素描述pH值在無氧的條件下,水中的pH值降低加劇腐蝕。pH值較高時(shí),鐵表面被Fe(OH)2或FeCO3所覆蓋形成保護(hù)膜,從而減輕了腐蝕。但在堿性水中,特別

5、是水溫較高時(shí),會(huì)造成垢下腐蝕。在有氧條件下,pH值為6~8時(shí),腐蝕主要影響因素是氧,pH值對(duì)腐蝕的影響不大。含鹽量水中含鹽量高時(shí),水的導(dǎo)電性能好,加劇腐蝕,主要是氯離子影響溶解氧氧是引起腐蝕的主要因素,在含氧量高、溫度高、pH值低時(shí),其腐蝕作用大大加劇CO2CO2溶于水會(huì)降低pH值,從而加劇腐蝕H2SH2S在酸性或中性水中,分解成S2-,S2-與Fe2+反應(yīng)生成FeS沉淀物,促使陽(yáng)極反應(yīng)不斷進(jìn)行,引起比較嚴(yán)重的腐蝕細(xì)菌硫酸鹽還原菌的繁殖可使H2S含量增加,加劇腐蝕水溫一般情況下,水溫高,腐蝕速度大2.3油田水處理技術(shù)62.3.1混凝處理油田含油污水在經(jīng)自

6、然除油后,污水中的一般浮油全部去除,粒徑在10μm以上的分散油大部分去除,水中主要含有乳化油及小顆粒的懸浮物。天然水中除含砂泥外,通常還含有顆粒很細(xì)的塵土、腐殖質(zhì)以及菌藻等微生物。油田含油污水、天然水中的這些雜質(zhì)與水形成溶膠狀態(tài)的膠體微粒,由于布朗運(yùn)動(dòng)和靜電排斥力而呈現(xiàn)沉降穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性,通常不能利用重力自然沉降的方法除去。因此,必須添加混凝劑,以破壞溶膠的穩(wěn)定性,使細(xì)小的膠體微粒凝聚再絮凝成較大的顆粒而沉淀。傳統(tǒng)的水處理理論,把上述細(xì)小的膠體微粒通過聚集作用而形成可分散的大顆粒的過程稱為混凝,混凝又是由凝聚和絮凝量部分組成的。能引起膠粒凝聚的藥劑稱

7、為凝聚劑,能引起膠粒產(chǎn)生黏結(jié)架橋而發(fā)生絮凝作用的藥劑稱為絮凝劑。2.4沉淀與上浮2.4.1沉淀沉淀與上浮蝕利用水中懸浮顆粒與水的密度差進(jìn)行分離的基本方法。當(dāng)懸浮物的密度大于水時(shí),在重力作用下,懸浮物下沉形成沉淀物;當(dāng)懸浮物的密度小于水時(shí),則上浮至水面形成浮渣(油)。通過收集沉淀物和浮渣可使水獲得凈化。沉淀法可以去除水中的泥沙、化學(xué)沉淀物、混凝處理所形成的絮體或生物處理的污泥等,也可用于沉淀污泥的濃縮。上浮法主要用于分離水中較輕的懸浮物,如油等,也可以讓懸浮物附氣泡,使其密度小于水,再用上浮法除去。2.4.2上浮上浮就是設(shè)法使懸浮物等雜質(zhì)的密度小于水,使其

8、上浮至水面形成浮渣(油),由水分離出的處理工藝又稱為氣浮法。氣浮法廣泛應(yīng)用于:①

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