一、行業概況

目前我(wo)國(guo)大部分油(you)田己(ji)進入(ru)石油(you)開采的(de)(de)中期和后期階段，采出(chu)液(ye)中含(han)(han)水(shui)(shui)量為70-80%，有的(de)(de)油(you)田甚至高達90%，而且(qie)隨著開采時間的(de)(de)增加，含(han)(han)水(shui)(shui)量不斷(duan)的(de)(de)增加，因此在我(wo)國(guo)油(you)田所產生的(de)(de)廢水(shui)(shui)量非常(chang)巨大。如(ru)(ru)果(guo)把如(ru)(ru)此大量的(de)(de)采出(chu)水(shui)(shui)直接外排，將造成非常(chang)嚴重的(de)(de)環境污染(ran)問題，同時又浪費了寶貴的(de)(de)水(shui)(shui)資源(yuan)。如(ru)(ru)果(guo)把含(han)(han)油(you)廢水(shui)(shui)處理后，重新回注地(di)層，以(yi)補充地(di)層的(de)(de)壓(ya)力(li)，不僅(jin)可(ke)以(yi)避免(mian)環境污染(ran)，而且(qie)節約大量的(de)(de)水(shui)(shui)資源(yuan)。對含(han)(han)油(you)廢水(shui)(shui)進行處理并回注是油(you)田實(shi)現(xian)可(ke)持(chi)續開發和提高油(you)田經濟效益節約成本的(de)(de)一個重要(yao)途徑。

油田采(cai)出水(shui)經(jing)過(guo)處(chu)理回用于油田注水(shui)，較(jiao)(jiao)一(yi)般淡水(shui)有以下優(you)點：1、油田采(cai)出水(shui)含有表面活(huo)性(xing)物質而且溫度較(jiao)(jiao)高，能提(ti)高洗(xi)油能力。驅油效率隨水(shui)的礦化度增加而提(ti)高，含表面活(huo)性(xing)劑的采(cai)出水(shui)，特別是礦化度接近底層中(zhong)的采(cai)出水(shui)，其驅油效率值最大。2、水(shui)質穩定，與油層想混(hun)不產生(sheng)沉淀。

二、油田采出水水質

由(you)于各油(you)田原油(you)的(de)特(te)性(xing)、地質(zhi)不(bu)一(yi)樣,油(you)田采出水水質(zhi)各異,但又都有(you)(you)相同的(de)特(te)性(xing)。一(yi)般具有(you)(you)以下特(te)點：含油(you)量高、成分復雜(za)、礦化度高、水溫(wen)較高、具有(you)(you)放射性(xing)。

(1)含各種有機物

 油(you)田采(cai)出(chu)水中(zhong)含有多種原油(you)有機成分和各種化(hua)(hua)學藥劑,化(hua)(hua)學需(xu)(xu)氧量(liang)高。例如:草橋油(you)田采(cai)出(chu)水中(zhong)化(hua)(hua)學需(xu)(xu)氧量(liang)為714mg/L,渤海油(you)田采(cai)出(chu)水中(zhong)化(hua)(hua)學需(xu)(xu)氧量(liang)大于500mg/L。

(2)高礦化度

油(you)田(tian)采出(chu)水(shui)(shui)礦(kuang)(kuang)化(hua)度(du)最(zui)低也(ye)在1000mg/L以上,高可達(da)14×104mg/L,中原油(you)田(tian)采出(chu)水(shui)(shui)總(zong)礦(kuang)(kuang)化(hua)度(du)高達(da)8×104～14×104mg/L,渤海油(you)田(tian)采出(chu)水(shui)(shui)礦(kuang)(kuang)化(hua)度(du)為(wei)11×104mg/L,Cl-達(da)6996mg/L,高礦(kuang)(kuang)化(hua)度(du)加速(su)了(le)腐蝕(shi)速(su)度(du),同時(shi)也(ye)給廢水(shui)(shui)生化(hua)處理造成困(kun)難。

(3)含油量高

一般(ban)采出水中含油量均(jun)在1000mg/L左右,其中90%左右為分(fen)散油(10—100μm)和浮(fu)上油(大于100μm)，約有10%乳化油。

(4)水中含微生物

采出(chu)水中常(chang)見微生物有硫酸鹽(yan)還原菌(jun)、鐵細菌(jun)、腐生菌(jun),均為(wei)絲狀菌(jun),多數采出(chu)水中細菌(jun)含量為(wei)102～104個/mL,有的(de)高(gao)達108個/mL,細菌(jun)大量繁殖不僅腐蝕(shi)管線(xian),而且還造成(cheng)地層(ceng)嚴重(zhong)堵(du)塞。

(5)含有大(da)量生成垢的離子

采出水中含有HCO3-、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Cr2++等(deng)生(sheng)成垢的離子。

(6)懸浮物含量高

水中懸(xuan)浮(fu)物(wu)含(han)量高(gao),顆(ke)粒(li)細小,容易造成地層堵塞。其(qi)中懸(xuan)浮(fu)固(gu)體(ti)(顆(ke)粒(li)直徑1—100μm)主要包括：泥砂、各(ge)種腐蝕(shi)產物(wu)及垢、硫酸鹽還原(yuan)菌、腐生菌和重質油(you)類等；膠體(ti)(1×10-3—1．0μm)主要由泥砂、腐蝕(shi)結(jie)垢產物(wu)和細菌有機(ji)物(wu)構(gou)成。

三、采出水回注水質要求(qiu)

經過處理(li)后(hou)的(de)采出水回注，對水質基(ji)本要(yao)求如下(xia)：

1、水質穩定，與(yu)油層水相混不(bu)產(chan)生沉淀；

2、水(shui)注(zhu)入油層后，不使粘土礦物產生(sheng)水(shui)化膨脹(zhang)或懸濁；

3、水(shui)中不(bu)得攜帶大量懸浮物，以防堵塞注水(shui)井滲(shen)濾端(duan)面及滲(shen)流孔(kong)道；

4、在運行條件(jian)下注水不應結垢(gou)；

5、注(zhu)入水(shui)對水(shui)處理設備(bei)、注(zhu)水(shui)設備(bei)和輸水(shui)管線腐蝕性(xing)要小；

6、不(bu)能造成(cheng)注水(shui)井的(de)吸收能力迅速下降，為了使(shi)注水(shui)井保持(chi)一定(ding)的(de)吸收能力。

經過處理后的水(shui)(shui)質滿(man)足回注水(shui)(shui)水(shui)(shui)質標準（行業(ye)標準《碎屑巖油藏注水(shui)(shui)水(shui)(shui)質推薦指標SY/T—5329—94》），具體(ti)參數(shu)如下(xia)表所(suo)示。

油田采出(chu)水回注處理技術

四、采出水回注處理工藝

1、傳(chuan)統過濾(lv)工藝流程(cheng)

該流程以(yi)去除原水中(zhong)懸浮(fu)物(wu)雜質(zhi)，使回注水不產(chan)生堵(du)塞(sai)油層為目的，根據沉(chen)降分離選用(yong)設備不同分下列流程。

（1）混凝沉(chen)降-過濾流程

混凝沉降-過濾流程

該工藝適合于懸浮固(gu)體(ti)含(han)量(liang)高，含(han)油(you)量(liang)小的采出液，為基本(ben)的凈(jing)化處理(li)流程，處理(li)后(hou)的水(shui)質(zhi)達到油(you)層滲透率大于0.6μm2碎屑(xie)巖油(you)藏(zang)注水(shui)水(shui)質(zhi)指(zhi)標(biao)。

（2）氣(qi)浮選-過(guo)濾流程(cheng)

氣浮選-過濾流程

該工(gong)藝(yi)適用(yong)于含油量高(gao)，懸(xuan)浮(fu)物少的采出(chu)液。除油+氣浮(fu)+過濾的工(gong)藝(yi)流程，從(cong)采出(chu)水(shui)中分(fen)離出(chu)原(yuan)油和懸(xuan)浮(fu)物，使水(shui)質得到凈化。利(li)用(yong)天然氣密閉(bi)的方式(shi)，投加(jia)水(shui)質穩(wen)定劑(ji)來減緩腐蝕、結構，抑制(zhi)細菌(jun)繁殖(zhi)，使水(shui)質得到凈化。

（3）旋流分離-過(guo)濾流程

旋流分離-過濾流程

該工(gong)藝流程(cheng)(cheng)適用于采(cai)出(chu)水性質復(fu)雜(za)，礦化度達到(dao)20×104mg/L以上的，含(han)油(you)量高。從采(cai)出(chu)液分(fen)離出(chu)的初濾水，過濾器反(fan)沖洗排(pai)水進入旋(xuan)流器進行(xing)再處理。工(gong)藝流程(cheng)(cheng)中所需的投加(jia)藥(yao)劑，由配液站配制(zhi)，然(ran)后(hou)定期運至各加(jia)藥(yao)點，通過自動(dong)計量泵投加(jia)。

低滲透(tou)油田(tian)要求(qiu)同步注(zhu)(zhu)水(shui)或(huo)早期注(zhu)(zhu)水(shui)，對注(zhu)(zhu)水(shui)水(shui)質的要求(qiu)也非常(chang)苛刻。在(zai)以上三種工藝(yi)(yi)流程中，過(guo)濾(lv)器有多層濾(lv)料（石英砂、無煙煤）過(guo)濾(lv)器和核桃殼(ke)過(guo)濾(lv)器等，此類(lei)處理工藝(yi)(yi)往(wang)往(wang)不能滿足低滲透(tou)油田(tian)回注(zhu)(zhu)水(shui)要求(qiu)，需進一步精(jing)細(xi)過(guo)濾(lv)處理。

2、膜技術處理工藝

膜技術處理工藝

膜(mo)分離技(ji)術(shu)就是利用(yong)膜(mo)的(de)選擇透過(guo)性(xing)進(jin)行分離和提純的(de)技(ji)術(shu)。膜(mo)由合(he)成的(de)高分子材(cai)料制成，具有(you)形(xing)態較(jiao)整齊的(de)多(duo)(duo)孔結構，孔徑分布均勻。過(guo)濾(lv)(lv)時(shi)，所有(you)大直徑的(de)粒子全部攔截(jie)在濾(lv)(lv)膜(mo)表面(mian)上(shang)。膜(mo)法處(chu)理可根(gen)據廢水中油粒子的(de)大小，合(he)理地確定膜(mo)截(jie)留分子量(liang)，且處(chu)理過(guo)程中一般無相的(de)變(bian)化，常溫下操作，有(you)高效、節能、投資(zi)少、污染少的(de)特點。近年來，越來越多(duo)(duo)的(de)膜(mo)分離技(ji)術(shu)開始用(yong)于油田(tian)采出水的(de)處(chu)理。常應用(yong)于采油廢水處(chu)理的(de)膜(mo)，包括反滲(shen)（RO）、超(chao)濾(lv)(lv)（UF）、微(wei)濾(lv)(lv)（MF）、電滲(shen)析（ED）和納濾(lv)(lv)（NF）等。目前，在國內外(wai)各大油田(tian)應用(yong)較(jiao)多(duo)(duo)的(de)是超(chao)濾(lv)(lv)膜(mo)技(ji)術(shu)。

UF膜(mo)孔徑一般在1nm-1μm之間，截留(liu)固(gu)體顆粒(li)、膠體及相對(dui)分子質量(liang)(liang)為1000一100000的大分子，RO膜(mo)幾乎完全可(ke)以將相對(dui)分子質量(liang)(liang)為150以上(shang)的有機組(zu)分截留(liu)。UF+RO膜(mo)技術(shu)的組(zu)合處(chu)理高含(han)(han)鹽的采出水，可(ke)達到回注要求水質。經過該工藝處(chu)理的水中，懸浮(fu)物含(han)(han)量(liang)(liang)和油含(han)(han)量(liang)(liang)完全能(neng)達到SY／T5329—94《碎屑巖油藏注水水質推薦指(zhi)標(biao)及分析方法)A1級標(biao)準。其中懸浮(fu)物含(han)(han)量(liang)(liang)小(xiao)(xiao)于1mg/L，含(han)(han)油量(liang)(liang)小(xiao)(xiao)于4mg/L，粒(li)徑中值小(xiao)(xiao)于1μm。

五、超濾技術在油田采出(chu)水處理中的應用案例

1、項目概況

項目名稱：大慶油田采出水(shui)回注(zhu)處理

超濾產水量：150T/H

原水水質：見下表

表1：原水水質

超濾系統

除油(you)預處理(li)+超濾(lv)+反滲(shen)透的(de)處理(li)工藝(yi)對油(you)田(tian)采(cai)出水有(you)良(liang)好的(de)處理(li)作用，處理(li)后的(de)水質達到《碎屑(xie)巖油(you)藏注(zhu)水水質推薦指標SY/T—5329—94》）中(zhong)A1級(ji)標準。

六、膜技術優勢

污(wu)(wu)水深(shen)度處理(li)(li)工藝(yi)中，抗污(wu)(wu)染能(neng)力強、性能(neng)優(you)越的(de)超濾(lv)單(dan)元(yuan)已逐步替(ti)代了(le)復雜(za)的(de)傳統預處理(li)(li)工藝(yi)，不但完全可以(yi)去除污(wu)(wu)水中的(de)細菌和懸浮物，對COD、BOD也有(you)一定(ding)的(de)去除效(xiao)果，使后(hou)續反(fan)滲透單(dan)元(yuan)的(de)使用壽命和清洗(xi)周期得到了(le)較(jiao)大程度的(de)延長。

膜分(fen)離技術用于采出水(shui)的(de)處理具(ju)有明顯的(de)優點(dian)：

1.化學穩定性好，可用強酸、強堿、強氧化劑(ji)還原(yuan)劑(ji)等來清洗再生。

2.機械強度高，能在高溫高壓(ya)下使用和(he)清洗。

3.出水(shui)水(shui)質好，水(shui)質穩定，完全能(neng)滿足(zu)對低(di)滲透油層(ceng)注水(shui)水(shui)質的要求。

4.設備使用壽(shou)命(ming)長(chang)、占地面積少(shao)(shao)、配套設施少(shao)(shao)。

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