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摘要：油田开发水平不断深入，各项先进、成熟的污水处理技术逐渐引进、应用于现场生产，初步形成了比较成熟的油田采出水回注处理、稠油油田采出水用注汽锅炉处理、外排水达标处理、低渗透油田精细水处理等配套的处理技术，基本满足了油田生产的需求。并且污水处理设备水平和技术都有了较大提高。对污水进行达标处理已经成为油田的必要工作。本文通过介绍污水处理的主要方法和工艺，探讨了油田目前应用最广泛的污水处理技术，并展望了胜利油田污水处理技术的方向。
关键词：油田开发；污水处理技术；设备水平
1 油田污水处理的现状与问题
随着油田注水开发的不断深入，采出水的水质发生了大的变化，新的矛盾不断出现，新的难题需要解决，油田污水处理技术仍然存在着不容忽视的矛盾和问题。（1）油田提高油层能量的方式主要靠注水，为了使注水开发取得较好的效果，采取向地层中注入化学药剂等（如聚丙烯酰胺），用来提高注水粘度、波及系数等因素。这样使得采出的地层水成分复杂，处理起来难度较大。对此类问题国内外没有成熟的技术可以借鉴，如果不能合理的解决此问题，将制约油田开发水平的进展。（2）油田污水系统的两大难题就是腐蚀和结垢，虽然油田采取了积极的应对措施，但是由于成本、管理等诸多因素的影响，腐蚀和结垢问题造成的影响依然存在。（3）在注水实际运行中发现，虽然油田污水经过了注水站的层层处理，但是水中Fe2+会逐渐被氧化形成沉淀物质，使水质恶化。并且，注水管线缺少内防腐措施，运行时间长，污水中含有的SRB在厌氧环境中发生化学反应形成沉淀，对水质造成了二次污染，这就是注水管线截面积缩小的直接原因。（4）注水开发运行成本较高，特别是药剂用量大、费用高。现在油田提倡降本增效，节支降耗的同时还要提高油田开发的效果。怎样降低高昂的注水费用已经成为一个重点问题。因此，开发低成本、高能多效的水处理剂迫在眉睫。
2 油田污水处理常规工艺
目前污水处理的方法主要有：物理法、化学法、生物法三种。（1）物理法。物理法主要是去除废水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类等，应用于油田各污水处理站、低渗透区块注水站的污水处理，常用的处理工艺为“上游三段法（缓冲+沉积分离除油+过滤）”+“下游二段法（缓冲+精细过滤）”。物理法主要包括重力分离、离心分离、过滤、膜分离和蒸发等方法。（2）化学法。化学法主要用于处理废水中不能单独用物理法或生物法去除的一部分胶体和溶解性物质，特别是含油废水中的乳化油。应用于油田各污水处理站，通过添加一定浓度的化学药剂从而辅助物理法达到提高水处理效果的目的。它包括混凝沉淀、化学转化和中和等方法。（3）生物法。生物法是利用微生物的生化作用，将复杂的有机物分解为简单的物质，将有毒的物质转化为无毒物质，从而使废水得以净化。根据氧气的供应与否，将生物法分成好氧生物处理和厌氧生物处理。主要应用于注汽锅炉给水的处理、污水达标排放处理等领域。油田污水成分比较复杂，不同的油层成分也各不相同，油分含量及油在水中的存在形式也不尽相同，因此单一的处理方法往往达不到水质标准，各种方法都有其局限性，在实际应用中通常都是两三种方法结合使用。在水处理工艺流程中，常见的一级处理有重力分离、浮选及离心分离，主要除去浮油及油湿固体。二级处理有过滤、粗粒化、化学处理等，主要是破乳和去除分散油。深度处理有超滤、活性炭吸附、生化处理等，主要是去除溶解油。
3强腐蚀性污水处理技术
一般认为强腐蚀性污水是指平均腐蚀率大于等于0.126mm/a的含油污水。对于这种污水的主要处理技术包括“药剂改性”和“电化学预氧化”两种。
3.1 药剂改性技术。对矿化度高、腐蚀强的油田采出水，针对性地进行“自动加药、自动调节PH” 的水质改性技术，取得良好效果，腐蚀率控制在0.076mm/a以下。由于污水pH值控制在7.8左右，对细菌的生长具有一定抑制作用，起到了少加、甚至不加杀菌剂的效果。
3.2 电化学预氧化技术。为解决油田高盐、高腐蚀污水的腐蚀和沿程稳定问题，在广利污水站了采用“电化学预氧化+碱剂”技术。该技术基本原理：在富含Cl-（>3000mg/l）的污水中通入直流电，在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的HClO等强氧化性物质发生氧化还原反应，去除水中Fe2+、S2-等不稳定离子，同时具有杀菌和去除一定量游离CO2的作用，再通过投加碱剂，控制腐蚀率。同时在站内的污水罐罐体、罐内结构、管道全部采用耐腐蚀性卓越的玻璃钢材质。
3.3 稠油污水处理技术。稠油污水一般指原油密度大于0.9216g/cm3的含油污水。对于这种污水，由于其油水密度差较小，油水自然分离时间长、效果差。采用辅助分离手段是解决这一类型污水处理问题的关键。胜利油田稠油污水量较小，不足总量的5%，其处理技术有两种：“大罐聚结+混凝沉降”技术和“气浮”技术。“大罐聚结+混凝沉降”技术的关键在于前段的“聚结”效果，而如何选择亲油疏水且具有不易变形、耐腐蚀的聚结材料是“大罐聚结”技术的核心内容。对于“气浮”技术，除油和除悬浮物的能力众所周知，关键是在如何控制污水腐蚀率、如何优化药剂、提高效率，减少浮渣（油泥）的产生，稠油污水处理站处理水质均能达到注水水质要求。
3.4 精细水处理技术。精细水处理一直是低渗、特低渗油藏开发的重要问题之一。自上世纪90年代以来，胜利油田就致力于精细水处理技术的探索、研究和应用。从最早的活性炭过滤、挤压纤维束过滤、烧结管过滤，到目前的金属膜过滤和改进型钛金属纤维膜过滤技术，在最大限度降低投资和运行费用方面得到了长足进展。出水水质最高达到A1级水平，即含油<5mg/l，悬浮物<1mg/l，悬浮物粒径<1um。
3.6 污水外排处理技术。油田外排口分布广阔，结合其周边地理环境，开展了水质分析、研究，形成了具有胜利特色的粉煤灰吸附加生物氧化塘及气浮加生物氧化塘处理油田污水达标排放的技术。处理后污水COD稳定小于150mg/L，为了适应下一步山东省新排放标准提高的需求，在污水站掌握了菌种培养、驯化技术，筛选出耐高温、耐高盐的生物菌种，厌氧-好氧生化段运行状况良好，连续流出水COD能够稳定达到80mg/L的要求。处理后污水COD小于100mg/L，达到了山东省新标准要求。
4 污水处理技术方向
水处理更加重视工艺和化学的有机结合，油田水化学在油田采出水处理中的作用越来越重要。水处理剂的品种增多、效能提高，油田水化学的研究手段增强、水平提高。特别是针对污水达标外排处理的要求，开展了水微生物学的研究，发展应用了生化处理技术，建立了用于污水、污泥处理的菌种库，使污水深度处理技术得到了长足的发展。对于目前实际应用处理技术的缺陷，对一些技术加大了研究力度，主要包括膜分离技术、超声波破乳技术、高级氧化技术（AOP）。膜分离法处理采油污水，方便简单，分离效果好，处理含油污水也不需要加入其他试剂，不产生含油污泥，浓缩液还可以燃烧处理。但是，膜易被污染的问题和膜的清洗是需要解决的问题。超声波破乳技术对三次采油阶段进行破乳脱水效果较好，提高了三次采油的经济效益。影响超声波破乳脱水效果的因素较多，主要有：声强、频率、作用时间、介质温度、声波对介质的作用方式等。高级氧化技术对采油污水的深度处理已经在国内外取得了一些成绩，超临界氧化技术，湿式氧化技术处理效果好，但是，高级氧化技术也存在一些弊端，比如运行成本高，技术还不够成熟，不适于大面积推广使用。
参考文献：
[1]油田污水處理面临的问题及处理技术探讨[J]. 潘婕.化工管理.2018（07）
[2]探讨油田污水处理水质影响因素与改善措施[J]. 杨春秀. 化学工程与装备.2017（01
关键词：油田开发；污水处理技术；设备水平
1 油田污水处理的现状与问题
随着油田注水开发的不断深入，采出水的水质发生了大的变化，新的矛盾不断出现，新的难题需要解决，油田污水处理技术仍然存在着不容忽视的矛盾和问题。（1）油田提高油层能量的方式主要靠注水，为了使注水开发取得较好的效果，采取向地层中注入化学药剂等（如聚丙烯酰胺），用来提高注水粘度、波及系数等因素。这样使得采出的地层水成分复杂，处理起来难度较大。对此类问题国内外没有成熟的技术可以借鉴，如果不能合理的解决此问题，将制约油田开发水平的进展。（2）油田污水系统的两大难题就是腐蚀和结垢，虽然油田采取了积极的应对措施，但是由于成本、管理等诸多因素的影响，腐蚀和结垢问题造成的影响依然存在。（3）在注水实际运行中发现，虽然油田污水经过了注水站的层层处理，但是水中Fe2+会逐渐被氧化形成沉淀物质，使水质恶化。并且，注水管线缺少内防腐措施，运行时间长，污水中含有的SRB在厌氧环境中发生化学反应形成沉淀，对水质造成了二次污染，这就是注水管线截面积缩小的直接原因。（4）注水开发运行成本较高，特别是药剂用量大、费用高。现在油田提倡降本增效，节支降耗的同时还要提高油田开发的效果。怎样降低高昂的注水费用已经成为一个重点问题。因此，开发低成本、高能多效的水处理剂迫在眉睫。
2 油田污水处理常规工艺
目前污水处理的方法主要有：物理法、化学法、生物法三种。（1）物理法。物理法主要是去除废水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类等，应用于油田各污水处理站、低渗透区块注水站的污水处理，常用的处理工艺为“上游三段法（缓冲+沉积分离除油+过滤）”+“下游二段法（缓冲+精细过滤）”。物理法主要包括重力分离、离心分离、过滤、膜分离和蒸发等方法。（2）化学法。化学法主要用于处理废水中不能单独用物理法或生物法去除的一部分胶体和溶解性物质，特别是含油废水中的乳化油。应用于油田各污水处理站，通过添加一定浓度的化学药剂从而辅助物理法达到提高水处理效果的目的。它包括混凝沉淀、化学转化和中和等方法。（3）生物法。生物法是利用微生物的生化作用，将复杂的有机物分解为简单的物质，将有毒的物质转化为无毒物质，从而使废水得以净化。根据氧气的供应与否，将生物法分成好氧生物处理和厌氧生物处理。主要应用于注汽锅炉给水的处理、污水达标排放处理等领域。油田污水成分比较复杂，不同的油层成分也各不相同，油分含量及油在水中的存在形式也不尽相同，因此单一的处理方法往往达不到水质标准，各种方法都有其局限性，在实际应用中通常都是两三种方法结合使用。在水处理工艺流程中，常见的一级处理有重力分离、浮选及离心分离，主要除去浮油及油湿固体。二级处理有过滤、粗粒化、化学处理等，主要是破乳和去除分散油。深度处理有超滤、活性炭吸附、生化处理等，主要是去除溶解油。
3强腐蚀性污水处理技术
一般认为强腐蚀性污水是指平均腐蚀率大于等于0.126mm/a的含油污水。对于这种污水的主要处理技术包括“药剂改性”和“电化学预氧化”两种。
3.1 药剂改性技术。对矿化度高、腐蚀强的油田采出水，针对性地进行“自动加药、自动调节PH” 的水质改性技术，取得良好效果，腐蚀率控制在0.076mm/a以下。由于污水pH值控制在7.8左右，对细菌的生长具有一定抑制作用，起到了少加、甚至不加杀菌剂的效果。
3.2 电化学预氧化技术。为解决油田高盐、高腐蚀污水的腐蚀和沿程稳定问题，在广利污水站了采用“电化学预氧化+碱剂”技术。该技术基本原理：在富含Cl-（>3000mg/l）的污水中通入直流电，在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的HClO等强氧化性物质发生氧化还原反应，去除水中Fe2+、S2-等不稳定离子，同时具有杀菌和去除一定量游离CO2的作用，再通过投加碱剂，控制腐蚀率。同时在站内的污水罐罐体、罐内结构、管道全部采用耐腐蚀性卓越的玻璃钢材质。
3.3 稠油污水处理技术。稠油污水一般指原油密度大于0.9216g/cm3的含油污水。对于这种污水，由于其油水密度差较小，油水自然分离时间长、效果差。采用辅助分离手段是解决这一类型污水处理问题的关键。胜利油田稠油污水量较小，不足总量的5%，其处理技术有两种：“大罐聚结+混凝沉降”技术和“气浮”技术。“大罐聚结+混凝沉降”技术的关键在于前段的“聚结”效果，而如何选择亲油疏水且具有不易变形、耐腐蚀的聚结材料是“大罐聚结”技术的核心内容。对于“气浮”技术，除油和除悬浮物的能力众所周知，关键是在如何控制污水腐蚀率、如何优化药剂、提高效率，减少浮渣（油泥）的产生，稠油污水处理站处理水质均能达到注水水质要求。
3.4 精细水处理技术。精细水处理一直是低渗、特低渗油藏开发的重要问题之一。自上世纪90年代以来，胜利油田就致力于精细水处理技术的探索、研究和应用。从最早的活性炭过滤、挤压纤维束过滤、烧结管过滤，到目前的金属膜过滤和改进型钛金属纤维膜过滤技术，在最大限度降低投资和运行费用方面得到了长足进展。出水水质最高达到A1级水平，即含油<5mg/l，悬浮物<1mg/l，悬浮物粒径<1um。
3.6 污水外排处理技术。油田外排口分布广阔，结合其周边地理环境，开展了水质分析、研究，形成了具有胜利特色的粉煤灰吸附加生物氧化塘及气浮加生物氧化塘处理油田污水达标排放的技术。处理后污水COD稳定小于150mg/L，为了适应下一步山东省新排放标准提高的需求，在污水站掌握了菌种培养、驯化技术，筛选出耐高温、耐高盐的生物菌种，厌氧-好氧生化段运行状况良好，连续流出水COD能够稳定达到80mg/L的要求。处理后污水COD小于100mg/L，达到了山东省新标准要求。
4 污水处理技术方向
水处理更加重视工艺和化学的有机结合，油田水化学在油田采出水处理中的作用越来越重要。水处理剂的品种增多、效能提高，油田水化学的研究手段增强、水平提高。特别是针对污水达标外排处理的要求，开展了水微生物学的研究，发展应用了生化处理技术，建立了用于污水、污泥处理的菌种库，使污水深度处理技术得到了长足的发展。对于目前实际应用处理技术的缺陷，对一些技术加大了研究力度，主要包括膜分离技术、超声波破乳技术、高级氧化技术（AOP）。膜分离法处理采油污水，方便简单，分离效果好，处理含油污水也不需要加入其他试剂，不产生含油污泥，浓缩液还可以燃烧处理。但是，膜易被污染的问题和膜的清洗是需要解决的问题。超声波破乳技术对三次采油阶段进行破乳脱水效果较好，提高了三次采油的经济效益。影响超声波破乳脱水效果的因素较多，主要有：声强、频率、作用时间、介质温度、声波对介质的作用方式等。高级氧化技术对采油污水的深度处理已经在国内外取得了一些成绩，超临界氧化技术，湿式氧化技术处理效果好，但是，高级氧化技术也存在一些弊端，比如运行成本高，技术还不够成熟，不适于大面积推广使用。
参考文献：
[1]油田污水處理面临的问题及处理技术探讨[J]. 潘婕.化工管理.2018（07）
[2]探讨油田污水处理水质影响因素与改善措施[J]. 杨春秀. 化学工程与装备.2017（01