1、浅谈海上油田污水处理技术研究摘 要：随着经济不断发展，对能源的需求大大增加，海上油田开发力度也随之加大，原油含水率高达 80%以上，大量污水由此产生。现今社会，追求绿色能源，强调可持续发展，要求节能减排。那么，海上油田污水处理势在必行。对海上油田污水处理技术的研究成为处理污水关键所在。研究海上油田污水处理技术，首先要清楚污水的成因，并针对该问题利用污水处理技术解决问题。其次要了解国内外关于处理海上油田污水的技术，了解其发展情况和应用实例，以达到提高处理污水效率的目的。 关键词：海上油田 污水 处理技术 一、海上油田污水的成因 随着油田开发力度的加大，开发油田的深入，原油已经无法经一次采油方式采
2、出，采油收获率也大大降低。而为了保证开采量，便有了“二次采油”和“三次采油”的技术。这些技术通过将水灌到地下的水驱方式来采油。那么这种方式必然产生了大量的污水。海上油田采出水是采油污水的一种，与开采技术和地质条件关系紧密。开采越多其水质越差。原油的含水率也可能由原来的 5%到 10%左右增加到 80%，甚至90%。 海上油田注水的水源有含溶解氧、细菌和悬浮颗粒等有害物质的注海水，还有采出水回注和浅层地下水。这些水源本身在注入时就含有污垢，那么在注入时若不对其进行处理则会给地层造成结垢，腐蚀堵塞注水设备。而且在油田开采过程中需要大量的使用水，那么水源的不达标也会成为污水形成的一个原因。 海上油田
3、开采过程中产生的污水中的不可用油等不可溶物质组成的污染物的排放极大影响到海洋的生态环境，对海洋造成严重污染。同时，海上开采平台大小有限，承受力有限。那么一些先进科学的陆上油田污水处理技术在此无法施行。有时也未能及时发现污染源，这样若海上油田污水得不到及时处理，则会进一步恶化污染状况。 二、海上油田污水处理技术 1.源头控制技术 源头控制技术又称为源头处理技术，或减量化技术。防阻水流进生产井及谨防污水升入平台是其主要作用。这种减量化技术在防止水流进井筒方面用机械和化学两种方式进行堵水。机械堵水是靠完井技术通过各种机械工具将水阻止在井筒之外。而化学堵水，需要借助聚合物凝胶这种化学药剂注入来堵水，这
4、种工艺因用到化学药剂，所以在环保方面贡献不大，存在潜在的污染。 通过防止污水进入平台的源头控制技术主要由对井下的油水进行分离的技术及海底的分离技术构成。井下分离技术，在井筒内安装一定的装置进行分离，也可称为分离装置，处理过程为用安装的分离装置将产液分离为油和水，油在管线中输上地面进入石油管网；而分离的水直接在井下流入别的地层。这种防污水进入平台的技术也存在着较大问题，其工作效率提升空间较大。 2.污水处理技术 海上油田开采过程中会产生大量废水，若将废水排放出来必定对海洋污染严重。那么就需要通过一定的技术来对废水进行处理。通常情况下有这样五种技术，分别是：气浮处理技术、萃取技术、旋流分离技术、氧
5、化技术和过滤技术。 2.1 气浮处理技术 在国内外最常用的的是气浮处理技术。该技术利用了油珠能在小气泡作用下上浮这一特性。在其上浮后气-固混合物被撇出。也是一种固体液体分离的技术，将开采过程中产生的废水，用压缩空气加压到 0.3 到0.6MPa，达到饱和状态，然后放置在正常气压下的设备中，里面微小的气泡携带着油珠从溶液中释放出来。当混合物上升到表面后被撇出，液体则从底部流出。其效果受到气泡大小的影响，气泡越小与油滴接触的面积越大机会越大，也可以黏附较小的乳化油，携带到表面。这种气浮处理技术用到的设备有很多公司研制，其处理能力强，效率高。 2.2 萃取技术 利用萃取剂和水互相不溶解但可溶解污染物
6、这一特点的萃取法也是一种不错的方法。污染物在水中的分配比不同于在溶剂中的分配比，那么利用分配比不同来分离并提取污染物从而达到分离效果。MPPE 工艺就是将含有烃的废水流入有 MPPE 颗粒的装置中，用特殊的提取液把烃提取出来并冷凝，最后利用其重力分离出水。根据历年应用实例可知，该技术去除率非常高。 2.3 旋转分离技术 旋流分离。油的密度比较轻，而水则较重，那么在旋转液体是，油就会从漩涡中由动能变为离心力而分出来。本装置先将油滴聚结使其增大到可用粒径，之后利用高速旋转液流的分离装置去除油。另外，若要提高分离效率，则需优化设备的大小、减小剪切从而提升对小油滴的分离能力。B20 系列则很好的对其进
7、行了优化，调整设备的长度与直径的比例大小，达到了提高效率的目的。VWS 公司发布的一款水力旋流分离器，使液体紊流降低，波动现象被消除。把旋转分离技术很好的运用到海上油田污水处理中。 2.4 氧化技术 氧化技术可以将溶解到水中的物质转为易于水分离的状态，转化后的物质无毒或有微毒。而由于该技术消费成本高未能广泛应用。SINTEF开发的“Watercatox”工艺利用氧化处理方法将纳米催化颗粒放入反应器的膜管中，在污水流入时将空气也注入，由此污染物被氧化，形成水或二氧化碳。这种装置很适合用在海上油田平台上。 2.5 过滤技术 去除水中分散和乳化油可以采用过滤技术。过滤技术需要的化学药剂少，因此比较环
8、保。而且处理效率较高，设备所占空间小，比较适合用于海上油田废水的处理中。同时，该技术消耗的能量成本不高、有很高的自动化能力，比较经济实用。我们可以通过用核桃壳或是石英砂等做滤料，在润湿、碰撞聚结作用下进行滤料过滤，虽然水质不错，但容易堵塞；或者用疏水材料为滤料，增大油滴聚结，当通过不规则戎状的玻璃纤维或金属介质时将油分离出来；膜过滤多用于微滤中，而用于海上油田方面仍在试验中；吸附过滤装置中设有多孔的吸附固体部件，该吸附柱可将烃类物质吸附，达到分离效果，当然这种方式因有吸附容量有限等缺点其使用也受到限制。 通过以上这些技术可以净化海上油田开采中产生的废水，在油田开采过程中对污水直接进行处理，减少
9、污水的排放。除此之外，我们还可以利用生物处理技术，用特殊的生物群降解污水中的污染物。由于海上油田开采平台空间小，其承受重量的能力不大，所以成立有效而紧凑的污水处理系统很必要。 3.关于海上油田污水处理技术存在的问题及建议 目前海上油田污水处理工作仍面临着许多问题，部分油田回注水不能达到标准，形成污染。而且，在油田开采过程中大量水被耗用，致使采出水与回注水量失衡。不同的开发方式对造成不同类型的废水，有针对性地处理污水成为亟待解决的问题。 解决所存在的问题，首先应细化、完善水质的标准，更好的利用源头处理技术，改善水源水质。其次应根据具体情况综合考虑各方面要求选择物理化学生物三大类油田污水处理技术。
10、对于污水处理技术的使用结合实际需要，在回收原油的基础上减轻处理设备的工作负荷。当然在提高海上油田污水处理技术的同时也应该提高管理水平，完善设备操作制度，从而更好的利用处理技术解决海上油田污水问题。 参考文献 1延磊.任春雷.海上油田海上注入系统J.油气储运.2010（29）. 2姜建平.谢双喜.陈学政等.海上油田井下油水分离系统的优化设计J.长春理工大学学报：自然科学版.2010（33）. 3徐文江.丘宗杰.张凤久.海上采油工艺新技术与实践综述J.中国工程科学.2011（13）. 作者简介：张绍帅（1986.10） ，男，汉族，工程师，研究方向：石油工程。 杨静萱（1973.02） ，女，汉族 助理工程师，研究方向：石油工程 沈建明（1970.01） ，男，汉族 助理工程师，研究方向：石油工程
