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油田化學劑在油田污水處理中的應用研究

發布時間:2017.01.05 閱讀次數:

1.油田污水處理的意義

       隨著社會經濟的發展,尤其是科學發展觀的提出,對和諧社會提出了更高的要求。本文探討油田化學劑在油田污水處理中的相關應用,對油田污水的處理迎合了環境可持續發展的要求。油田污水經不合理的處理、回注和排放會對環境造成一定的污染,帶來危害,同時也會使油田地面設施不能正常運作,不利于油田的生產,所以應當認真合理的處理利用油田污水。當然在生產實踐中,油田污水能夠有效回注是合理開發利用水資源的正確方法和有效途徑。

       油田污水主要有油田采出水、鉆井污水及其它的含油污水類型。油田廢水水質復雜,常含有石油破乳劑、鹽、酚、硫等環境污染物,其油分含量及油在水中存在方式也不經相同,在多數情況下經常發生不同的廢水相混合,為了更好地應對這種情況,在實際操作中常常運用多種方法的結合應用,并有針對性地進行處理,好于單一方法局限性和所得到的作用效果,從而使水質達到排放標準。然而,由于各油田的環境背景、生產方式及處理水用途的各異,使得油田污水處理的方法參差不齊。

       油田污水處理目的在于去除水中的油、添加劑、懸浮物以及其他有礙于注水,且易造成注水系統腐蝕和結垢的有害成分。一般情況下油田污水處理所采用的技術方法包含重力分離、浮選法、過濾、粗粒化以及生物法等。油田化學劑是廣泛應用于石油工業各領域的化學化工產品或者天然化學物質。在油田污水處理的過程中通常使用的化學劑有殺菌劑、緩蝕劑、阻垢劑、絮凝劑和除硫劑等。當然各油田的水質成分差異明顯,處理后回注水的水體品質要求也各異,故在處理工藝應有所選擇。綜述而言,新型藥劑和設備的研制及其新工藝的開發,還有新技術的應用為油田污水處理發展的新趨勢。

2.油田化學劑的應用

       油田污水的處理根據油田生產的不同用途可以有很多種方式方法。油田污水主要的危害是對管線和設備的腐蝕、結垢以及對油層進行污染,為解決這些問題,常常使用殺菌劑、阻垢劑、緩蝕劑、絮凝劑和除硫劑等等。

2.1 殺菌與緩蝕

       油田污水中含量大量的細菌,細菌的活動及代謝物質對油田生產帶來了很大的問題。同時在油田開發中后時期,物理化學的作用會產生大量的H2S、C02、Cl、SO42。等腐蝕物質,而且這些物質溶解在孔隙水中,形成酸性流體,從而對井下管柱造成腐蝕。

       殺菌劑一般分為氧化型和非氧化型兩大類,主要體現在使用功能和其組成上的差異。氧化型殺菌劑維持藥效時間短,使用量大,極易造成環境污染,故在油田極少采用,而非氧化型殺菌劑沒有這些不利因素,在油田得到了廣泛應用。非氧化型殺菌劑根據其殺菌作用基團種類和作用機理的差異,一般分為:季銨鹽類、季磷類、有機醛類、含氰化合物類、雜環化合物類、復合型殺菌劑、多功能型殺菌劑等。

       通用性強的緩蝕劑能對金屬腐蝕控制進行有效地控制,按照其化學組成成分差異,一般可以將其分為無機緩蝕劑和有機緩蝕劑。有機緩蝕劑包括有咪唑啉類緩蝕劑、銨鹽和季胺鹽類緩蝕劑、多功能型有機緩蝕劑、低毒高效型有機緩蝕劑、低聚或縮聚型緩蝕劑、雜環型緩蝕劑等,無機緩蝕劑的種類相對于有機緩蝕劑較少,且其只能在高濃度的情況下才能有效工作。對黑色金屬具有突出緩蝕作用效果的鉻酸鹽曾經被廣泛采用,然而隨著對環境保護的要求增強而使其使用受到一定的限制。鉬酸鹽、鎢酸鹽及稀土化合物是目前開發應用的環垸友好型的無機緩蝕劑。

2.2 絮凝、阻垢及除硫

      油田污水中的一些天然的雜質和化學添加劑等,如可溶性鹽類、固體顆粒、重金屬、懸浮的乳化油、硫化氫等,以及外界注入地層的酸類、潤滑劑、殺菌劑、除氧劑、防垢劑等會造成堵塞、管線腐蝕,而且外排亦造成污染。目前,化學絮凝法普遍應用于油田企業,常作為預處理技術和氣浮法聯合使用。絮凝劑是為防止這些因素而產生的一類油田化學劑,常用的絮凝劑主要分為無機絮凝劑、有機絮凝劑和復合絮凝劑三大種類。有機高分子絮凝劑具有用量少、處理速率快、效率高和產生污泥量少等優點,隨著近年來研究和發展,其在油田污水處理中研究和運用起著重要作用。

       油田污水結垢是油田在生產過程中不可避免的問題,它伴隨著油田產出水量增加而更突出。水中常含有的垢除了CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaS04外,還有MgC03、MgS04. Mg (OH)2,Ca3 (P04)2,SiO2等。結垢帶來的問題嚴重影響了油井的生產,因此加強對阻垢的研究可以很好地避免或減小石油工業的損失,并且帶來一定的經濟效益。近來,化學阻垢劑用來抑制垢的生成是最常用的阻垢方法,伴隨著相關技術的發展進步,阻垢劑發展方向將由無機轉至有機聚含物,從含磷到無磷環境友好型。

       油田污水中硫在主要存在方式為S、S2-、SO42-,S、SO42-。在硫酸鹽還原菌的作用下被還原成S2-,而S2-對鋼鐵具有極其強烈的腐蝕性,可導致管壁穿孔,干擾了正常生產,還有其腐蝕產物為黑色膠狀FeS懸浮物且不溶于水,從而導致懸浮物增加;FeS又是一種乳化油穩定劑,進一步增加污水除油難度。目前化學除硫劑使用較多,常用的除硫劑是通過物理沉淀反應作用或化學氧化作用來達到除硫的效果,其主要分為兩種類型:氧化劑型和沉淀型。

3.油田污水處理的發展趨勢

       油田進入中后開采期,油氣產量受到限制,相關的助產方式得以應用。注水開發是目前比較普遍采用的方式,在提高了采收率的同時,許多助劑也被大量利用,致使采出水含量不斷增加、成分也變得更加復雜,因此伴隨著聚合物驅油技術的日益成熟,油田采出水中含大量的高分子聚合物,進一步加大了污水處理難度。對于油田采出水,一般會經過多道處理工序后被用于回注利用,如果處理不達標,可導致滲油口堵塞、管線腐蝕結垢、注水壓力升高等問題。對于鉆井污水而言,其成分也十分復雜,大致包括鉆井液、洗井液等。其它油田污水類型主要包含有油污泥堆放處的生活污水、洗滌設備產生的污永、油田地表徑流天然雨水、滲濾水以及因事故泄露和排放引起的污染水體等。因此,油田化學劑的應用貫穿于油氣勘探開發過程,其產品類型眾多、性質差異大,用量大,具有特殊作用效果。

 

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