油田污水水质特征

石油资源是工业生产非常重要的原材料。近年来，随着我国社会经济的快速发展和对石油资源需求的不断增加，石油开采的强度也在逐步加大。在石油生产和开采过程中，会产生大量的采油污水，而且采油污水成分非常复杂，极易产生乳化现象，进一步增加了油水分离和处理的难度。特别是进入三次采油阶段后，大量的物理、化学、生物等手段被应用，有效地提高了原油采收率。目前，在我国石油生产和开采过程中，聚合物驱、二元复合驱、SAGD采油技术等得到了广泛应用，并逐渐成为我国石油工业提高采收率的主要手段。在这种情况下，对三次采油采出液处理技术涉及的各石油行业环保热点问题进行了深入研究。

1.油田生产废水的水质特征

1.1聚合物驱采油废水的水质特征

聚合物驱油技术是油田生产开发后期一项非常重要的生产开发技术。聚合物驱油技术主要是指在油田注水作业过程中，在水中加入大量的可溶性聚合物，从而有效降低水相的渗透率，进一步提高井下油水流度比，进一步提高水相的粘度，从而进一步提高石油开采效率。

一般聚合物驱采收率可达30%~40%。但该技术开采的原油含水率普遍较高，较高情况下含水率可达80%，相当于每开采一吨原油产生0.8t污水。聚合物采油技术产生的污水，乳化现象也很严重。与其他开采技术产出的液相相比，聚合物驱油技术产出液具有以下特点:

(1)由于开采过程中加入了一定量的驱油剂，产出液中的污染物等含量差异较大。由于在聚合物驱技术的具体实施过程中加入了大量的水解聚丙烯酰胺，产出液中通常含有水解聚合物MPAM。由于这种物质分子量大，很难实现降解，给后期油田污水处理带来一些麻烦。

(2)HPAM通常呈现白色固体颗粒，溶于水后会增加水的粘度。随着水溶液粘度的增加，污水中油珠相互碰撞的几率会降低，无法实现有效的混凝，使其熔融稳定性更强，油水分离更困难。当环境温度达到45℃时，HPAM的浓度可达80 mg/L，在此条件下测得的产出液粘度为0.8MPa？s，而相同条件下，水驱采油技术得到的采出液污水粘度通常为0.6MPa？s .但是，随着浓度的增加，产出液的粘度也会迅速增加。相比同等条件下水驱采出液的难度，HPAM采出液浓度甚至可以超过水驱采出液86%左右。

(3)聚合物驱采出液中油珠的直径相对较小，当采出液中油的粒径

(4)在聚合物驱技术的实际应用过程中，采出液中会含有大量的HPAM，导致水相粘度急剧增加，导致污水中油珠之间碰撞的概率急剧下降，小油珠很难通过碰撞聚集成大油珠，从而导致采出液中油柱的平均粒径相对较小，给油水分离带来很大的麻烦。

1.2二元复合驱采出液水质特征

在三元复合驱采油技术的实际应用过程中，不仅要加入大量的HPAM，还要加入一定量的表面活性剂。一般情况下，会使用石油磺酸盐作为表面活性剂，可以有效控制采出液中油水之间的界面张力，使死地层孔隙中的小油珠与回注水之间的相互作用力进一步增大，地层表面对原生的相应吸附能力相应降低，进一步增强驱油效果，有效提高油田的采收率。

但由于采出液中含有一定量的HPAM和表面活性剂的复合驱，使原油乳化，进一步提高了原油的流动性。然而，表面活性剂可以有效地增强原油的增溶作用，这也会导致产出油的液化程度增加。与聚合物驱采出液相相比，其污水处理难度更大。采用普通污水处理工艺难以达到理想的处理效果，需要在污水处理工艺中加入合适的破乳剂和絮凝剂，有效实现油水分离。

2.石油生产现状污水处理

2.1采油后的出水水质要求污水处理

随着对石油资源需求的不断增加，石油开采的规模也在不断扩大，这将产生大量的采出液。妥善处理现场开采过程中产生的大量污水，可以有效改善生态环境，实现水资源的合理利用，进一步提高油田的经济效益。根据世界石油工业现状污水处理，处理后的采油污水有三条出路:处理效率高的水资源可直接回注地层；污水经过处理后，可以向其中加入一定量的驱油剂进行再次采油，达到标准要求后即可排放。但在我国油田行业，部分采油污水经过处理后可以作为热采锅炉的水源，但这部分水源在整个外排污水中所占的比例非常小。

处理后的油田产出水大部分已返回地层，但我国石油工业对地层回注水水质要求较高，回注水含油量不能>:20mg/L，其中悬浮颗粒含量不能>:10mg/L，因此，不断加强高效破乳剂和絮凝剂的研究，对油田污水的分离和处理具有重要的现实意义。

2.2油田采油污水处理方法和技术

由于受区域因素、地层结构、原油性质、驱油方式等多种因素的影响，油田采出液的水质特性和乳化特性也存在较大差异，在实际处理过程中，针对不同特性采出液的处理工艺和处理方法也存在较大差异。不同处理工艺的具体特点和缺点也有较大差异，所以在实际采油污水处理过程中，可以几种方式一起使用，从而有效提高污水处理质量。

2.3采油污水处理剂

(1)破乳剂。

由于油田采出水水质成分复杂，油水分离难度大，需要固定聚合物的特定官能团才能达到油水分离的效果。

①氧化破乳。

氧化裂解主要是充分利用一些氧化性物质，对聚丙烯酰胺基团进行定点氧化，使聚丙烯酰胺的浓度逐渐降低，采油污水的浓度也相应降低，从而增加采油污水中油珠碰撞的概率，从而增大油珠的粒径，进一步增强流水分离效果。

②高级氧化技术。

虽然使用氧化破乳剂可以在一定程度上降低采油废水的粘度，但在某些情况下效果并不明显。随着再生采油废水水质的不断提高，对采油废水的氧化效果提出了更高的要求。高级氧化技术的出现进一步提高了采油废水的可生化性，使得污水处理效果满足实际需求。

(2)絮凝剂。

在污水处理工艺中加入适当的絮凝剂，可以有效增加污水中絮凝剂的体积，使絮凝物在重力作用下得到有效去除。

①有机絮凝剂。

通常油田废水中含有的一些小油珠和一些固体天然颗粒带有一定量的负电荷，所以阳离子有机絮凝剂在油田污水处理工艺中得到了广泛的应用，实际污水处理效果也很好。

②无机絮凝剂。

聚合氧化铝、聚合硫酸铝和聚合亚铁盐是油田污水处理工艺中常用的无机絮凝剂。无机絮凝剂在油田污水处理工艺中的应用给油田带来了巨大的经济效益。随着现代化学工业的快速发展，目前在油田污水处理行业出现了大量新型高分子絮凝剂。由于高分子聚合度高，高分子絮凝剂能有效去除油田污水中的悬浮物。据相关研究，高分子絮凝剂的除油效率甚至可以达到90%。

3.结论

油田污水成分非常复杂，可生化性相对较差，而传统的采油污水处理工艺复杂，在污水处理过程中能耗也很高。为了进一步提高油田生产废水的处理效果，有必要对油田生产废水的成分进行深入分析，并采取相应的处理措施。(来源:周年油田第十采油厂供水大队)

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