油田采出水处理技术及相关化学品发展现状与展望.pptx

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1、 随着我国油田开发规模越来越大，含油污水产出量越来越多每年污水处理量约方为9亿、全年回注水达10多亿立方。注水意义：1、减少环境污染，提高油田经济效益的一个重要途径；2、有利于驱油；3、采油污水可以资源化再利用。油田油田年注水量（万年注水量（万m3）油田油田年注水量（万年注水量（万m3）大庆油田大庆油田40005000大港油田大港油田1800辽河油田辽河油田3800中原油田中原油田3250胜利油田胜利油田26000新疆油田新疆油田15001 1、油田污水处理后回注意义、油田污水处理后回注意义一、前一、前 言言第1页/共54页 2 2、油田采出水的水质特征油田采出水的水质特征 由于采油方法、原油

2、特性、地质等条件不同，油田采由于采油方法、原油特性、地质等条件不同，油田采出水的水质各异，但又有共性。出水的水质各异，但又有共性。指指标标特特征征危危害害含油量含油量油含量高，一般在油含量高，一般在1000mg/L以上以上回注堵塞地层，外排造成回注堵塞地层，外排造成污染污染悬浮物悬浮物悬浮物含量高，颗粒小，沉降缓慢悬浮物含量高，颗粒小，沉降缓慢容易造成地层堵塞容易造成地层堵塞矿化度矿化度矿化度高，一般在矿化度高，一般在1000mg/L以上，最以上，最高可达高可达200000mg/L加速腐蚀，给废水生化处加速腐蚀，给废水生化处理造成困难理造成困难结垢离子结垢离子含有含有Ca2+、Mg2+、HCO

3、3-、Ba2+、Cr2+等等容易在管道、容器中结垢容易在管道、容器中结垢有机物有机物含有原油及采油过程中的各种化学药剂含有原油及采油过程中的各种化学药剂，COD高高有利于生物繁殖，造成腐有利于生物繁殖，造成腐蚀和堵塞蚀和堵塞微生物微生物常有铁细菌、腐生菌、硫酸盐还原菌等常有铁细菌、腐生菌、硫酸盐还原菌等容易腐蚀管线、堵塞地层容易腐蚀管线、堵塞地层表表1油田采出水的特征油田采出水的特征第2页/共54页3 3、中石油低渗油田注水水质主要控制指标、中石油低渗油田注水水质主要控制指标 注入层平均空气注入层平均空气渗透率渗透率/m20.10.10.60.6标准分级标准分级A1A2A3B1B2B3C1C2

4、C3控控制制指指标标悬浮固体含悬浮固体含量量mgL-11.02.03.03.04.05.05.06.07.0悬浮物颗粒悬浮物颗粒直径中值，直径中值，m1.01.52.02.02.53.03.03.54.0含油量含油量mgL-15.06.08.08.010.015.015.020.030.0平均腐蚀率平均腐蚀率mm/a0.076点腐蚀点腐蚀A1，B1，C1级：试片各面都无点腐蚀级：试片各面都无点腐蚀A2，B2，C2级：试片有轻微点腐蚀级：试片有轻微点腐蚀A2，B2，C2级：试片有明显点腐蚀级：试片有明显点腐蚀SRB菌菌个个mL-1010250102501025铁细菌铁细菌个个mL-1n102n1

5、03n104腐生菌腐生菌个个mL-1n102n103n104第3页/共54页 造成油层渗透率降低；造成油层渗透率降低；吸水指数下降；吸水指数下降；注水压力升高；注水压力升高；从而造成对地下油层的伤害；从而造成对地下油层的伤害；4 4、回注水不合格对采油工艺的影响回注水不合格对采油工艺的影响第4页/共54页5 5、回注水水质基本要求、回注水水质基本要求 水质稳定，与油层水相混不产生沉淀；水质稳定，与油层水相混不产生沉淀；水注入油层后，不使粘土矿物产生水化膨胀或水注入油层后，不使粘土矿物产生水化膨胀或悬浊；悬浊；水中不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗水中不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤端面

6、及渗流孔道；滤端面及渗流孔道；在运行条件下注水不应结垢。在运行条件下注水不应结垢。注入水对水处理设备、注水设备和输水管线腐注入水对水处理设备、注水设备和输水管线腐蚀性要小。蚀性要小。第5页/共54页二二、油田采出水处理技术的现状、油田采出水处理技术的现状 1 1、油田目前注水处理工艺、油田目前注水处理工艺 目前，油田常用的水处理方法包括三个部分，及目前，油田常用的水处理方法包括三个部分，及预处理段预处理段+除油段除油段+过滤段。过滤段。预处理段（隔油、沉降、调节）油水分离处理（聚结除油器、旋流器、气浮装置等）多级过滤处理（核桃壳、纤维球、精细过滤器）注 水污水来水 因各种方法都有其局限性，在实

7、际应用中通常是两三因各种方法都有其局限性，在实际应用中通常是两三种方法联合使用，使出水水质达到回注标准。种方法联合使用，使出水水质达到回注标准。第6页/共54页2 2、常用处理工艺选择原则、常用处理工艺选择原则 对原水应进行物理化学性质分析、油珠粒径对原水应进行物理化学性质分析、油珠粒径分布测试、小型试验及模拟试验；分布测试、小型试验及模拟试验；污水处理工艺在满足注水水质标准的前提下污水处理工艺在满足注水水质标准的前提下应力求简单、管理方便、运行可靠；应力求简单、管理方便、运行可靠；对所采用的工艺必须进行经济技术比较，合对所采用的工艺必须进行经济技术比较，合理选定。理选定。第7页/共54页表表

8、2 2 油田污水除油方法主要处理方法比较油田污水除油方法主要处理方法比较方法名称方法名称适用范围适用范围去除粒径去除粒径/m m主要优缺点主要优缺点重力分离法重力分离法浮油及分散油浮油及分散油6060效果稳定，运行费用低，处理量大；占地面积大效果稳定，运行费用低，处理量大；占地面积大粗粒化法粗粒化法分散油及乳化油分散油及乳化油1010设备小，操作简便；易堵，有表面活性剂时效果差设备小，操作简便；易堵，有表面活性剂时效果差过滤法过滤法分散油及乳化油分散油及乳化油1010水质好，设备投资少，无浮渣；滤床要反复冲洗水质好，设备投资少，无浮渣；滤床要反复冲洗吸附法吸附法溶解油溶解油1010水质好，设备

9、占地少；投资高，吸附剂再生困难水质好，设备占地少；投资高，吸附剂再生困难膜分离法膜分离法乳化油及溶解油乳化油及溶解油6060出水水质好，设备简单；膜清洗困难，运行成本高出水水质好，设备简单；膜清洗困难，运行成本高混凝沉淀法混凝沉淀法乳化油乳化油1010效果好；占地大，药剂用量大，污泥难处理效果好；占地大，药剂用量大，污泥难处理生物法生物法溶解油溶解油1010处理效果好，无二次污染，费用低；占地大处理效果好，无二次污染，费用低；占地大电解法电解法乳化油乳化油1010效率高效率高,耗电量大耗电量大,装置复杂装置复杂,有氮气产生有氮气产生,易爆易爆超声波法超声波法分散油及乳化油分散油及乳化油1010

10、分离效果好分离效果好,装置价格高装置价格高,难于大规模处理难于大规模处理第8页/共54页表表3 3 目前几种高效过滤装置处理效果对比目前几种高效过滤装置处理效果对比技术名称技术名称进水水质（进水水质（mg/l）出水水质出水水质(mg/l)操作压力操作压力悬浮物悬浮物粒径粒径总铁总铁悬浮物悬浮物粒径粒径总铁总铁MPaUF膜膜50100.30.50.10.050.1MF膜膜100.20.320.820.05陶瓷膜陶瓷膜100.21.010.05弹性膨胀式精细弹性膨胀式精细过滤器过滤器5100.5320.05第9页/共54页2、国内常用油田采出水处理工艺、国内常用油田采出水处理工艺 油田采出水回注处

11、理技术与油田含油废水中油田采出水回注处理技术与油田含油废水中所含杂质的种类及性质、油层性质、原油性质等所含杂质的种类及性质、油层性质、原油性质等密切相关。根据含油废水的粘稠性质可将油田采密切相关。根据含油废水的粘稠性质可将油田采出水处理技术大致分为出水处理技术大致分为常规油田采出水（即稀油常规油田采出水（即稀油废水）回注处理工艺、稠油采出水回注处理工艺废水）回注处理工艺、稠油采出水回注处理工艺和含聚合物采出水回注处理工艺。和含聚合物采出水回注处理工艺。2.1 2.1 常规油田回注水处理工艺常规油田回注水处理工艺第10页/共54页a.a.混凝除油精细过滤混凝除油精细过滤 当当采出水中油珠粒径较小

12、采出水中油珠粒径较小时，可采用混凝除油加精细过时，可采用混凝除油加精细过滤工艺，工艺流程如图滤工艺，工艺流程如图1所示。目前大庆的龙连污水站、大港所示。目前大庆的龙连污水站、大港马西污水站、华北岔北联、中原文东油田等均采用这种工艺马西污水站、华北岔北联、中原文东油田等均采用这种工艺流程。流程。第11页/共54页b.b.水力旋流精细过滤水力旋流精细过滤 当当油水密度差较大油水密度差较大时可采用水力旋流加精细过滤段工艺，时可采用水力旋流加精细过滤段工艺，工艺流程如图工艺流程如图2所示。该工艺已运用于大港南三站、塔中四联所示。该工艺已运用于大港南三站、塔中四联合站、吉林新北采油厂联合站、新木采油厂联

13、合站、彩南污合站、吉林新北采油厂联合站、新木采油厂联合站、彩南污水站、新疆东河塘联合站等。水站、新疆东河塘联合站等。第12页/共54页c.c.气浮浮选精细过滤气浮浮选精细过滤 当当油水密度差较小油水密度差较小时，时，一般采用气浮浮选处理加精细过滤工艺，一般采用气浮浮选处理加精细过滤工艺，工工艺流程如图艺流程如图3。采用这种工艺流程的有辽河油田署一联、洼一联、曙武联、。采用这种工艺流程的有辽河油田署一联、洼一联、曙武联、欢三联、欢丝链、兴一联、锦一联、新疆油田红浅联合站、大庆油田中欢三联、欢丝链、兴一联、锦一联、新疆油田红浅联合站、大庆油田中七联、中十六联、南六联、温米污水站、大港南一污水站、冀

14、东油田柳七联、中十六联、南六联、温米污水站、大港南一污水站、冀东油田柳一联合站等。一联合站等。第13页/共54页2.2稠油回注水处理工艺稠油回注水处理工艺目前国内稠油采出水处理工艺最为先进的是辽河油田目前国内稠油采出水处理工艺最为先进的是辽河油田锦州采油厂欢三联合站，锦州采油厂欢三联合站，其工艺很有推广价值。工艺流程其工艺很有推广价值。工艺流程如图如图4所示。所示。第14页/共54页2.3三次聚合驱采出水处理工艺三次聚合驱采出水处理工艺当前聚合物驱采油技术已经大规模推广应用，但是随着聚当前聚合物驱采油技术已经大规模推广应用，但是随着聚合物驱溶液的加入，导致油、水分离和含油废水处理的难度合物驱溶

15、液的加入，导致油、水分离和含油废水处理的难度加大。当前油田普遍采用的加大。当前油田普遍采用的“二级沉淀二级沉淀”“二级过滤二级过滤”处处理工艺已不能满足要求，出现了设备处理能力降低，理工艺已不能满足要求，出现了设备处理能力降低，沉降时沉降时间过长、出水水质不合格等现象。由于我国的含聚废水主要间过长、出水水质不合格等现象。由于我国的含聚废水主要用于回注，用于回注，因此处理该类废水的技术主要集中在因此处理该类废水的技术主要集中在除油和除聚除油和除聚合物合物两方面。两方面。第15页/共54页 据文献报道，中科院大连化物所承担的大港油田含聚废水据文献报道，中科院大连化物所承担的大港油田含聚废水回注项目

16、已成功验收。其工艺是回注项目已成功验收。其工艺是压力组合沉降压力组合沉降+二级过滤二级过滤(双滤料过滤和核桃壳过滤双滤料过滤和核桃壳过滤)+)+光化学氧化光化学氧化+膜过滤，膜过滤，而大庆而大庆油田开发的油田开发的横向流除油器能够去除含聚废水中的油类，横向流除油器能够去除含聚废水中的油类，具有具有很高的推广价值。很高的推广价值。第16页/共54页注水开发注水水质提高采收率注水化学品提高注水水质、保证原油高产、稳产，使环境质量保持基本稳定的关键。关键 基础 重要方式 油田持续高效发展 前提条件 二次采油阶段 世界各国广泛采用油田注水开发，我国90%的石油是靠注水开发的，注水开发已经成为油田的稳产

17、、增产重要方式。1、注水化学品在油田生产过程中的地位、注水化学品在油田生产过程中的地位三、注水化学品在油田中的应用现状三、注水化学品在油田中的应用现状第17页/共54页2 2、注水化学品的应用、注水化学品的应用 我国油田每年处理、回注水达我国油田每年处理、回注水达1010多亿立方，各种水处理剂年用量为多亿立方，各种水处理剂年用量为6.46.4万吨万吨左右，约占全国水处理药剂用量的左右，约占全国水处理药剂用量的40%40%左右，其中净水剂左右，其中净水剂（絮凝剂）和缓蚀剂（絮凝剂）和缓蚀剂占占油田使用总量的油田使用总量的84%84%，药剂来源于全国，药剂来源于全国100100多个企业，其中多个企

18、业，其中80%80%以上为乡镇企业或以上为乡镇企业或小型国营企业。大庆等小型国营企业。大庆等6 6个油田水处理剂的应用现状基本反映了我国油田水处理个油田水处理剂的应用现状基本反映了我国油田水处理剂的使用现状。下面表剂的使用现状。下面表1 1给出几个油田水处理剂的应用情况。给出几个油田水处理剂的应用情况。表4大庆等6各油田水处理剂的使用情况单位：t油油 田田缓蚀剂缓蚀剂杀菌剂杀菌剂防垢剂防垢剂絮凝剂絮凝剂浮选剂浮选剂反相破乳剂反相破乳剂除氧剂除氧剂小计小计大大 庆庆82069060029800100280034810胜胜 利利52779807585902134314260中中 原原1066378

19、2142718824458辽辽 河河1873151180801891951大大 港港19159260510新新 疆疆28632512401261980总总 计计745227511605411001605315280057969第18页/共54页污水的净化处理药剂：污水的净化处理药剂：絮凝剂、混凝剂、助凝剂、浮选剂等絮凝剂、混凝剂、助凝剂、浮选剂等注注水水化化学学品品 防膨用剂：防膨用剂：粘土稳定剂粘土稳定剂 滤料用剂：滤料用剂：除油剂、滤料清洗剂、助滤剂、除油剂、滤料清洗剂、助滤剂、膜阻垢剂等膜阻垢剂等 防垢药剂：防垢药剂：阻垢剂、阻垢缓蚀剂阻垢剂、阻垢缓蚀剂缓蚀药剂：缓蚀药剂：缓蚀剂、杀菌缓

20、蚀剂缓蚀剂、杀菌缓蚀剂 杀菌药剂杀菌药剂：杀菌剂杀菌剂 其他用剂：其他用剂：除铁剂、除硫剂、除铁剂、除硫剂、pH调节剂、除氧剂等调节剂、除氧剂等3 3、注水化学品概况、注水化学品概况第19页/共54页4、油气田常用絮凝剂应用概况、油气田常用絮凝剂应用概况类类别别名名称称特特点点无机絮凝剂无机絮凝剂聚合氯化铝（聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁）、聚合硫酸铁（PFS）、硫酸亚铁（）、硫酸亚铁（FeSO47H2O）聚合）聚合氯化铝铁（氯化铝铁（PAFC）、聚氯硫酸铁）、聚氯硫酸铁（PFCS）、聚合氯化硫酸铁铝）、聚合氯化硫酸铁铝（PAFCS）絮凝能力强、矾花大、沉降快，絮凝能力强、矾花大、沉降快，适

21、用范围广适用范围广原料来源广泛、制备原料来源广泛、制备工艺简单工艺简单有机絮凝剂有机絮凝剂聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺（PAM）、聚二甲基二烯丙基）、聚二甲基二烯丙基氯化铵（氯化铵（PDM）具有廉价、无毒、高效、可生物具有廉价、无毒、高效、可生物降解、原料来源广降解、原料来源广微生物絮凝剂微生物絮凝剂细菌、霉菌、放线菌、酵母菌、甘露聚糖、细菌、霉菌、放线菌、酵母菌、甘露聚糖、蛋白质，多肽、脂类及其复合物蛋白质，多肽、脂类及其复合物高效、安全、无毒，无二次污染、高效、安全、无毒，无二次污染、用途广泛、脱色效果特好，投放用途广泛、脱色效果特好，投放量相对少量相对少 对于不易沉降的悬浮物固体颗粒、少量的油

22、，借助絮凝剂对采出水中胶体粒子静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳而发生絮凝沉降的化学方法是油田缩短分离时间、提高分离效果的一个重要途径。表5 油气田常用絮凝剂类别和名称第20页/共54页5、油气田常用防腐剂应用概况、油气田常用防腐剂应用概况注水供水管线腐蚀情况侧面图截面图 油田污水因其具有较高的矿化度、含有腐蚀性气体（H2S、CO2、O2）和细菌（SRB、TGB）等特点，一般具有较高的腐蚀性，造成污水集输管线、水处理设备、油水井及井下工具的腐蚀破坏。影响油田生产系统正常运行，造成环境污染。第21页/共54页延长油田双河和4#联合站现场挂片腐蚀情况试验时间：6个月长庆油田某联合站室内处理前

23、后挂片腐蚀情况实验时间：72h第22页/共54页分分类类举举例例保护膜特征保护膜特征无机类无机类铬酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、钨酸盐等钼酸盐、钨酸盐等致密、膜较薄（致密、膜较薄（30300A）、）、与金属结合紧密与金属结合紧密有机类有机类环胺、酰胺类、硫醇类、环胺、酰胺类、硫醇类、含氮有机杂环化合物等含氮有机杂环化合物等等等在非清洁表面吸附性差在非清洁表面吸附性差表6常用缓蚀剂的分类油田污水处理系统一般防腐效果较好的缓蚀剂来作为防腐措施。第23页/共54页 油田注水系统结垢是一个普遍存在的问题，结垢可发生在生产油田注水系统结垢是一个普遍存在的问题，结垢可发生在生产系统的多个部位或

24、环节。特别是污水输送管线、污水处理设备和注水系统的多个部位或环节。特别是污水输送管线、污水处理设备和注水设备、管线结垢严重，会造成水流阻力增大、注水能耗增高，设备和设备、管线结垢严重，会造成水流阻力增大、注水能耗增高，设备和管道局部腐蚀，如果在注水地层和生产井内形成水垢，还会引起严重管道局部腐蚀，如果在注水地层和生产井内形成水垢，还会引起严重的地层伤害，可能导致油水井过早报废。的地层伤害，可能导致油水井过早报废。目前最常用也是最有效的方法是采取化学的方法通过目前最常用也是最有效的方法是采取化学的方法通过投加阻垢投加阻垢剂剂来控制油田水的结垢。来控制油田水的结垢。6、油气田常用防垢剂应用概况、油

25、气田常用防垢剂应用概况第24页/共54页类类别别名名称称阻垢类型阻垢类型无机无机磷酸盐磷酸盐磷酸三钠（磷酸三钠（Na3PO4）、焦磷酸四钠（）、焦磷酸四钠（Na4P2O7）三聚磷酸钠（三聚磷酸钠（Na5P3O10）、六偏磷酸钠（）、六偏磷酸钠（Na6P6O18）碳酸盐垢碳酸盐垢有机有机膦酸盐膦酸盐多元醇膦酸酯（多元醇膦酸酯（PAPE）、羟基乙叉二膦酸（）、羟基乙叉二膦酸（HEDP）、）、乙二胺四甲叉膦酸（乙二胺四甲叉膦酸（EDTMP）、）、碳酸盐垢碳酸盐垢聚合物类聚合物类聚丙烯酸（聚丙烯酸（PAA）、聚马来酸（）、聚马来酸（HPMA）、）、马来酸（酐）马来酸（酐）/苯乙烯磺酸二元共聚物、苯乙烯

26、磺酸二元共聚物、马来酸（酐）马来酸（酐）/乙酸乙烯酯乙酸乙烯酯/丙烯酸三元共聚物丙烯酸三元共聚物钙、钡、锶的钙、钡、锶的碳酸盐、硫酸盐碳酸盐、硫酸盐铁垢、锌垢铁垢、锌垢天然天然高分子高分子葡萄糖酸钠、淀粉、纤维葡萄糖酸钠、淀粉、纤维素、单宁、磺化木质素、腐植酸钠和壳聚糖等素、单宁、磺化木质素、腐植酸钠和壳聚糖等碳酸盐、铁盐和碳酸盐、铁盐和锌盐锌盐新型绿色新型绿色阻垢剂阻垢剂聚天冬氨酸聚天冬氨酸(PASP)聚环氧琥珀酸（聚环氧琥珀酸（PESA）、）、LGCL2碳酸、硫酸盐、碳酸、硫酸盐、磷酸盐和锌盐磷酸盐和锌盐表4常用防垢剂及类别及名称第25页/共54页7、油气田常用杀菌剂应用概况、油气田常用杀

27、菌剂应用概况 在适宜的环境条件下，大多数细菌都可以在油田污水中生长繁殖，危害最大的是硫酸还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）和铁细菌（FB）。易引起金属腐蚀、地层堵塞、化学剂变质等一系列问题。目前油田是通过添加杀菌剂来进行杀菌处理。从目前油田所使用的杀菌剂及其效果看，阳离子和两性离子的季铵盐化合物具有能降低水的表面张力、剥离污泥、与其它化学药剂配伍增效，具有一剂多能的特性，是目前油田广泛使用的杀菌剂之一。其代表为十二烷基二甲基苄基氯化铵（俗称1227）。延长油田某联合站现场使用杀菌剂室内评价实验情况第26页/共54页表表7 7 常见杀菌剂杀菌原理及其优缺点比较表种种类类杀菌原理杀菌原理优优点点缺

28、缺点点氯及化合物氯及化合物在水中形成或电离次氯酸，在水中形成或电离次氯酸，具有有杀菌活性具有有杀菌活性应用广泛、高效、应用广泛、高效、价格低廉，操作价格低廉，操作方便方便环境污染，环境污染，对人有害对人有害溴溴电离出有杀菌活性电离出有杀菌活性的次溴酸根的次溴酸根高效、低毒，高效、低毒，适用范围广，适用范围广，杀菌活性高杀菌活性高价格高价格高季铵盐季铵盐改变原生膜的性质，改变原生膜的性质，使细菌不能正常活动，使细菌不能正常活动，药效持续时间长，药效持续时间长，表面活性强，表面活性强，使用方便使用方便易起泡，作用缓慢易起泡，作用缓慢醛类杀菌剂醛类杀菌剂能发生亲核加成反应，使蛋能发生亲核加成反应，使

29、蛋白质变性或破坏酶活性白质变性或破坏酶活性杀菌效果好，尤杀菌效果好，尤其对硫酸盐还原其对硫酸盐还原菌菌刺激性大，对人体有害，刺激性大，对人体有害，使用操作不便使用操作不便异噻唑啉酮异噻唑啉酮通过断开细菌和藻类蛋白质通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用的的键而起杀生作用的加药量低、加药量低、易于降解易于降解酸性条件下效果差，酸性条件下效果差，价格高价格高第27页/共54页在污水处理过程中，溶解氧是加剧腐蚀的主要因素之一，尤其在高矿化度的油田污水处理系统中，常用除氧剂来减少溶解氧含量，降低腐蚀。目前油田所用的除氧剂有：二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵、联氨注入水中铁含量过高，会加剧注

30、水管线的腐蚀；降低阻垢剂的阻垢性能；Fe2+还会与水中的S2-结合产生FeS沉淀，堵塞地层。因此油田注水水质对铁离子有严格的控制。油田一般采用的除铁方法为氧化沉淀法除铁，目前油田所用的除铁剂主要是次氯酸钠，双氧水等氧化剂。其他如除硫剂、pH调节剂、除油剂、滤料清洗剂、助滤剂等其他药剂在注水中也有一定的应用。8 8、油气田其他化学品应用概况、油气田其他化学品应用概况第28页/共54页 四、采出水处理工艺及化学品应用存在的问题四、采出水处理工艺及化学品应用存在的问题 水源水质差，矿化度高或原油脱水系统效率水源水质差，矿化度高或原油脱水系统效率低低 导致原水含油量高；导致原水含油量高；滤罐过滤效果差

31、，不按规定反冲洗；滤罐过滤效果差，不按规定反冲洗；站内不加药或少加药（达不到设计药量）；站内不加药或少加药（达不到设计药量）；注水井底污染严重；注水井底污染严重；管线污染；管线污染；现有设备的去除能力不高。现有设备的去除能力不高。1 1、一般工艺出水水质差的主要原因、一般工艺出水水质差的主要原因第29页/共54页2 2、油田注水化学品应用存在的问题、油田注水化学品应用存在的问题 注水化学品工业发展历史较短，基础薄弱，技术落注水化学品工业发展历史较短，基础薄弱，技术落后，整体水平不高；后，整体水平不高；注水化学品来源广泛、成分复杂、作用单一、适用注水化学品来源广泛、成分复杂、作用单一、适用性差，

32、而且各家产品质量参差不齐，部分厂家药品稳定性性差，而且各家产品质量参差不齐，部分厂家药品稳定性较差。较差。油田采出水水质不稳定、处理技术落后、设备陈旧、油田采出水水质不稳定、处理技术落后、设备陈旧、工艺简单，影响注水化学品的作用的发挥；工艺简单，影响注水化学品的作用的发挥；不同注水化学品间不具有协同效应，配伍性较差。不同注水化学品间不具有协同效应，配伍性较差。第30页/共54页 五、油田采出水处理新技术和新工艺五、油田采出水处理新技术和新工艺5.1 新型水力旋流技术新型水力旋流技术美国德克萨斯州西部的美国德克萨斯州西部的PermianBasin油田将油田将水力旋流器水力旋流器引入处理流引入处理

33、流程，程，替代传统的隔油与浮选单元，可以将硬度为替代传统的隔油与浮选单元，可以将硬度为2000mg/L、硫化物、硫化物为为500mg/L、TDS为为10000mg/L、油质量浓度为、油质量浓度为200mg/L的采出水处的采出水处理为蒸汽锅炉用水。其工艺流程见图理为蒸汽锅炉用水。其工艺流程见图1。图1PermianBasin 油田采出水处理工艺流程第31页/共54页5.2磁过滤技术（磁过滤技术（CoMag）磁过滤技术磁过滤技术是利用外加磁场的磁粉增强絮凝作用以达到高效沉降和是利用外加磁场的磁粉增强絮凝作用以达到高效沉降和过滤目的的一种高效分离微粒和超微粒的技术工艺。磁粉与工作介质之间过滤目的的一

34、种高效分离微粒和超微粒的技术工艺。磁粉与工作介质之间巨大的密度差使得絮体迅速下沉，并在此过程中磁性絮状物夹带着所有固巨大的密度差使得絮体迅速下沉，并在此过程中磁性絮状物夹带着所有固体颗粒迅速沉淀，包括残油和进入系统的污泥。体颗粒迅速沉淀，包括残油和进入系统的污泥。该技术具有较高的除油及该技术具有较高的除油及悬浮物效率悬浮物效率,可作为膜处理工艺的前端预处理技术可作为膜处理工艺的前端预处理技术,加以深人研究。加以深人研究。图图2磁过滤技术原理图磁过滤技术原理图第32页/共54页5.3OPS处理技术处理技术OPS(OilyWaterPhysicalyProcessSystem)油田采油田采出水处理

35、系统出水处理系统，是采用综合物理除油方法、结合加压溶气气，是采用综合物理除油方法、结合加压溶气气浮除油浮除油(悬浮物悬浮物)和聚结除油和聚结除油(机杂机杂)原理原理,采用物理方法，不加采用物理方法，不加化学药剂。化学药剂。该系统采用物理运动集聚破乳和除机杂原理，具该系统采用物理运动集聚破乳和除机杂原理，具有不加药的特点有不加药的特点,改变了目前除油系统对药剂的依赖。改变了目前除油系统对药剂的依赖。图3油田采出水处理系统工艺流程第33页/共54页5.4OPS+CoMag工艺工艺 将将OPSOPS和和CoMagCoMag技术结合在一起进行处理油田含油污水技术结合在一起进行处理油田含油污水，处理流程

36、为处理流程为:先不加药气浮除油，再通过磁粉吸附化学絮凝体，先不加药气浮除油，再通过磁粉吸附化学絮凝体，加速分离加速分离,实现水质净化。该工艺试运行成功，注水质量大大实现水质净化。该工艺试运行成功，注水质量大大提高，注水成本大大降低，其扩大性试验正在进行之中提高，注水成本大大降低，其扩大性试验正在进行之中 ,工工艺流程见图艺流程见图4 4。图4油田采出水OPS和CoMag处理系统工艺流程油站来水2座3000m3除油罐OPS装置外输泵CoMag技术处理工艺外输泵注水站缓冲罐第34页/共54页5.5超声波技术超声波技术 超声波超声波是一种机械波，它在介质中传播时，具有机是一种机械波，它在介质中传播时

37、，具有机械作用、空化作用和热作用。超声波的强烈空化作用能械作用、空化作用和热作用。超声波的强烈空化作用能够粉碎注入水中的机械杂质，降低固体颗粒的粒径，从够粉碎注入水中的机械杂质，降低固体颗粒的粒径，从而改善水质。研究表明，注入水经超声波处理后，悬浮而改善水质。研究表明，注入水经超声波处理后，悬浮物总体含量降低，小粒径的悬浮物比例增加，水的界面物总体含量降低，小粒径的悬浮物比例增加，水的界面张力下降，腐生菌数减少，还原菌数不变，总含铁量和张力下降，腐生菌数减少，还原菌数不变，总含铁量和含油量降低，水质向有利于注水方向转化。含油量降低，水质向有利于注水方向转化。同时可将同时可将超声降解与其他降解技

38、术超声降解与其他降解技术耦合，也具有很耦合，也具有很大的发展潜力。例如，将超声降解与化学氧化、电化学大的发展潜力。例如，将超声降解与化学氧化、电化学氧化、光催化降解或吸附等技术相结合。氧化、光催化降解或吸附等技术相结合。第35页/共54页5.6高级氧化技术高级氧化技术高级氧化技术（高级氧化技术（AOTs）是通过产生羟基自由基是通过产生羟基自由基OH而而将污染物氧化降解的技术，主要有化学氧化、将污染物氧化降解的技术，主要有化学氧化、臭氧氧化技臭氧氧化技术、术、光氧化、催化氧化和生物氧化等技术。光氧化、催化氧化和生物氧化等技术。利用紫外光波长为254纳米的紫外灯，通过紫外线和二氧化钛发生化合反应，

39、在水中形成光化学催化效应，产生高活性自由基，有效地打乱微生物的DNA分子，破坏细胞再生能力，从而起到杀菌作用。第36页/共54页5.7电化学技术电化学技术 电气浮法电气浮法是一种利用电化学方法去除水中的悬浮物、油类、是一种利用电化学方法去除水中的悬浮物、油类、有机物等有害杂质的废水处理单元操作技术。它是将正负相同有机物等有害杂质的废水处理单元操作技术。它是将正负相同的多组电极安插于废水中，当通以直流电时，产生电解、颗粒的多组电极安插于废水中，当通以直流电时，产生电解、颗粒极化、电泳、氧化、还原、电解产物间及废水间的相互作用等。极化、电泳、氧化、还原、电解产物间及废水间的相互作用等。按阳极材料是

40、否溶解可将电气浮法分为电凝聚气浮和电解气浮。按阳极材料是否溶解可将电气浮法分为电凝聚气浮和电解气浮。电化学技术运行成本低、效率高，不产生二次污染，设备电化学技术运行成本低、效率高，不产生二次污染，设备简单，兼具气浮、絮凝、杀菌性能，尤其对难生物降解有毒污简单，兼具气浮、絮凝、杀菌性能，尤其对难生物降解有毒污染物的去除非常有效，染物的去除非常有效，是目前国内外研究较为活跃的领域。是目前国内外研究较为活跃的领域。第37页/共54页5.8低溶解油生化去除技术低溶解油生化去除技术 物理、化学除油技术在油田污水处理中得到了广泛的应物理、化学除油技术在油田污水处理中得到了广泛的应用，也取得了较好的效果，但

41、却难以去除低含量的溶解油。用，也取得了较好的效果，但却难以去除低含量的溶解油。针对这一难题，近几年来胜利油田开发了生物接触氧化除油针对这一难题，近几年来胜利油田开发了生物接触氧化除油技术并投入工业化应用，取得了很好的效果。主要流程为技术并投入工业化应用，取得了很好的效果。主要流程为:预生化预生化 +生化生化 +金属膜精细过滤金属膜精细过滤。图5油田采出水处理系统工艺流程油站来水缓冲罐气浮单元沉降除氧外输泵注水站生化处理精细过滤第38页/共54页该工艺出水中含油量为痕迹、悬浮物固体含量平均值为该工艺出水中含油量为痕迹、悬浮物固体含量平均值为0.32mg/L、悬浮物粒径中值平均值为悬浮物粒径中值平

42、均值为0.82m,达到了特低渗透油田回注水的达到了特低渗透油田回注水的“含油含油量量5mg/L、悬浮物固体含量、悬浮物固体含量1mg/L、悬浮物粒径中值、悬浮物粒径中值1m)标准。该标准。该工艺应用了先进的高效衡压浅层气浮技术和中空超滤膜技术。工艺应用了先进的高效衡压浅层气浮技术和中空超滤膜技术。5.9特低渗油田含硫污水回注处理技术特低渗油田含硫污水回注处理技术 目前特低渗油田污水回注应用较先进的是大庆油田，目前特低渗油田污水回注应用较先进的是大庆油田，其具体工艺如下：其具体工艺如下：来水来水除硫装置除硫装置衡压浅层气浮衡压浅层气浮海滤石过滤海滤石过滤双膨胀双膨胀精细过滤精细过滤中空超滤膜中空

43、超滤膜出水。出水。第39页/共54页5.10膜分离技术膜分离技术膜分离技术作为一种新型、高效的流体分离单元操作技术，膜分离技术作为一种新型、高效的流体分离单元操作技术，由于具有高效、低能耗和易操作等特点，一直是研究的热点，是油由于具有高效、低能耗和易操作等特点，一直是研究的热点，是油田采出水有效的深度处理技术。膜技术在油田采出水处理中的应用田采出水有效的深度处理技术。膜技术在油田采出水处理中的应用研究很多，且有很多成功的工业化应用。研究很多，且有很多成功的工业化应用。原水罐过滤器膜组件反洗水罐原水从斜板罐来产水气瓶气囊油含量油含量 50mg/l50mg/l悬浮物悬浮物70mg/l70mg/l油

44、含量油含量1mg/l1mg/l悬浮物悬浮物1mg/l1mg/l图6油田采出水超滤膜处理系统工艺流程第40页/共54页图7 现场超滤膜处理装置第41页/共54页当前膜分离技术应用研究工作的重点应是：当前膜分离技术应用研究工作的重点应是：（1）研究分离膜的膜面特性与油田含油污水水质特研究分离膜的膜面特性与油田含油污水水质特性间关系，明确引起膜通量下降的原因和机理，寻求性间关系，明确引起膜通量下降的原因和机理，寻求解决膜通量下降的方法；解决膜通量下降的方法；（2）探索合适清洗周期，研究合适的清洗剂和合理探索合适清洗周期，研究合适的清洗剂和合理的清洗工艺；的清洗工艺；（3）明确分离膜的预处理指标要求，

45、合理选择操作明确分离膜的预处理指标要求，合理选择操作条件，提高膜处理效果；条件，提高膜处理效果；（4）开发新工艺、新型膜组件和高通量、抗污染的开发新工艺、新型膜组件和高通量、抗污染的新型膜。新型膜。第42页/共54页5.11膜生物反应器工艺膜生物反应器工艺 膜生物反应器工艺膜生物反应器工艺是膜分离技术和生物处理技术相结是膜分离技术和生物处理技术相结合的新技术，与传统的生物处理技术相比，合的新技术，与传统的生物处理技术相比，具有设备紧凑、具有设备紧凑、占地面积小、处理效率高、出水水质好易实现自动控制等占地面积小、处理效率高、出水水质好易实现自动控制等特点。特点。目前已在美国、德国、法国等目前已在

46、美国、德国、法国等10个国家开展工业应个国家开展工业应用或工业化应用试验。规模最大达到用或工业化应用试验。规模最大达到13000t/d。就我国油就我国油田水处理过程中，已开展试验研究，尚未见有工业应用报田水处理过程中，已开展试验研究，尚未见有工业应用报告。就其技术而言，膜生物反应器应用于油田废水处理或告。就其技术而言，膜生物反应器应用于油田废水处理或是不可逆转的趋势。是不可逆转的趋势。第43页/共54页六六.油田采出水处理技术及化学品的发展趋势油田采出水处理技术及化学品的发展趋势国内外含油污水处理的研究内容国内外含油污水处理的研究内容国内外含油污水处理的研究内容国内外含油污水处理的研究内容高效

47、水处理剂的开发研究高效水处理剂的开发研究新型处理工艺的研究新型处理工艺的研究高效处理设备的开发高效处理设备的开发主要体现在三个方面：主要体现在三个方面：主要体现在三个方面：主要体现在三个方面：第44页/共54页6.1开展耦合工艺的应用研究开展耦合工艺的应用研究 采用物理、化学、生物处理三种方法相结合的处理采用物理、化学、生物处理三种方法相结合的处理技术技术,实践表明，处理效果良好。处理工艺流程上，逐实践表明，处理效果良好。处理工艺流程上，逐步将重力过滤的处理流程改为压力过滤和耦合物化、生步将重力过滤的处理流程改为压力过滤和耦合物化、生化处理工艺。为了提高污水的处理深度，采用两级过滤、化处理工艺

48、。为了提高污水的处理深度，采用两级过滤、三级过滤。三级过滤。胜利油田勘探开发设计院提出的对于矿化度比较高胜利油田勘探开发设计院提出的对于矿化度比较高的来水先进行脱盐处理，在进行膜处理和热蒸发，最后的来水先进行脱盐处理，在进行膜处理和热蒸发，最后出水得到更好的利用。出水得到更好的利用。第45页/共54页6.2研制小型高效多功能一体化的水处理设备研制小型高效多功能一体化的水处理设备 如如新型密闭式浮选箱、水力旋流器、各种组合新型密闭式浮选箱、水力旋流器、各种组合式装置式装置等。哈尔滨工业大学的孙德智等采用等。哈尔滨工业大学的孙德智等采用UV/H2O2/O3 高级氧化组合工艺，结合精细过滤技术，对经

49、过高级氧化组合工艺，结合精细过滤技术，对经过沉降沉降-二级过滤处理的聚合物驱采油废水进行深度处二级过滤处理的聚合物驱采油废水进行深度处理研究，得到了较理想的效果。理研究，得到了较理想的效果。第46页/共54页 小区块油田橇装式污水处理装置小区块油田橇装式污水处理装置是一种集聚结是一种集聚结-波波纹板纹板-核桃壳过滤于一体的污水处理装置，根据工艺需要核桃壳过滤于一体的污水处理装置，根据工艺需要可以串联精细过滤器，系统操作可全自动控制，系统流可以串联精细过滤器，系统操作可全自动控制，系统流程简单，模块化强，投资少，可灵活移动及改造，适用程简单，模块化强，投资少，可灵活移动及改造，适用于单井，低产多

50、井等边远区块滚动区块采出液的处理及于单井，低产多井等边远区块滚动区块采出液的处理及低渗油藏注水的处理。低渗油藏注水的处理。第47页/共54页 旋流混合反应澄清装置旋流混合反应澄清装置是一种化学处理是一种化学处理和机械分离相结合的设备，实现了大罐沉降和机械分离相结合的设备，实现了大罐沉降和气浮装置的优点结合和机械分离和化学分和气浮装置的优点结合和机械分离和化学分离相结合，适用于低能耗大站的污水处理。离相结合，适用于低能耗大站的污水处理。同时同时与高效预分旋流器、二级过滤装置组合与高效预分旋流器、二级过滤装置组合,可解决油田采出液回注问题可解决油田采出液回注问题,并可灵活改造。并可灵活改造。第48