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淺析油田采出水回用技術方法

作時間:2019-10-14  來源:新疆油田公司石西油田作業區  作者:宋文宇
   
摘要:為適應現階段油田工作要求,須針對實際工作狀況展開油田采出水回用技術的分析,實現離子交換技術、蒸餾技術、冷凍技術、膜技術等的結合應用。本文并就某油區污水排放工作模塊展開分析,實現了清污軟化水摻混環節的研究,實現一部分外排污水的地面回注,實現凈化軟化水與清水軟化水的混合及應用,滿足過熱鍋爐進水的要求,這種措施實現了污水的有效回用,實現了污水的高效減排,實現了清水用量的有效性節約,節約了設備運行成本。
隨著社會經濟的發展,我國油田進入開采的中后期,其采出油含水率不斷上升,油田開采過程中出現了一系列的采出水,有些采出水經過處理后回注到地層,也有一部分廢水需要經過外排處理。為了適應低碳經濟的發展要求,必須做好油田環境的保護工作,實現油田資源的有效性節約,降低油田工程的碳排放量,實現部分油田采出水的有效性處理及利用,適應當下油田可持續性發展的要求。
1 油田采出水的特點
在工程實踐中,油田采出水現象比較常見,受到各種因素的影響,采出水的構成成分比較復雜,這類采出水的溫度一般較高,并且其含油量非常大,礦化程度非常高,包括各類鹽物質、細菌物質的含量,存在大量的腐生菌及硫酸鹽還原菌,其存在較大的表面張力,存在大量化學藥劑的殘留,其油內的有機雜質難以得到有效性的降解。在油田剩余采出水處理過程中,需要實現各種回用途徑的結合,做好注汽鍋爐的給水工作,用作生活用水、灌溉用水等程序。針對油田采出水的特點展開分析,選擇合理的油田采出水回用技術方案,適應現階段油田工作的要求。
2 油田采出水回用技術
(1)離子交換技術。離子交換技術實現了樹脂內陽離子及鎂離子的交換,鎂離子的一般濃度變低,水質得到軟化,這種技術主要應用于軟化礦化度較低的油田采出水過程,處理后的采出水主要用于注汽鍋爐給水,這種技術在美國等發達國家油田已經得到充分性應用,隨著我國經濟的不斷發展,這類技術不斷在我國得到普及,但我國在這方面的技術造詣水平不高,整體應用技術尚不成熟。加拿大的采出水回用技術非常發達,從 20 世紀開始就將稠油廢水用于熱采鍋爐,脫出水需要經過一系列的油水分離過程,需要經過砂濾、熱石灰軟化等流程,降低其水質強度,滿足蒸汽發生器的工作要求。這種離子交換技術的應用效益較高,廢水處理費用成本比較低,各項費用的節省力度較大,實現了熱能費的有效性利用,具備良好的社會應用價值。
(2)膜分離技術。在廢水處理過程中,膜過濾技術扮演著非常重要的應用地位,在油水分離領域發揮著巨大的作用。膜過濾器的過濾精度都比較高,通常用作精細過濾器,適應了低滲油田注水工作的要求,但這種技術容易出現一系列的膜污染問題,整體造價成本較高,比較市面上較常見的膜過濾器包括有機膜、無機膜、金屬膜、陶瓷膜等過濾器。在有機膜過濾器的應用過程中,比較常見的型號是改性聚四氟乙烯過濾器,該類型過濾器具備良好的耐腐蝕能力,其化學性質比較穩定,具備良好的耐油污性能,在多個油田均有使用,其除油效果良好,但濾芯的耐沖擊能力比較弱,一旦被污染后再生比較困難。隨著社會經濟的不斷發展,在油田外排廢水過程中,串聯陶瓷膜過濾器的應用規模不斷擴大,其適應了當下廢水綜合排放標準的要求。常見的金屬膜包括不銹鋼絲金屬膜,其耐溫性非常強,具備良好的抗油污能力,通過汽水反洗就可以實現濾膜的清潔再生,其操作流程比較簡單。為了消除溶解離子等溶質,必須優化應用分滲透分離法,適應于高含鹽采出水的深度處理工作,能夠有效解決膜污染問題,但其運作成本較高。在反滲透裝置的應用過程中,其水處理流程涉及過濾、除油、澄清等過程,處理后的水滿足電站鍋爐的給水要求。電滲析實現了直流電場驅動離子的利用,該類型例子穿過離子交換器,在這個過程中,陽離子會通過陽離子交換膜,實現了離子分離。電滲析技術的應用,實現了聚合物驅采出水的礦化度的降低,適應了聚合物用水的配制要求,能夠有效處理高溫采出水過程中的問題。
(3)蒸餾法。蒸餾法涉及多種工作形式,比如壓氣蒸餾模式、多效蒸發模式、多級閃蒸模式等。在德國、中東等國家這種技術的普及應用率比較高,實現了采出水的有效性回用。在蒸餾技術應用過程中,比較常見的技術是機械蒸汽壓縮技術,該技術的應用效益較高,該技術簡稱為 MVR 技術,在有些發達國家,該應用技術已經非常成熟,但這種蒸發器技術的操作系數較高,整體投資水平高,不適合展開大范圍的推廣及應用,相比于蒸餾工藝,其他低成本的非水資源處理工藝包括 Solardew 工藝,該工藝效法了自然界水的蒸發工作程序,適應了當下油田采出水回用工作的要求。在這種技術的應用過程中,我國科學家積極應用低溫多效蒸發技術,實現了抽稠油廢水的蒸發及冷凝,淡化的出水滿足了熱采鍋爐的實際供水標準要求。
(4)冷凍法。冷凍法屬于一種有效性的脫鹽方法,純熟水的凝固點一般高于鹽水,利用這一特質,就廢水展開冷凍及解凍,進行溶解固體的分離,將濃度稿的鹽水從冰上分離出來,隨著溫度的不斷上升,冷凍板上的冰逐漸融化為凈化水。通過對自然冷凍法的應用,能夠有效降低廢水排放率,降低采出水內金屬含量及有機物含量。
為了適應石油工業可持續性發展的要求,必須深入貫徹節水減排方案,做好采出水的處理及回用工作,進行離子交換技術的結合應用,提高稠油熱菜廢水回用鍋爐的處理效益。為了解決實際問題,必須完善上述工藝的操作流程,降低運作費用。有些油田是高礦化度的,針對這類油田,需要積極應用膜處理技術,但也會面臨膜污染問題及成本造價高的問題,需要提高膜處理技術的研究力度,保障其廉價性、抗污染性,提高膜的整體應用效果,制定經濟有效的處理方案,推動該技術的大規模工業化使用,做好油田廢水的深度處理及回用工作,避免出現廢水外排污染環境的問題,真正實現資源化的利用,提高其經濟運作效益。
3 油田采出水回用技術實例分析
為了實現節水型社會經濟的建設,必須進行環境保護理念的推廣,實現能源的有效節約。在稀油資源的開采過程中,采出水的污染問題是客觀存在的,其水質中含有可溶性的鹽類及重金屬元素,這些微量的放射性物質對周邊的工作環境造成了一定的污染影響,為了解決采出水的污染性問題,必須就稀油產地的地質環境、注水性質及原油加工工藝狀況展開分析,就整個操作流程展開調研及分析。
為了解決油田采出水回用問題,必須完善各個區域的節能減排策略,做好油田注水標準的分析工作,提高不同油田污水處理站的運作效益,做好注水水質的控制工作,實現當地生態環境的保護,避免污水的外排現象。在當下稠油污水處理過程中,比較常見的方式保障回用式、外排式及回注式、通過對回用處理方法的應用,可以實現水資源的充分利用,特別是回用鍋爐方法的應用,實現了熱能的充分利用,減少了對周邊環境的污染率,降低了設備生產運營成本,對于油田的可持續性發展影響深遠。
在該區稠油開采過程中,其應用了注蒸汽模式,在開發初期,應用常規注汽鍋爐,為了提高后期注汽效果,應用過熱鍋爐,相比于常規注汽鍋爐,過熱鍋爐對于鍋爐給水可溶性固定的要求更為嚴格。該區的外排污水滿足了常規鍋爐進水水質的要求,達到了熱鍋里進水水質的標準,通過對溶解氧及總硬度的起去除,可以減少水內的可溶性固體,比較常見的處理方法包括超濾、反滲透等方法,但這些方法的整體投資水平較高,其建設周期比較長。為了解決實際問題,該區應用清污摻混技術,實現了清水軟化水與凈化軟化水的結混合,采取各種處理方法,適應過熱鍋爐的進水要求。在清污摻混工藝應用過程中,其清水來源為清水軟化水主管線,為過熱鍋爐提供一系列的清水,在這個過程中,需要進行凈化軟化水管線壓力及流量的調整,利用流量計及電動調節閥展開控制,控制好清水軟化水外輸泵出口壓力,實現外排污水與清水軟化水管線的摻混,保障凈化軟化水外輸泵較高的出口壓力,這也需要進行壓力變送器的設置,做好摻混接點的設置工作,優先應用電動調節閥,做好凈化軟化水的處理工作。
在清水軟化水管線上設置一定數量的流量計是非常必要的,以實現凈化軟化水摻混流量的控制,實現凈化軟化水比例的控制,以進行電動調節閥的遠程控制。這需要積極開展相應的配比實驗,實現污水會注量的增加,做好過熱鍋爐的清水補充工作。根據該工程的實際運作情況,選擇外排污水的其他途徑,選擇距離該區附近的注水站水源作為清水及外排污水,實現了某區外排污水的轉輸,將其輸送至某注水站,替代了清水回注的過程。為了解決問題,需要就外排污水及注水站外排污水、地層水的工作狀況展開分析。這需要就現階段的油田采出水回用現狀展開分析,就天然氣資源、水資源消耗量的控制,實現當地生態環境的保護,實現各類應用資源配置率的提高。
4 結語
實踐證明,通過對清污軟化水摻混技術的應用,可以滿足過熱鍋爐給水工作的標準要求,提高油田采出水回用效率,降低了對周邊環境的生態污染系數,值得進行大范圍推廣。
 
 
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