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浅析油田采出水回用技术方法

作时间:2019-10-14  来源:新疆油田公司石西油田作业区  作者:宋文宇
   
摘要:为适应现阶段油田工作要求,须针对实际工作状况展开油田采出水回用技术的分析,实现离子交换技术、蒸馏技术、冷冻技术、膜技术等的结合应用。本文并就某油区污水排放工作模块展开分析,实现了清污软化水掺混环节的研究,实现一部分外排污水的地面回注,实现净化软化水与清水软化水的混合及应用,满足过热锅炉进水的要求,这种措施实现了污水的有效回用,实现了污水的高效减排,实现了清水用量的有效性节约,节约了设备运行成本。
随着社会经济的发展,我国油田进入开采的中后期,其采出油含水率不断上升,油田开采过程中出现了一系列的采出水,有些采出水经过处理后回注到地层,也有一部分废水需要经过外排处理。为了适应低碳经济的发展要求,必须做好油田环境的保护工作,实现油田资源的有效性节约,降低油田工程的碳排放量,实现部分油田采出水的有效性处理及利用,适应当下油田可持续性发展的要求。
1 油田采出水的特点
在工程实践中,油田采出水现象比较常见,受到各种因素的影响,采出水的构成成分比较复杂,这类采出水的温度一般较高,并且其含油量非常大,矿化程度非常高,包括各类盐物质、细菌物质的含量,存在大量的腐生菌及硫酸盐还原菌,其存在较大的表面张力,存在大量化学药剂的残留,其油内的有机杂质难以得到有效性的降解。在油田剩余采出水处理过程中,需要实现各种回用途径的结合,做好注汽锅炉的给水工作,用作生活用水、灌溉用水等程序。针对油田采出水的特点展开分析,选择合理的油田采出水回用技术方案,适应现阶段油田工作的要求。
2 油田采出水回用技术
(1)离子交换技术。离子交换技术实现了树脂内阳离子及镁离子的交换,镁离子的一般浓度变低,水质得到软化,这种技术主要应用于软化矿化度较低的油田采出水过程,处理后的采出水主要用于注汽锅炉给水,这种技术在美国等发达国家油田已经得到充分性应用,随着我国经济的不断发展,这类技术不断在我国得到普及,但我国在这方面的技术造诣水平不高,整体应用技术尚不成熟。加拿大的采出水回用技术非常发达,从 20 世纪开始就将稠油废水用于热采锅炉,脱出水需要经过一系列的油水分离过程,需要经过砂滤、热石灰软化等流程,降低其水质强度,满足蒸汽发生器的工作要求。这种离子交换技术的应用效益较高,废水处理费用成本比较低,各项费用的节省力度较大,实现了热能费的有效性利用,具备良好的社会应用价值。
(2)膜分离技术。在废水处理过程中,膜过滤技术扮演着非常重要的应用地位,在油水分离领域发挥着巨大的作用。膜过滤器的过滤精度都比较高,通常用作精细过滤器,适应了低渗油田注水工作的要求,但这种技术容易出现一系列的膜污染问题,整体造价成本较高,比较市面上较常见的膜过滤器包括有机膜、无机膜、金属膜、陶瓷膜等过滤器。在有机膜过滤器的应用过程中,比较常见的型号是改性聚四氟乙烯过滤器,该类型过滤器具备良好的耐腐蚀能力,其化学性质比较稳定,具备良好的耐油污性能,在多个油田均有使用,其除油效果良好,但滤芯的耐冲击能力比较弱,一旦被污染后再生比较困难。随着社会经济的不断发展,在油田外排废水过程中,串联陶瓷膜过滤器的应用规模不断扩大,其适应了当下废水综合排放标准的要求。常见的金属膜包括不锈钢丝金属膜,其耐温性非常强,具备良好的抗油污能力,通过汽水反洗就可以实现滤膜的清洁再生,其操作流程比较简单。为了消除溶解离子等溶质,必须优化应用分渗透分离法,适应于高含盐采出水的深度处理工作,能够有效解决膜污染问题,但其运作成本较高。在反渗透装置的应用过程中,其水处理流程涉及过滤、除油、澄清等过程,处理后的水满足电站锅炉的给水要求。电渗析实现了直流电场驱动离子的利用,该类型例子穿过离子交换器,在这个过程中,阳离子会通过阳离子交换膜,实现了离子分离。电渗析技术的应用,实现了聚合物驱采出水的矿化度的降低,适应了聚合物用水的配制要求,能够有效处理高温采出水过程中的问题。
(3)蒸馏法。蒸馏法涉及多种工作形式,比如压气蒸馏模式、多效蒸发模式、多级闪蒸模式等。在德国、中东等国家这种技术的普及应用率比较高,实现了采出水的有效性回用。在蒸馏技术应用过程中,比较常见的技术是机械蒸汽压缩技术,该技术的应用效益较高,该技术简称为 MVR 技术,在有些发达国家,该应用技术已经非常成熟,但这种蒸发器技术的操作系数较高,整体投资水平高,不适合展开大范围的推广及应用,相比于蒸馏工艺,其他低成本的非水资源处理工艺包括 Solardew 工艺,该工艺效法了自然界水的蒸发工作程序,适应了当下油田采出水回用工作的要求。在这种技术的应用过程中,我国科学家积极应用低温多效蒸发技术,实现了抽稠油废水的蒸发及冷凝,淡化的出水满足了热采锅炉的实际供水标准要求。
(4)冷冻法。冷冻法属于一种有效性的脱盐方法,纯熟水的凝固点一般高于盐水,利用这一特质,就废水展开冷冻及解冻,进行溶解固体的分离,将浓度稿的盐水从冰上分离出来,随着温度的不断上升,冷冻板上的冰逐渐融化为净化水。通过对自然冷冻法的应用,能够有效降低废水排放率,降低采出水内金属含量及有机物含量。
为了适应石油工业可持续性发展的要求,必须深入贯彻节水减排方案,做好采出水的处理及回用工作,进行离子交换技术的结合应用,提高稠油热菜废水回用锅炉的处理效益。为了解决实际问题,必须完善上述工艺的操作流程,降低运作费用。有些油田是高矿化度的,针对这类油田,需要积极应用膜处理技术,但也会面临膜污染问题及成本造价高的问题,需要提高膜处理技术的研究力度,保障其廉价性、抗污染性,提高膜的整体应用效果,制定经济有效的处理方案,推动该技术的大规模工业化使用,做好油田废水的深度处理及回用工作,避免出现废水外排污染环境的问题,真正实现资源化的利用,提高其经济运作效益。
3 油田采出水回用技术实例分析
为了实现节水型社会经济的建设,必须进行环境保护理念的推广,实现能源的有效节约。在稀油资源的开采过程中,采出水的污染问题是客观存在的,其水质中含有可溶性的盐类及重金属元素,这些微量的放射性物质对周边的工作环境造成了一定的污染影响,为了解决采出水的污染性问题,必须就稀油产地的地质环境、注水性质及原油加工工艺状况展开分析,就整个操作流程展开调研及分析。
为了解决油田采出水回用问题,必须完善各个区域的节能减排策略,做好油田注水标准的分析工作,提高不同油田污水处理站的运作效益,做好注水水质的控制工作,实现当地生态环境的保护,避免污水的外排现象。在当下稠油污水处理过程中,比较常见的方式保障回用式、外排式及回注式、通过对回用处理方法的应用,可以实现水资源的充分利用,特别是回用锅炉方法的应用,实现了热能的充分利用,减少了对周边环境的污染率,降低了设备生产运营成本,对于油田的可持续性发展影响深远。
在该区稠油开采过程中,其应用了注蒸汽模式,在开发初期,应用常规注汽锅炉,为了提高后期注汽效果,应用过热锅炉,相比于常规注汽锅炉,过热锅炉对于锅炉给水可溶性固定的要求更为严格。该区的外排污水满足了常规锅炉进水水质的要求,达到了热锅里进水水质的标准,通过对溶解氧及总硬度的起去除,可以减少水内的可溶性固体,比较常见的处理方法包括超滤、反渗透等方法,但这些方法的整体投资水平较高,其建设周期比较长。为了解决实际问题,该区应用清污掺混技术,实现了清水软化水与净化软化水的结混合,采取各种处理方法,适应过热锅炉的进水要求。在清污掺混工艺应用过程中,其清水来源为清水软化水主管线,为过热锅炉提供一系列的清水,在这个过程中,需要进行净化软化水管线压力及流量的调整,利用流量计及电动调节阀展开控制,控制好清水软化水外输泵出口压力,实现外排污水与清水软化水管线的掺混,保障净化软化水外输泵较高的出口压力,这也需要进行压力变送器的设置,做好掺混接点的设置工作,优先应用电动调节阀,做好净化软化水的处理工作。
在清水软化水管线上设置一定数量的流量计是非常必要的,以实现净化软化水掺混流量的控制,实现净化软化水比例的控制,以进行电动调节阀的远程控制。这需要积极开展相应的配比实验,实现污水会注量的增加,做好过热锅炉的清水补充工作。根据该工程的实际运作情况,选择外排污水的其他途径,选择距离该区附近的注水站水源作为清水及外排污水,实现了某区外排污水的转输,将其输送至某注水站,替代了清水回注的过程。为了解决问题,需要就外排污水及注水站外排污水、地层水的工作状况展开分析。这需要就现阶段的油田采出水回用现状展开分析,就天然气资源、水资源消耗量的控制,实现当地生态环境的保护,实现各类应用资源配置率的提高。
4 结语
实践证明,通过对清污软化水掺混技术的应用,可以满足过热锅炉给水工作的标准要求,提高油田采出水回用效率,降低了对周边环境的生态污染系数,值得进行大范围推广。
 
 
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