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1、安东研究院专家技术讲座系列之六,主讲人：王法轩,油田污水处理技术,一、概述二、油田开发对注水水质的要求三、油田污水处理工艺技术四、油田污水化学处理剂五、展望,主讲内容,一、概 述,根据有关资料报导，地球上的总储水量为13.56亿km3,其中：海洋占92.2%；陆地占7.8%；而淡水占仅0.64%。,油田污水包括：油田开发过程中的产出水；洗井水；油田钻井、作业、机械冷却、和设备场地清洁水等。汇集后统称为油田污水。,一、概 述,为什么要进行油田污水处理：,一、对油田注水水源补充；,二、不污染环境；,三、为了对金属设备和管道的腐蚀进行护。,一、概 述,二、油田开发对注水水质的要求,1、注水是对油田开
2、发能量的补充,我国陆上油田有95%是依靠注水开发的。每个油田大体要经历一次采油、二次采油、三次采油开发阶段。,由此看出，二、三次采油阶段都要注水补充能量。因此注水是十分主要的问题。产出的污水必须进行处理，然后再回注到油层，这也是对水源需求的最大补充。,二、油田开发对注水水质的要求,2、油层条件对水质的要求,油层条件主要是指渗透率，也就是液体通过的能力。随着新油田的发现，由于埋藏深度增加，低渗油藏的比例越来越大，这对注入水的水质要求更高。因此对污水处理的质量标准要求更加严格。,二、油田开发对注水水质的要求,3、油田注入水质标准（部颁标准）,二、油田开发对注水水质的要求,4、油田污水的成分,各油田
3、的污水成分是不一样的。为了使注入水质达到石油企业的统一标准，油田污水必须经过处理才能回注地下。,二、油田开发对注水水质的要求,三、油田污水处理工艺技术,（一）油田污水的处理思路,我国油田污水处理工艺技术思路基本有两种：,一种是将清水经过滤除铁后，单独注入到油层，再将油田污水单独处理合格达标后，单独注入到油层；,第二种是，将所有的清污水先混合后，经过处理达标后回注油层。,目前基本上统一到第二种，这种工艺技术处理的污水和地层配伍性好，不伤害油层。使过敏反应降低到最小程度。,（二）油田污水处理工艺技术,油田污水处理工艺分四个阶段：除油工艺阶段 除机杂工艺阶段 过滤工艺阶段 残渣处理工艺阶段 通过上述
4、四个阶段的处理，加上离子调整平衡，使油田污水达到回注标准。,三、油田污水处理工艺技术,（一）工艺流程简介,1、重力式流程,自然（或斜板）除油混凝沉降压力（或重力）过滤流程。,三、油田污水处理工艺技术,图1 重力式污水处理流程图,2、压力式流程,旋流（或立式除油缸）除油聚结分离压力沉降压力过滤流程。,图2 压力式污水处理流程图,三、油田污水处理工艺技术,3、浮选式流程,接受（溶气浮选）除油射流浮选或诱导浮选过滤精滤流程。,三、油田污水处理工艺技术,图3 浮选式污水处理流程图,（二）除油工艺阶段,1、自然除油,三、油田污水处理工艺技术,1-进水管；2-中心反应管；3-配水管；4-集水管；5-中心柱
5、管；6-出水管；7-溢流管；8-集油槽；9-出油管；10-排污管,图4 自然除油罐结构图,2、斜板(斜管)除油罐,在油水分离设备中加斜板（或斜管），增加了分离设备的工作面积，缩小了分离高度，提高了油珠颗粒的去除效率。,含油污水在重力分离容器中的分离效率为：,式中：E油珠颗粒的分离效率；油珠颗粒的上浮速度；Q/A表面负荷率；Q处理流量；A处理设备水平工作面积。,三、油田污水处理工艺技术,若除油设备的高度为H，油珠颗粒分离时间为t，则表面负荷率可表示为：,故：,三、油田污水处理工艺技术,1-进水管；2-中心反应筒；3-配水管；4-集水管；5-中心柱管；6-出水管；7-波纹斜板组；8-溢流管；9-集
6、油槽；10-出油管；11-排污管,图5 立式斜板除油罐结构,三、油田污水处理工艺技术,3、气浮除油(除悬浮物),原理：气浮就是在含油污水中通入空气(或天然气)并产生微细气泡，使 油和悬浮物的微粒粘附在气泡 上，从而达到除油和悬浮物的目 的。,三、油田污水处理工艺技术,气浮除油有以下三种装置：,溶解气浮装置,图6 溶解气浮选装置工艺示意图,三、油田污水处理工艺技术,（2）分散气浮选装置,图7 旋转型分散气浮选装置,三、油田污水处理工艺技术,图8 喷射型气浮选装置,三、油田污水处理工艺技术,4、旋流除油,原理：水力旋流器是利用油水密度差，在旋转时受到不等的离心力，从而实现了油水分离。,三、油田污水
7、处理工艺技术,图9 水力旋流器工作原理图,（三）离子调整和混流沉降,离子调整,a.拿中原油田污水性质为例,三、油田污水处理工艺技术,b、离子调整的机理,在沉降罐进口加入复合碱，以“,”为,主要成分的离子调整剂，将有害离子得以平衡，并沉降下来加以回收，保持了注入水水质的稳定性。,三、油田污水处理工艺技术,其一，与 生成水 并除去水中的，生成沉淀；其二，利用水中的氧O，将 氧化成，再与 生成沉淀；其三，与 反映生成,与多价金属离子生成硫化物沉淀；其四，利用生成沉淀过程的卷集作用和 的杀菌作用，除掉SRB。,2、混凝沉降工艺,a.混凝沉降罐工艺结构,三、油田污水处理工艺技术,c、加入絮凝剂,当PH值
8、达到77.5时，絮凝体形成速度为3538秒，絮凝体的尺寸为23 mm。,收油,图10 改造前斜板沉降罐结构示意图,进水,出水,三、油田污水处理工艺技术,收油,进水,出水,图11 改造后斜板沉降罐结构示意图,三、油田污水处理工艺技术,b、应用美国剑桥公司的技术，在加入絮凝剂的同时加入铁粉,这样既达到了快速絮凝又实现了快速沉降，使设备体积和占地面积大为缩小。,三、油田污水处理工艺技术,CoMag 技术,传统的化学絮凝/絮凝物+出色的沉降+高梯度磁分离 Conventional chemical coagulation/flocculation+superior sedimentation+High
9、 Gradient Magnetic Separation.,澄清池,（四）过滤,原理：经过沉降的水体，在压力的作用下，通过700 mm厚左右的粒状物质滤床(通常由石英砂、无烟煤、磁铁矿、铝矾土等组成)，通过过滤的吸附絮凝、沉淀和截留作用，进一步去除水中的杂质。,三、油田污水处理工艺技术,图12 压力滤罐结构图,三、油田污水处理工艺技术,（五）油田含油污泥处理,对污泥处理方法有两种：,压挤法(板框压滤机),图13 板框压滤机结构图,1-尾板(固定)；2-压榨滤板；3-拉板机构；4-过滤板；5-头板(活动)；6-传动机构；7-压紧装置,三、油田污水处理工艺技术,2.离心法(转筒式离心机),图14
10、 圆筒式离心脱水机结构图1-轴承座；2-外壳；3-转鼓；4-进料管；5-螺旋输送器；6-电动机；7-差速器；8-皮带轮,三、油田污水处理工艺技术,四、油田污水化学处理剂,1、缓蚀剂,用来防止或缓解金属腐蚀的物质称为缓蚀剂。石油行业对腐蚀要求标准为0.076 mm/a。,缓蚀剂类型,a.氧化型缓蚀剂：加入此剂，使金属表面生成一层 致密牢固的氧化膜或者以金属离子生成难溶的盐。,b.沉淀型缓蚀剂：此剂加入后，生成致密的沉淀膜或 生成新的聚合物，覆盖在金属表面，这种膜的电阻 率大，抑制了金属的腐蚀。,c.吸附型缓蚀剂(又称有机缓蚀剂)：加入腐蚀介质中极性基团吸附在金属表面上，非极性基团则向外定向排列，
11、形成憎水膜，使金属与腐蚀介质隔开，从而起到防腐作用。,四、油田污水化学处理剂,2、阻垢剂,油田污水系统形成的水垢有碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡等。油田常用的防垢剂有：,无机磷酸盐类：防,的防垢剂有,磷酸三钠、焦磷酸四钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠,b.有机磷酸及其盐：,氨基三甲叉磷酸、乙二胺四甲叉磷酸、羟基乙叉二磷酸钠,c.聚合物,聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚马来酸酐,四、油田污水化学处理剂,3、杀菌剂,油田常用的杀菌剂：氧化性杀菌剂：氯、次氯酸钠等；非氧化性杀菌剂：季铵盐、戊二醛等。,四、油田污水化学处理剂,4、混凝剂,混凝剂有凝聚剂和絮凝剂两种：凝聚剂：主要为无机阳离子聚合物，如聚合铝、聚合铁等凝聚剂，
12、对PH值适应的范围广，形成速度快、沉降快，投量少、净化效果好，而且不受温度影响。,四、油田污水化学处理剂,5、除氧剂：油田使用的除氧剂多为亚硫酸盐(,)。,四、油田污水化学处理剂,絮凝剂：此剂主要为有机非离子型和阴离子型的水溶性聚合物。如：聚丙烯酰胺、聚乙二醇、羧甲基淀粉、羧乙基纤维素等，它可以通过吸附作用，桥接在水中的固体颗粒表面，使其迅速聚结下沉。,五、展 望,油田污水处理工艺技术仍在制约着各油田的生产管理工作。,1、油田开发中后期，日产水量是日产油量的49倍，每天的污水 必须当天处理，否则无法继续生产。2、油田开发中后期是以水换油的采油阶段，油田污水的回注量占每天总注入量的8090。3、由于污水处理是24小时的连续生产运行，所以各油田建设的污水处理能力都有1/31/2的备用系数。,4、由于污水处理技术落后，造成注入水质不合格，不配伍，一是堵塞油层造成大量的增注工作量，使成本上升；二是，由于结垢，腐蚀等原因，缩短油水井、设备、管网的运行寿命，使油田维护工作量剧增，成本上升。三是由于处理技术落后，污水站的占地面积大，更新改造投入大。,五、展 望,5、我公司，若采用先进的污水处理技术，即：离心法除油-离子调整铁粉电磁沉降-压力过滤-离心脱水固化污泥。年销售量在10套以上，产值35亿元，净营利12亿元。,五、展 望,谢谢大家！,
