油田稠油污水處理方法

　　1、引言

　　稠油污水與其他污水不同，其中油水的比重相差較小，礦物質含量較高，粘度也較大而且組成成分也較為復雜等。因此，導致了稠油污水處理并非易事。隨著我國對環(huán)境保護的認識越來越強烈，水資源越來越短缺等因素的影響，稠油污水必須進行相應處理，在達到污水外排標準后才能進行排放。本文針對油田稠油污水處理方法現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行了分析。

　　2、稠油污水特性研究

　　2.1 稠油污水的產(chǎn)生

　　在我國，地層溫度下經(jīng)過脫氣原油黏度大于100mPa?s，地層原油黏度大于50mPa?s以及原油相對密度高于0.92g?cm-3的原油被稱作是稠油。我國稠油資源分布較為廣泛，據(jù)不完全統(tǒng)計地質儲量可達1640Mt，其中約有石油資源的20%及以上都是陸地稠油。含有瀝青質而且膠質高是稠油最為突出的特點，其中富含瀝青和膠質的稠油產(chǎn)量高達整個原油產(chǎn)量的7%。稠油中瀝青和膠質含量高，金屬以及機械混合物的含量較小。因此我們可以按照稠油的粘度指標進行分類(表1)。

　　2.2 稠油污水水質特性的影響

　　與常規(guī)污水相比，稠油污水最為明顯的不同之處在密度的差異。由于稠油的密度和水的密度相差較小，一般會在0.8g?cm-3以上，所以導致稠油可以和水混合分布均勻，導致污水處理的時候較難分離。

　　除此之外，稠油污水處理還受到以下影響。第一，由于稠油污水的密度和水的密度相差較小，所以不能利于通過油水重力的方式進行分離；第二，由于稠油污水富含瀝青和膠質所以導致其粘度較大，所以對其進行污水處理過程中懸浮顆粒的沉降去除會受到溫度的影響；第三，在進行稠油污水處理過程中，由于所需溫度在65℃左右，極易影響水質凈化效果；第四，由于稠油污水中存在大量的瀝青、泥沙以及大量的活性有機物，稠油污水中的水與油之間極易形成穩(wěn)定的水包油等多層乳狀液，從而給稠油污水處理增加難度。

　　2.3 稠油污水中化學物質的影響

　　無機化合物和有機化合物作為稠油污水的兩大組成部分，其中無機化合物主要指的是鈉、鉀、鎂、二氧化硅、氯、溴等離子；有機化合物則主要包括油以及各類化學藥劑。

　　2.3.1 無機化合物的影響

　　對于無機化合物的影響本文以新疆油田某稠油聯(lián)合站污水處理站為例進行相關闡述，據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在稠油污水處理過程中，發(fā)現(xiàn)此污水中含有大量的無機陽離子，例如鈉、鉀、鎂、鈣等陽離子，以及部分氯離子、硫離子等陰離子。但是其中最主要的無機鹽為碳酸鹽、氯化鈉以及硫酸鹽，亞鐵鹽以及硫化物的含量較少，沒有亞硝基化合物的存在。正是由于這些物質以及其陰、陽離子的存在，導致稠油污水的結構較為穩(wěn)定，還影響了稠油污水中CODcr的含量。據(jù)相關研究，當稠油污水中氯離子的含量高于500mg?L-1時，CODcr的含量會有所增加，由此可看出無機鹽對于CODcr在稠油污水中的含量影響較小。

　　2.3.2 有機化合物的影響

　　稠油污水中有機化合物的種類可以按來源分為兩類。第一類是自然產(chǎn)生的自然有機化合物，例如芳香族化合物、油脂、脂肪酸以及環(huán)烷酸等。通過GC/MS分析方法可以看出，在該稠油污水處理過程中，其中污水中的自然有機化合物種類多達60余種，其中有60%的有機化合物都是酚及其衍生物;其次含量較高的就是正構烷烴的含量，可達到32%，而且這也是CODcr中最為主要的組分。第二類是在油田開采過程中由于外在因素添加的有機物添加劑，例如破乳脫水劑、驅油劑以及降粘劑等等，這些成分對于稠油污水中的CODcr的含量都會造成一些影響，特別是外加的有機化合物其化學結構較為穩(wěn)定不易降解，所以導致其對CODcr等物質的去除有很大不利影響。

　　3、稠油污水處理技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　3.1 稠油污水處理技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　油田稠油污水中富含瀝青和膠質，所以導致其粘度和密度較高，形成了原油和水密度之間相差較小、污水乳化的情況較為嚴重，給稠油污水處理帶來了極大的難題。在20世紀80年代之前，主要通過對采出水的處理來達到注水的目標，其重點也主要是控制含油和懸浮物等影響。所以大部分都是采用混凝沉降、浮選以及一級、二級過濾的工藝流程。雖然此流程有很大的不足之處，但是基本上還是可以滿足注水需求。80年代以后，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對稠油油田的開放越來越大，簡單的采出水規(guī)模的加大以及注水壓力的提升，導致懸浮顆粒對油藏產(chǎn)生了污染，而且采用中、高滲透油田注水的方式也無法滿足各項污水處理指標。隨著科學技術的進步，特別是近十年以來，各大油田有效的結合了國內外優(yōu)秀的污水處理技術，并取得了相應的成就，例如水處理藥劑、化學除硅、含油污水CODcr組成與處理方法、污泥脫水、動態(tài)膜精細過濾、過濾器清洗技術以及大孔弱酸陽離子軟化技術等。

　　3.2 稠油污水處理建議

　　油田稠油污水的性質較為特殊，所以稠油污水處理難度較大。據(jù)相關研究，稠油污水處理過程中最為關鍵的技術就是新型凈水劑的應用研究。因此，在對稠油污水進行處理時應當選擇在上游進行，從而有效的降低下游的處理壓力。另外，還要合理的對稠油污水處理流程進行優(yōu)化改造，從而保證每一步驟都能高效的處理污水。而且由于稠油污水的水質密度均勻，所以要盡可能的降低外來流體對稠油污水進行二次沖擊，提高其水與油的均勻混合程度。所以，在對油田稠油污水處理中應當注意以下幾個問題：

　　第一，要加大稠油污水調節(jié)池的優(yōu)勢，因此其可以很好的解決稠油污水密度均勻的問題，所以在實際應用過程中，要充分發(fā)揮調節(jié)池的優(yōu)勢。而且還可以適當?shù)陌惭b曝氣系統(tǒng)，進而有效的增加油水的比重差，與此同時還可以有效的將稠油污水中難以揮發(fā)的物質剔除，保證水質的穩(wěn)定。

　　第二，作為稠油污水處理過程中最應當解決的問題之一，如何有效的解決稠油污水的乳化問題就顯得尤為重要。作為稠油污水處理的關鍵技術，對已經(jīng)乳化的稠油破乳是實現(xiàn)油水分離的重要所在。而新型高效凈水化學劑可以通過加入時間、用量等有效的提升油水分離效果。

　　第三，對稠油污水處理裝置進行優(yōu)化。作為稠油污水處理效果的先決條件，稠油污水處理裝置的合理、有效性顯得尤為重要。而作為其中的關鍵，高效的油水分離裝置則發(fā)揮了巨大的作用。譬如通過使用隔油斜板等裝置來提高油水分離效果等。

　　另外，原油脫水過程中所用的破乳劑等也會對稠油污水處理效果產(chǎn)生影響。因此，所用破乳劑含量應當與稠油處理所應用的化學劑含量配比好，從而提高稠油污水處理效果。

　　4、結語

　　總之，就目前開采技術而言，在油田開采過程中勢必會出現(xiàn)大量的稠油污水，增加了油田開采的難度。稠油污水的性質較復雜，處理難度較大。對稠油污水處理技術進行相關研究具有重要的理論價值和實際意義。(來源：中石油新疆油田分公司風城油田作業(yè)區(qū))