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油田稠油污水特性以及处理技术研究
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2019/4/26 15:59:39  

摘要:油田的稠油污水不同于其他类型的污水,其具有矿物质含量高、油水比重差小、粘度大、成分复杂等特点,导致油田稠油污水的处理工程较为复杂。本文将主要对油田稠油污水特性以及处理技术进行分析与研究。

关键词:油田稠油污水 特性 污水处理

1引言

稠油污水与其他污水不同,其中油水的比重相差较小,矿物质含量较高,粘度也较大而且组成成分也较为复杂等。因此,导致了稠油污水处理并非易事。随着我国对环境保护的认识越来越强烈,水资源越来越短缺等因素的影响,稠油污水必须进行相应处理,在达到污水外排标准后才能进行排放。本文针对油田稠油污水处理方法现状及发展趋势进行了分析。

2稠油污水特性研究

2.1稠油污水的产生

在我国,地层温度下经过脱气原油黏度大于100mPa·s,地层原油黏度大于50mPa·s以及原油相对密度高于0.92g·cm-3的原油被称作是稠油。我国稠油资源分布较为广泛,据不完全统计地质储量可达1640Mt,其中约有石油资源的20%及以上都是陆地稠油。含有沥青质而且胶质高是稠油最为突出的特点,其中富含沥青和胶质的稠油产量高达整个原油产量的7%。稠油中沥青和胶质含量高,金属以及机械混合物的含量较小。因此我们可以按照稠油的粘度指标进行分类(表1)。

2.2稠油污水水质特性的影响

与常规污水相比,稠油污水最为明显的不同之处在密度的差异。由于稠油的密度和水的密度相差较小,一般会在0.8g·cm-3以上,所以导致稠油可以和水混合分布均匀,导致污水处理的时候较难分离。

除此之外,稠油污水处理还受到以下影响。第一,由于稠油污水的密度和水的密度相差较小,所以不能利于通过油水重力的方式进行分离;第二,由于稠油污水富含沥青和胶质所以导致其粘度较大,所以对其进行污水处理过程中悬浮颗粒的沉降去除会受到温度的影响;第三,在进行稠油污水处理过程中,由于所需温度在65℃左右,极易影响水质净化效果;第四,由于稠油污水中存在大量的沥青、泥沙以及大量的活性有机物,稠油污水中的水与油之间极易形成稳定的水包油等多层乳状液,从而给稠油污水处理增加难度。

2.3稠油污水中化学物质的影响

无机化合物和有机化合物作为稠油污水的两大组成部分,其中无机化合物主要指的是钠、钾、镁、二氧化硅、氯、溴等离子;有机化合物则主要包括油以及各类化学药剂。

2.3.1无机化合物的影响

对于无机化合物的影响本文以新疆油田某稠油联合站污水处理站为例进行相关阐述,据相关数据统计发现,在稠油污水处理过程中,发现此污水中含有大量的无机阳离子,例如钠、钾、镁、钙等阳离子,以及部分氯离子、硫离子等阴离子。但是其中最主要的无机盐为碳酸盐、氯化钠以及硫酸盐,亚铁盐以及硫化物的含量较少,没有亚硝基化合物的存在。正是由于这些物质以及其阴、阳离子的存在,导致稠油污水的结构较为稳定,还影响了稠油污水中CODcr的含量。据相关研究,当稠油污水中氯离子的含量高于500mg·L-1时,CODcr的含量会有所增加,由此可看出无机盐对于CODcr在稠油污水中的含量影响较小。

2.3.2有机化合物的影响

稠油污水中有机化合物的种类可以按来源分为两类。第一类是自然产生的自然有机化合物,例如芳香族化合物、油脂、脂肪酸以及环烷酸等。通过GC/MS分析方法可以看出,在该稠油污水处理过程中,其中污水中的自然有机化合物种类多达60余种,其中有60%的有机化合物都是酚及其衍生物;其次含量较高的就是正构烷烃的含量,可达到32%,而且这也是CODcr中最为主要的组分。第二类是在油田开采过程中由于外在因素添加的有机物添加剂,例如破乳脱水剂、驱油剂以及降粘剂等等,这些成分对于稠油污水中的CODcr的含量都会造成一些影响,特别是外加的有机化合物其化学结构较为稳定不易降解,所以导致其对CODcr等物质的去除有很大不利影响。

3稠油污水处理技术现状及发展趋势

3.1稠油污水处理技术现状及发展趋势

油田稠油污水中富含沥青和胶质,所以导致其粘度和密度较高,形成了原油和水密度之间相差较小、污水乳化的情况较为严重,给稠油污水处理带来了极大的难题。在20世纪80年代之前,主要通过对采出水的处理来达到注水的目标,其重点也主要是控制含油和悬浮物等影响。所以大部分都是采用混凝沉降、浮选以及一级、二级过滤的工艺流程。虽然此流程有很大的不足之处,但是基本上还是可以满足注水需求。80年代以后,随着经济的发展,对稠油油田的开放越来越大,简单的采出水规模的加大以及注水压力的提升,导致悬浮颗粒对油藏产生了污染,而且采用中、高渗透油田注水的方式也无法满足各项污水处理指标。随着科学技术的进步,特别是近十年以来,各大油田有效的结合了国内外优秀的污水处理技术,并取得了相应的成就,例如水处理药剂、化学除硅、含油污水CODcr组成与处理方法、污泥脱水、动态膜精细过滤、过滤器清洗技术以及大孔弱酸阳离子软化技术等。

表1我国稠油分类标准

注:*指油层条件下黏度,无*指油层温度下脱气油黏度。

3.2稠油污水处理建议

油田稠油污水的性质较为特殊,所以稠油污水处理难度较大。据相关研究,稠油污水处理过程中最为关键的技术就是新型净水剂的应用研究。因此,在对稠油污水进行处理时应当选择在上游进行,从而有效的降低下游的处理压力。另外,还要合理的对稠油污水处理流程进行优化改造,从而保证每一步骤都能高效的处理污水。而且由于稠油污水的水质密度均匀,所以要尽可能的降低外来流体对稠油污水进行二次冲击,提高其水与油的均匀混合程度。所以,在对油田稠油污水处理中应当注意以下几个问题:

第一,要加大稠油污水调节池的优势,因此其可以很好的解决稠油污水密度均匀的问题,所以在实际应用过程中,要充分发挥调节池的优势。而且还可以适当的安装曝气系统,进而有效的增加油水的比重差,与此同时还可以有效的将稠油污水中难以挥发的物质剔除,保证水质的稳定;第二,作为稠油污水处理过程中最应当解决的问题之一,如何有效的解决稠油污水的乳化问题就显得尤为重要。作为稠油污水处理的关键技术,对已经乳化的稠油破乳是实现油水分离的重要所在。而新型高效净水化学剂可以通过加入时间、用量等有效的提升油水分离效果。第三,对稠油污水处理装置进行优化。作为稠油污水处理效果的先决条件,稠油污水处理装置的合理、有效性显得尤为重要。而作为其中的关键,高效的油水分离装置则发挥了巨大的作用。譬如通过使用隔油斜板等装置来提高油水分离效果等。另外,原油脱水过程中所用的破乳剂等也会对稠油污水处理效果产生影响。因此,所用破乳剂含量应当与稠油处理所应用的化学剂含量配比好,从而提高稠油污水处理效果。

4结语

总之,就目前开采技术而言,在油田开采过程中势必会出现大量的稠油污水,增加了油田开采的难度。稠油污水的性质较复杂,处理难度较大。对稠油污水处理技术进行相关研究具有重要的理论价值和实际意义。

参考文献

[1]马喜平.用混凝剂处理油田污水的应用现状及展望.钻采工艺[J].2001,24(1):79-81.

[2]孙延德,张振华,关键.辽河油田超稠油污水处理技术研究[C].全国工业表面活性剂中心,2001,437-440.

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