（环境科学与工程专业论文）油田采出水处理技术综合评价.pdf

t h ee v a l u a t i o no f0 i l f i e l d 肠s t e w a t e r t r e a t m e n tt e c h n o l o g y at h e s i ss u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：c h e nw e n t i n g s u p e r v i s o r ：p r o f z h a n gx i u x i a c o l l e g eo fc h e m i s t r y & c h e m i c a le n g i n e e r i n g c h i n au n i v e r s i t yo fp e t r o l e u m ( e a s tc h i n a ) 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的 成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外， 本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油 大学( 华东) 或其他教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其e n , 嗣j 版 和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和 复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，采用影印、缩印或其他复 制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签名： 陵童盛 指导教师签名： 日期：捌年6 月d 日 日期：劲f 年石月f ，e t 摘要 本文在胜利油田的污水质进行析基础上提出水质中的腐蚀因素主要有矿化度、p h 、 溶解氧、s r b 菌、侵蚀性二氧化碳和水温等，确定胜利油田污水站来水具有较高腐蚀性 ( 温度高、矿化度高、细菌高，p h 值低) 、结垢趋势明显和来水含油不稳定的特点。 采用模糊评价的隶属函数方法对胜利油田的四个污水站水质进行了综合评价，确定 了广利站和史南站的预氧化工艺、辛一站的悬浮污泥工艺、正理庄站的电化学绿色处理 工艺出水水质级别分别可以达到b 2 、a 3 、b l 、a 3 级别，符合采油工程处定的标准，对 油田的回注水是否达标提供了判断依据；用层次分析法中的判断矩阵指出四个污水站中 首要去除的污染物，广利站、史南站、辛一站的污水中首要去除的污染物为悬浮物和含 油量，对于正理庄站的污水首要去除污染物为s r b 菌，利用以上两种方法推断出现有 的处理工艺是否符合各个污水站的水质特性，能为污水站确定水处理工艺提供论依据。 评价结果表明广利站和史南站中的预氧化工艺对悬浮物的去除能力不是很理想，辛 一站的悬浮物泥处理工艺效果最佳，正理庄站的电化学绿色处理工艺对于s r b 菌去除 能力很差。上述的两种评价方法，既能从整体上对水质的处理效果进行分级，又能判断 污染物对水体的污染贡献率的大小，指出水体中污染物的先后排序，为确定水处理工艺 提供理论依据，指导现场选择一些成本低廉，处理效果好的工艺。 关键字：采出水，模糊数学，判断矩阵，水质评价，处理工艺 t h ee v a l u a t i o no fo i l f i e l dw a s t e w a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o g y c h e nw e n t i n g ( e n v i r o n m e n ts c i e n c e & e n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f z h a n gx i u x i a a b s t r a c t a n a l y z et h eo v e r a l ln a t u r eo fs h e n g l io i l f i e l dw a s t e w a t e rt h a tt h em a i nc o r r o s i o nf a c t o r o ft h ew a t e ri s s a l i n i t y , p h ，d i s s o l v e do x y g e n ，s r bb a c t e r i a ，c a r b o nd i o x i d ea n dw a t e r t e m p e r a t u r e ，e t c m e a n w h i l e ，e v a l u a t et h ew a t e rq u a l i t yo ff o u rs h e n g l io i l f i e l dw a t e rs t a t i o n sb yt h e m e m b e r s h i pf u n c t i o no ff u z z ye v a l u a t i o nm e t h o d t h em e m b e r s h i pf u n c t i o nm e t h o d d e t e r m i n e st h ei np r e o x i d a t i o np r o c e s so fg u a n g l is t a t i o na n ds h i n a ns t a t i o n ，s u s p e n d e d s l u d g ep r o c e s so fx i n y is t a t i o n ，g r e e ne l e c t r o c h e m i c a lt r e a t m e n tp r o c e s so fz h e n g l i z h u a n g s t a t i o ne f f l u e n tw a t e rq u a l i t yt h a tc a nr e s p e c t i v e l ya c h i e v eb 2 ，a 3 ，b i ，a 3l e v e l ，m e e tt h e c r i t e r i o no fp r o d u c t i o ne n g i n e e r i n gd e p a r t m e n ts e t ，p r o v i d e sab a s i sf o rw h e t h e rt h ei n j e c t i o n w a t e ra c h i e v e st h es t a n d a r do ft h eo i lf i e l d s e c o n d ，a h pc o m p a r i s o nm a t r i xs h o wt h a tt h e p r i m a r yp o l l u t a n t so ft h es e w a g es t a t i o nm u s tb er e m o v e d ，i ng u a n g l is t a t i o n ，s h i n a ns t a t i o n , x i n y is t a t i o nt h ef i r s tr e m o v a lo fp o l l u t a n ti nw a s t e w a t e ri ss u s p e n d e ds o l i do ro i lc o n t e n t ，f o r z h e n g l i z h u a n gs t a t i o nt h ep r i m a r yr e m o v a lo fp o l l u t a n ti nt h es e w a g ei sb a c t e r i as r b ，i tc a n b ei n f e r r e dw h e t h e rt h et r e a t m e n tp r o c e s s e sm e e tt h eq u a l i t yc h a r a c t e r i s t i c so fe a c hw a t e r s t a t i o n s ，d e t e r m i n e dat h e o r e t i c a lb a s i sf o rs e w a g ew a t e rt r e a t m e n ts t a t i o n s t h er e s u l t ss h o wt h a tg u a n g l is t a t i o na n ds h i n a n s t a t i o ni nt h ep r e - o x i d a t i o np r o c e s so n t h er e m o v a lo fs u s p e n d e ds o l i d sc a p a c i t yi sn o tv e r ys a t i s f a c t o r y , x i n y is t a t i o ns u s p e n d e d s o l i d ss l u d g et r e a t m e n tp r o c e s si st h eb e s t ，g r e e ne l e c t r o c h e m i c a lt r e a t m e n tp r o c e s so f z h e n g l i z h u a n gs t a t i o nr e m o v e st h es r b b a c t e r i ai sb a d t h ea b o v et w oe v a l u a t i o nm e t h o d s ， b o t ho v e r a l lt r e a t m e n te f f e c to nw a t e rq u a l i t yc l a s s i f i c a t i o n ，b u ta l s od e t e r m i n et h ep o l l u t a n t s o nt h ep o l l u t i o no fw a t e rb o d i e st h es i z eo ft h ec o n t r i b u t i o nr a t e ，p o i n t eo u tt h eo r d e ro f p o l l u t a n t si nw a t e rt r e a t m e n tp r o c e s s p r o v i d e dat h e o r e t i c a lb a s i s ，y o uc a nc h o o s es o m e l o w - c o s t ，t h et r e a t m e n te f f e c tg o o dp r o c e s s k e y w o r d s ：p r o d u c e dw a t e r , m a t h e m a t i c s ，j u d g m e n t m a t r i x ，w a t e rq u a l i t ya n a l y s i s ， t r e a t m e n tp r o c e s s 1 1 1 1 1 2 2 3 4 1 4 3 采出水处理工艺及设备5 1 5 采出水处理存在的主要问题及发展趋势9 1 5 1 采出水处理存在的主要问题9 1 5 2 油田回注水处理技术发展趋势一10 1 6 技术路线及研究内容1 0 第二章胜利油田采油废水性质1 2 2 1 腐蚀性因素分析1 2 2 1 1 矿化度l2 2 1 2p h 值12 2 1 3 溶解氧1 3 2 1 4s r b 菌1 4 2 1 5 侵蚀性二氧化碳1 4 2 1 6 水温15 2 2 水型分类15 2 3 结垢趋势分析16 2 4 含油量分析1 7 2 5 悬浮固体含量1 8 第三章采出水处理技术现场实验1 9 3 1 电化学预氧化工艺现场测试1 9 3 1 1 电化学预氧化设备的工作原理1 9 3 1 2 评价依据一19 3 1 3 检测点2 0 3 1 4 评价指标2 0 3 1 5 现场应用效果分析2 1 3 2 悬浮污泥工艺测试2 8 3 2 1s s f 污水净化处理工艺流程一2 9 3 2 2 辛一污水站污水处理系统现状及存在的问题一3 0 3 1 2 3 经济效益分析31 3 3t d s ( t o t a ld i s s o l v e ds o l i d s ) 全自动高频电磁场水处理器测试3 1 3 - 3 1t d s 全自动水处理技术的工作原理3 1 3 3 2 评价依据3 2 3 3 3 评价方法3 2 3 3 4 结果分析3 3 3 4 含油污水电化学绿色处理技术3 5 3 4 1 含油污水电化学绿色处理技术流程一3 5 3 4 2 现场实验效果分析3 6 3 4 3 小结3 7 3 5 电解盐杀菌器3 8 3 5 1 评价目的3 8 3 5 2 工作原理3 8 3 5 3 评价依据3 9 3 5 4 评价步骤3 9 3 5 5 评价结果4 1 3 5 6 经济效益评价4 3 3 5 7 小结4 4 第四章油田污水处理技术综合评价模型的建立4 5 4 1 水质等级评价模型的建立4 5 4 1 1 水质评价的模糊综合评判方法及步骤4 5 4 1 2 对污水站建立模式进行评价一4 6 4 2 建立污水特性评价模型5 0 4 2 1 权重因子的计算方法一5 0 4 2 2 几个污水站的污水污染物分布特性的评价5 2 4 3 j 、结5 8 结论6 0 参考文献一6 2 附录6 6 致谢8 5 中国石油大学( 华东) 硕上学位论文 第一章文献综述弟一早义i 瓢综迎 1 1 引言 采油技术经历了一次、二次、三次采油。“采出液是指从地下采出的含水原油，油 田采出水”是指“采出液”经过电脱后分离出来的水，亦称“油田污水”。为了保持底层的能 量，大部分的油田采出水经处理后需要回注，小部分外排。由于地层和采油方法的不同， 油田采出水的性质也有差异，因此不同的采出水需要使用不同的处理方法【2 1 。 1 2 油田采出水的水质特点 由于原油性质、采油方法、地质条件等不同，油田采出水的水质各不相同，但又存 在一定的共性。总体上有以下特剧3 】： 含油量高。一般油田采出水中油的质量浓度大概在1 0 0 0 2 0 0 0m g l 左右，高的可 达5 0 0 0m g l 以上。其中9 0 以上为悬浮油和分散油，油珠粒径在2 0 1 5 0 1 a m ，另外还 有5 8 的油为乳化油，油珠粒径在2 0 9 m 以下，还有少量溶解油【4 】；含大量的难降 解有机物，c o d 高；含大量的悬浮物，悬浮物粒径一般为1 1 0 0 p m ，颗粒细小，容易 造成地层堵塞；矿化度高，易腐蚀管线，给废水后续的生化处理带来困难；富含大 量微生物，不仅腐蚀管线，还易造成严重的地层堵塞；含有大量的c a 2 + 、m 9 2 + 、b a 2 + 、 c p 、h c 0 3 等结垢离子。 油田采出水还有其特殊性。如：由于原油粘度大或凝固点低，生产过程中需加热， 导致采出水水温较高；聚合物驱由于高分子聚丙烯酰胺的存在，粘度大，油水分离缓慢； 三元复合驱还含有碱和表面活性剂，采出水乳化严重，油水分离困难；有些油田由于特 殊的地质条件，采水中还含有大量的s 2 、c l 。等【5 1 。 1 3 油田污水种类及采出水回注标准 1 3 1 油田污水种类 油田污水主要包括油田采出水、钻井污水及站内其它类型的含油污水。用于油田回 注水时，此时对回注水水质有着严格的要求，一般执行企业标准s y t 5 3 2 9 9 4 ，对污水 中的含油量、悬浮固体、s r b 等多项指标要进行严格的控制，防止其对地层产生伤害f 6 】。 钻井污水成分复杂，主要包括钻井液、洗井液等。其它类型污水主要包括含油污泥 堆放场所产生的渗滤水、洗涤设备的产生的污水、油田地表径流雨水、生活污水以及事 故性泄露和排放引起的污水等等。 第一章文献综述 1 3 2 油田采出水回注标准 目前大多数油田用的标准是19 9 5 年1 月18 日中国石油天然气总公司颁布的行业标 准【7 1 。 该标准对注水中的含油量、悬浮物粒径及s r b 菌和增加注水系统寿命的指标提出 了更加严格的要求，对老处理站的改造提出了新的挑战，见表1 1 【8 1 。 回注水水质标准根据油层性质的不同，有不同的注水标准，但概括起来注水水质应 满足以下几点：应尽量少含悬浮杂质，防止其对油层产生堵塞；水质要稳定，尽量 不产生沉淀或结垢；对注水设备不产生腐蚀；要控制细菌含量，尽量不要产生新的 悬浮杂质，以免影响注水系统正常工作；应防止油层粘土膨胀【3 1 。 表1 - 1 注水新旧指标 t a b l e1 1t h ew a t e ri n d e x e so fo l da n dn e w 项目总公司推荐指标 渗透率u r n 2 0 6 新旧新旧新旧 悬浮物含量( m g l )s 1 05 1s 3 095 5 0 悬浮物粒径( u m ) s 1 0 5 ；2盟099 _ 3 0 5 含油量( m g l ) 5 0g 0 1 0 1 0 0 _ 1 0 00100 0 s 1 0 0 f i x l 0 2_ 1 0 0 0n x l 0 3 _ 1 0 0 0 n 1 0 4 _ 1 0 0 0 n 1 0 2 n 1 0 3n x l 0 4 新标准：试片各面都无点腐蚀；旧标准：没有要求 1 4 油田采出水处理技术及工艺 采油污水经处理后，9 0 以上作为回注水注入地层，部分排放或作为蒸汽采油的锅 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 炉用水。不同去向的污水有不同的处理要求，亦需要不同的处理方法1 9 1 。 1 4 1 采油污水回注处理技术 行业标准s y t 5 3 2 9 9 4 对回注水中的悬浮物浓度、含油量、悬浮颗粒大小的指标有 严格要求，但是对c o d 却未做要求。因为污水中的悬浮物和含油量是污水回注时导致 注水井和油层堵塞的重要原因。因此，采油污水回注处理技术主要立足于去除污水中含 油和悬浮物，主要有以下几种处理方法： 混凝法 主要是在废水中投加化学药剂来破坏分散态油珠的稳定性，使废水中的细小悬浮物 聚集成具有可分离性的絮凝体，再加以分离除去的过程，主要用于去除污水中的乳化油。 投加的混凝剂多为聚合铁和聚合铝类。 隔油法 隔油法是靠重力作用进行油水分离，大多数是采用平流式、平行斜板式或波纹斜板 式隔油池，主要去除机械分散态和游离态油。 聚结法 在聚结反应器中，某些聚结材料依靠污水中油粒的聚结作用，使原水中的油粒相互 聚结成直径较大的颗粒，改变了原水中原油的颗粒分布状况，使之易于重力分离。 对于性质比较稳定的聚合物驱采油污水，聚结材料中的波纹板状聚结除油效果优于 粒状，亲油性填料好于疏油性填料i l o 】。 气浮法 利用高度分散的微小气泡作为载体去黏附废水中的污染物，使其试密度小于水而上 浮到水面实现固液或者液液分离的过程。 根据气泡的生成机理，分为溶气气浮、散气气浮和电解气浮三类。溶气气浮产生气 泡的机理主要是使空气在一定的压力下溶于水中并成饱和状态，然后使废水压力骤然降 低，这时溶解的空气便以微小的气泡从水中析出并进行气浮；散气气浮是利用机械、水 力或采用二者相结合的方式，将吸入的空气打碎成微细的气泡；电解气浮是利用不溶性 电极电解采油污水产生微小气泡，破坏乳化油，将油珠附着在气泡上。 过滤法 过滤法是使采油污水流过过滤器，除去水中的油和悬浮物。但此法应用时易造成滤 料堵塞和损害，所以应用时受到很大的限制。一般用的过滤器为压力式和重力式2 种， 在油田废水普通站、深度站过滤处理工艺中使用最广泛的是核桃壳过滤器，马跃香l l 】 3 1 4 2 1 生化处理法 ( 1 ) 厌氧好氧联合处理 杜卫东【1 3 】等人对采油污水进行的厌氧好氧处理工艺，研究表明：在脱油污水进入 厌氧处理流程之后，厌氧菌可以将废水中的一些复杂有机物转化为易于生物降解的简单 有机物。而后污水再进入好氧池单元，在好氧微生物的作用下再把简单的有机污染物分 解为无机物，达到排放标准。 ( 2 ) 气浮好氧联合处理 气浮处理工艺不仅能有效地去除污水中的含油，同时使污水冷却，水中的含氧量增 加，提高了微生物的降解能力。在生物接触氧化处理工艺中，需要严格的筛菌种，才能 有良好的去除效果【1 4 】。 ( 3 ) 好氧法 活性污泥法，g i l b e r tt - t e l l e z 等人【1 5 1 对采油污水进行了活性污泥法处理，实验发 现污水的c o d 去除率可达9 2 ，c o d 降至10 0m g l 以下；氧化塘法桩西联的外排 污水利用当地的芦苇塘作氧化塘，污染物经氧化塘处理后可实现达标排放；生物膜法， c a m p u sj c 等人将采油废水通过微滤处理后，再经过附有生物膜的聚苯乙烯颗粒的空 气提升反应器，在水力停留时间为1 2h 时，c o d 的去除率达6 5 ，t o c 去除率达8 0 。 1 4 2 2 化学处理方法 ( 1 ) 化学药剂法：投加氧化剂或投加破乳剂、絮凝剂等可去除采油污水中的含油、 c o d 、s s 等； ( 2 ) 催化氧化法：用催化方法来处理难降解的有机物。刘春英等人1 1 7 1 用c u ( n 0 3 ) 2 4 中国石油人学( 华东) 硕上学位论文 溶液浸渍活性炭，利用活性炭的吸附作用、铜的催化作用及曝气后水中的溶解氧的氧化 作用使有机物分解，降低了污水的c o d 值； ( 3 ) 化学强化法：采用电处理的方法和化学絮凝催化氧化来处理采油污水【1 引。 1 4 3 采出水处理工艺及设备 1 4 3 1 国内采出水的处理工艺 油田采出水经过处理后主要用于回注。总体来说多数采用三段处理工艺即除油混 凝沉降( 或气浮) 一过滤，再辅以缓蚀、阻垢、杀菌处理后即可用于回注。但是目前采出水 还无法完全回注到地层，外排量在增加。外排采出水的c o d 值偏高，特别是对于稠油 污水、聚合物采出水、高含盐采出水，达标排放率就更低1 纠。 1 4 3 1 1 油田回注水处理 ( 1 ) 常规油田回注水处理工剖3 j 对于中、高渗透油层回注的含油废水，大部分油田都采用“三段式”常规处理工艺极： 自然沉降一混凝一过滤。对于中、低渗透油层的含油废水，一般选用“三段式”加“精细 过滤”工艺。 ( 2 ) 稠油回注水处理工艺 稠油采出水特点一般有：悬浮物含量高、水温高、油水密度差小、粘滞性大、成分 复杂多变2 0 1 。稠油废水经过处理后一部分用于回注，一部分还需再经过深度处理用于热 采锅炉的给水。工艺流程见图1 1 。 图i - i 稠油采出水处理工艺流程 f i g i - ih e a v yo i lp r o d u c e dw a t e rt r e a t m e n tp r o c e s s 5 第一章文献综述 ( 3 ) 聚合物驱采出水处理工艺 随着聚合物驱的加大使用，使含油废水处理起来更加困难。常规的 “二级过滤”处理工艺已经满足不了出水水质的要求了。我国对于含聚废水 于回注，因此处理该类废水的技术主要集中在除油和除聚合物两方面。而 的横向流除油器能够去除含聚废水中的油类，具有很高的推广价值【2 1 1 。 先导性试验工艺流程【2 2 】，见图1 2 。 加i加i 司旦圈墨，网陌 高效沉降分 离除油设备 图l 2 三次聚合驱采出水先导性试验工艺流程 f i g 1 - 2 p r o d u c e dw a t e ro fp o l y m e rd r i v e np i l o tt e s tp r o c e s s ( 4 ) 回注水处理设备 油田回注水处理设备种类繁多，主要包括：重力沉降罐( 包括斜板) 、粗粒化罐、水 力旋流器、气浮池、过滤罐和精细过滤装置等，这些设备主要用于去除水中的油及悬浮 物【8 】o 油田所用的过滤器主要有压力式和重力式两种。压力式过滤器主要有：核桃壳、石 英砂器、双层滤料、多层滤料2 3 1 以及双向过滤器等。重力式过滤器效果差基本已不使 用。 纤维球过滤器的滤料细密，纳污能力大，去除悬浮物的效果好，反冲洗时不会出现 滤料流失，但是它的滤料是亲油性的，反洗时需要使用清洗剂。 我国油田已经在应用滤芯过滤器【2 5 1 ，虽然其过滤精度高，但是对悬浮物的粒径控制 却有限度。 膜技术对于悬浮物的粒径控制效果很出色，尽管其投资大、膜污染后难清洗、运行 费用高等，但它的技术发展潜力大。 1 4 3 1 2 采出水外排处理工艺【2 6 】 随着国民经济的不断提高，环境保护越来越受到重视，对污水排放指标要求也越来 6 中国_ 石油人学( 华东) 硕十学位论文 越高。从原水水质看，有以下几个特性： 水中矿化度高，c 1 含量高；对于粘度较大的原油在脱水过程中一般要加热，脱出的 水温度一般为6 0 7 0 。c ；b o d 5 c o d c ，值一般较小。 涸洲岛处理厂的污水处理就是采用生化处理来去除水中有机物的，污水处理采用流 程如图1 3 。 图1 3 洞洲岛处理厂污水处理流程 f i g 1 - 3 h e z h o ui s l a n ds e w a g et r e a t m e n tp r o c e s s 生化处理工艺可采用s b r 法、水解酸化一接触氧化法等，对水中难于被生物降解的 有机物，可化学沉淀法去除。处理流程见图1 - 4 。 图1 4 生化处理法处理污水流程 f i g 1 - 4b i o l o g i c a lt r e a t m e n tp r o c e s so fw a s t e w a t e rt r e a t m e n t 该流程中要根据水质情况来选择是否要采用一级或两级及生化处理和化学沉淀。 对于不能用生化处理的污水，应采用物化方法进行处理，物化方法有化学沉淀、活 性炭吸附、光催化氧化等方法等 1 4 3 2 国外采出水处理工艺 近几年来，国外油田采出水治理技术改进主要体现在工艺流程、治理设备、药剂等 几面，采用了许多新的采出水治理工艺流程。 1 4 3 2 1 采出水治理工艺流程 国外处理采出水的工艺流程见图1 - 5 1 2 7 1 。主要由a p i 和c p i 油水分离器、i g f ( i n d u c e d 7 第一章文献综述 g a sn o t a t i o n ) 气浮等构筑物组成。这种处理工艺与国内目前的采出水处理技术基本一致。 但是这种污水处理工艺流程对乳化严重的和稠油污水处理效果不佳。 原油电脱盐 污水 a p i 油水 分离器 c p i 油水 分离器 i g f 气 浮 出 水 图1 - 5 油田采出水处理典型工艺流程 f i g 1 - 5 t y p i c a lo i lf e l dp r o d u c e dw a t e rt r e a t m e n tp r o c e s s 二叠纪盆地油田采用了一种新的处理工艺【2 8 1 ，其流程见图1 - 6 。其特点是将水力旋 流器引入流程，替代传统的隔油与浮选单元。 图l - 6 二叠纪盆地油田采出水处理工艺流程 f i g 1 - 6 p e r m i a nb a s i no i l f i e l dp r o d u c e dw a t e rt r e a t m e n tp r o c e s s 印度尼西亚阿伦油田采出水的工艺流程见图1 7 。采用化学破乳除油、气浮生化 联合组成的工艺替代了过去的混凝过滤或混凝气浮过滤工艺。 图1 7 阿伦油田采出水处理工艺流程 f i g 1 7 a u r no i l f i e l dp r o d u c e dw a t e rt r e a t m e n tp r o c e s s 北海乌拉油田采出水回注的处理工艺流程1 3 中采用了油水分离器和水力旋流器串 联，处理后的水质符合回注水的标准。工艺流程见图1 8 。 乳化剂 图1 - 8 北海乌拉油田采出水回注的处理工艺流程 f i g 1 - 8 b a i h a io i l f i e l dp i c ku pw a t e rr e t u r np o u rt r e a t m e n tp r o c e s s 活性炭生物流化床反应器是针对近海油田处理采出水研发的新- r 艺 3 1 l 。主要是由油 8 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 水分离器、絮凝工艺、气浮装置、活性炭生物流化床反应器、电渗析等组成。 另外还有其他的废水处理工掣3 2 1 。这些流程大部分是由油水分离器、溶气气浮、金 属离子去除系统、化学氧化、过滤、离子交换、蒸发等单元组成。 1 4 3 2 2 采出水治理新设备及新技术 近些年来国外开发了一些新的采出水处理设备。 ( 1 ) 净化采出水装副3 3 1 ，该装置实际上是一种密闭的浮选箱。该浮选箱有4 个浮选 室，各个浮选室都有一个气体布管，处理过的采出水分为两层，下层为清水上层为浮油， 浮油收集于储油箱内。 ( 2 ) 浮选柱3 4 1 ，浮选装置在侧部采用布气技术，能分离含油废水中的细小悬浮物和油 滴。 ( 3 ) 油水混合物分离简易装置【3 5 1 ，其结构简单，油水分离速度快，但对油水密度差异 小的废水处理效果不是很理想。 ( 4 ) 旋流分离器【36 1 ，该装置能实现三相分离。三相旋流器具有效率高、体积小、投资 少和操作费用较低等特点，是一种集除油和除砂为一体的新型分离设备。 ( 5 ) 油水分离旋流器【3 7 1 ，该装置能在井下实现油水的高效分离，并且能将水回注到地 c j 力墨o 1 5 采出水处理存在的主要问题及发展趋势 1 5 1 采出水处理存在的主要问题 我国的许多油田进入开采的中后期，采出液含水率不断上升，污水量变大，同时由 于各个油田大力发展新的驱油技术，使得含油污水处理面临更多更新的问题【3 8 1 。 1 5 1 1 聚合物驱的采油废水 聚合物驱是通过改变注水性质提高采收率的一种技术。由于聚丙烯酰胺的存在，使 含油污水中的油水分离更加困难1 3 9 1 。根据聚合物驱回注水质的要求，在处理过程中应将 污水中的表面活性剂、聚合物等物质予以保留，这使得除油变得异常困难。 1 5 1 2 蒸汽驱的稠油废水 稠油的开采是向地层注入高压蒸汽降低原油粘度来实现的。稠油废水经处理后一般 回用于热采锅炉【柏】。 稠油废水含油量较高，且稠油与水的比重非常接近，因此稠油的去除是主要难题【4 l 】。 1 5 1 3 低渗透油田含油污水 在低渗透油田开发中，为了不堵塞地层，各油田制定了严格的注水标准，以大庆、 9 第一章文献综述 辽河和胜利油田为例，要求注水的滤膜系数m f _ 2 5 ，水中颗粒固体直径茎o 5 p m 4 2 1 。 1 5 1 4 小断块油田废水 小断块油田1 4 3 1 是指年产能力低于l o x l 0 4t a 的断块油田。由于小断块油田产生的 油污水少而且分散，再者各断块的污水水质性质不同，不易集中处理。对小断块油田 油污水宜分散处理和回注；但是现有的常规处理流程很难做到小型化。 1 5 1 5 含油污泥处理 油田含油污泥的产生量一般为原油产量的0 5 1 ，但随着油田采出水量增加污 量也在增加，目前我国每年产生近百万吨的含油污泥【4 4 1 。 目前，国内各油田对含油污泥进行了固化处理、焚烧及固液分离回收利用等一些方 面的研究及实践【4 5 】但是工艺还不成熟。 1 5 1 6 含油污水的排放处理 由于油田含油污水处理量的增大以及某些油层不适合污水回注等原因，污水的外排 量也正在逐年增加。主要存在问题有： ( 1 ) 腐蚀和结垢问题 ( 2 ) 沿程水质二次污染问题表现突出。 ( 3 ) 运行成本高。 1 5 2 油田回注水处理技术发展趋势 1 5 2 1 采出水资源化利用技术研究 研究采出水合理化利用的途径。比如把采出水用于农业灌溉、高矿化度采出水用于 沙漠灌溉、采出水用于消防的处理技术研究等【4 6 1 。 1 5 2 2 稠油和超稠油污水深度处理技术 根据稠油及超稠油污水的特点，研究高效低成本的新工艺以及各环节相配套的设 备、化学药剂、技术等。 1 6 技术路线及研究内容 ( 1 ) 技术路线： 1 0 中国石油人学( 华东) 硕士学位论文 ( 2 ) 研究内容： 首先对胜利油田采出水的水性进行全面的分析，准确掌握油田污水水性特点。 对油田几种水处理技术进行全面的分析测试、对比研究，建立水质等级评价模型与 污水特性模型体系。 应用所建立的评价模型与体系，对污水站的工艺进行评价，得出评价结果，对油田 的生产作出指导。 表2 - 1 污水站来水矿化度分布 t a b l e2 - 1 s a l i n i t yd i s t r i b u t i o no f