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[摘 要]油田开发过程中产生的污水回收利用难度大，且因矿化度高，外排时会造成土壤碱化与板结，对环境造成严重污染。为了解决油井开采、废水外排的问题，应用污水回注技术可以直接有效、成本低廉地解决难题。适当应用污水回注工艺，有利于降低油田含油污水的处理成本，降低石油勘探开发的成本，并解决外排造成的环境污染问题。
[关键词]油田开发过；污水回收利用；污水回注；工艺
中图分类号：TU631 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0203-01
目前具有勘探开发价值的油田，大多地处水资源匮乏的偏远地区，而污水回注工艺的应用，一方面可以促进油井开发、减少外排，另一方面又可减轻环境、资源压力，缓解水资源的过度开发。为了保证处理后污水合格地回注油层，保证污水回注的水质，近年来不断引进并开发先进的污水回注技术，本文对目前常用的油田污水回注工艺进行探讨，力求提升污水回注水平。
1 污水及回注水的划分标准
污水即含油废水，具有以下几个特征：有机物含量较高、水温较高、pH值变化较大、含难降解物质较多、矿化度高、表面张力大；水中主要污染物包括油、硫化物、氰化物、COD、氨氮、酚及其它有毒物质，并残存有机化学药剂及其它杂质。这些特征也正是影响回注水使用的重要因素。
如果将含油废水回注至地下油层，其含有的铁细菌、腐生菌等物质会加速采油循环系统的腐蚀和粘附速度，增加结垢厚度，从而降低系统的使用寿命。同时还会促进回用水的微生物繁殖，增加生物粘泥的数量，并且堵塞后续深度处理设施中的滤膜。由此可见，对含油污水中有机物的处理相当关键。处理含油污水，首先要清除各种油类物质，这些油类绝大部分为悬浮态油，其漂浮于污水表面，或者以微小油珠形态悬浮于水中，可将浮于水面的油刮除。另有一部分油为乳化态油，它们是极小微粒油珠的稳定状态，需要用药剂破乳，从水中分离。此外，还有一部分以溶液态存在的油，只能通过吸附过程或者生化反应去除。而对于含油废水中的重金属物质，如铁、锰、三价铁等，由于铁、锰会直接影响回注水的使用；三价铁由氧化后的二价铁形成，可沉积堵塞在回注油层，形成栓塞，所以它们都是去除的对象。
2 污水回注工艺技术
2.1 两级过滤工艺
两级过滤工艺主要采用两级核桃壳+两级改性纤维球过滤的方式，它以污水回注为目标，由各个过滤设备的处理站根据实际情况，结合串联、并联方式运行，运行过程中配合杀菌、絮凝、防腐等措施以加强污水回注的效果。另外，也可以在实际操作中采用三级改性纤维球过滤工艺。两级过滤工艺的主要作用在于，除掉污水中的油和悬浮物。其中，核桃壳过
滤器可以去除原油，但去除悬浮物的效果较差，而改性纤维球过滤器可以一同去除原油和悬浮物，这种将两者相结合的污水回注工艺可以有效提升处理后的水质。就三级改性纤维球过滤工艺而言，其设备运行比较平稳，可有效去除水中的悬浮物及油污，在来水水质较平稳的状态下，处理后的出水水质基本上可以达到回注水质的标准。
2.2 气浮加之过滤处理工艺
这项工艺通过向水中均匀加入微小气泡，使得携带原油及悬浮固体细小颗粒加速上浮，进而实现油、水以及悬浮层的快速分离，实现污水回注。现行的气浮处理工艺一般有三种：OPS橇状气浮、常规气浮除油+精细过滤、气浮+AGF处理系统。一般来说，气浮处理在油田中的运行时间并不长，所以选择工艺尽量精细。
2.3 小站简易流程
针对注水规模较小、初期产水量不能满足配注要求的边远油井站点，可以采用污水回注的简易流程，即含水原油经过沉降罐脱水处理之后，进入除油罐简易除油，之后就地回注，由站點直接配注污水的回注，处理规模一般在100～500m3/d。
2.4 光电杀菌工艺
光电杀菌工艺的操作原理是利用光波为254nm的紫外灯产生紫外线，与二氧化钛发生化学反应，进而在水中形成光化学催化效应，产生的高活性自由基可以有效打乱微生物的DNA分子，破坏细胞的再生能力而起到杀菌功效。
2.5 电解盐杀菌工艺
电解盐杀菌工艺的运作原理是通过对含有一定浓度氯离子的盐水进行电解，产生氯酸钠溶液加入管道中进行杀菌，从而抑制油田污水中TGB和SRB的繁衍。不过，这项工艺杀灭TGB和SRB的效果有限，而且长期运行稳定性较差。
3 污水回注工艺流程特点
第一，回注水深度处理工艺。其工艺流程体现于：选择除油、生化、锰砂除铁、杀菌、膜分离工艺，实践证明这一流程可以达到严格的回注水标准。第二，杀生灭菌工艺。此流程选择工艺时必须顾及避免后续滤膜发生氧化，首先要选择氧化型杀生剂臭氧，之后选择非氧化型杀生剂二硫氰基甲烷。第三，深度处理工艺。此工艺中一般较多使用的是超滤膜，但它被油堵塞后反冲洗的难度很大，而选择使用疏油材料聚四氯乙烯，可以有效解决这一问题。
油田污水经处理后回注既可避免环境污染，又能节约生产成本，但不合格的注入水不仅会伤害地层，还会引起集输系统和井筒的腐蚀与结垢。常规污水回注处理技术及工艺都存在不同程度的局限性，需要不断完善，在此基础上发展污水处理新工艺，如悬浮污泥过滤、膜生物反应器处理工艺等，其成本低，处理效果好，可为油田带来良好的经济效益。
4 结语
目前大部分油田已经进入石油开发的中期阶段，采出油中含水量可达70%～80%，所以日产含油污水量非常大。如果这些水不经处理而直接排放到环境中，不仅会污染环境、地面水体、土壤，还会造成可怕的浪费，因为采油过程中需要大量符合标准的水回注到地下油层中。
所以，污水回注工艺技术亟待开发、适用。对采出水进行处理并用于回注，应用有效的污水回注工艺，可降低运行成本，提高操作的便捷度，不仅满足勘探开发油井时对注水量的需求，而且节约了水资源，给油田带来巨大的经济效益及环境效益，为油田开发的污水无害化处理提供了新思路。
参考文献
[1] 普光地区污水回注选区选层研究[J].刘红磊，张雪松，杨祖贵.内蒙古石油化工.2016（13）.
[2] 辽河油田污水回注适宜性研究[J].张洪印.吉林水利.2015（09）.
[3] 油田采油污水回注处理技术及工艺探讨[J].于洪敏，左景栾，任韶然.腐蚀与防护.2008（12）.
[4] 胜利油田回注污水处理技术现状及发展趋势[J].曹怀山，姜红，谭云贤，王磊.油田化学.2009（02）.
[5] 油田污水处理技术发展现状及展望[J].李平平.内江科技.2009（07）
[6] 长庆油田污水回注处理工艺评价[J].谢珍，曹建坤，向忠远.化学工业.2009（10）.
[关键词]油田开发过；污水回收利用；污水回注；工艺
中图分类号：TU631 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0203-01
目前具有勘探开发价值的油田，大多地处水资源匮乏的偏远地区，而污水回注工艺的应用，一方面可以促进油井开发、减少外排，另一方面又可减轻环境、资源压力，缓解水资源的过度开发。为了保证处理后污水合格地回注油层，保证污水回注的水质，近年来不断引进并开发先进的污水回注技术，本文对目前常用的油田污水回注工艺进行探讨，力求提升污水回注水平。
1 污水及回注水的划分标准
污水即含油废水，具有以下几个特征：有机物含量较高、水温较高、pH值变化较大、含难降解物质较多、矿化度高、表面张力大；水中主要污染物包括油、硫化物、氰化物、COD、氨氮、酚及其它有毒物质，并残存有机化学药剂及其它杂质。这些特征也正是影响回注水使用的重要因素。
如果将含油废水回注至地下油层，其含有的铁细菌、腐生菌等物质会加速采油循环系统的腐蚀和粘附速度，增加结垢厚度，从而降低系统的使用寿命。同时还会促进回用水的微生物繁殖，增加生物粘泥的数量，并且堵塞后续深度处理设施中的滤膜。由此可见，对含油污水中有机物的处理相当关键。处理含油污水，首先要清除各种油类物质，这些油类绝大部分为悬浮态油，其漂浮于污水表面，或者以微小油珠形态悬浮于水中，可将浮于水面的油刮除。另有一部分油为乳化态油，它们是极小微粒油珠的稳定状态，需要用药剂破乳，从水中分离。此外，还有一部分以溶液态存在的油，只能通过吸附过程或者生化反应去除。而对于含油废水中的重金属物质，如铁、锰、三价铁等，由于铁、锰会直接影响回注水的使用；三价铁由氧化后的二价铁形成，可沉积堵塞在回注油层，形成栓塞，所以它们都是去除的对象。
2 污水回注工艺技术
2.1 两级过滤工艺
两级过滤工艺主要采用两级核桃壳+两级改性纤维球过滤的方式，它以污水回注为目标，由各个过滤设备的处理站根据实际情况，结合串联、并联方式运行，运行过程中配合杀菌、絮凝、防腐等措施以加强污水回注的效果。另外，也可以在实际操作中采用三级改性纤维球过滤工艺。两级过滤工艺的主要作用在于，除掉污水中的油和悬浮物。其中，核桃壳过
滤器可以去除原油，但去除悬浮物的效果较差，而改性纤维球过滤器可以一同去除原油和悬浮物，这种将两者相结合的污水回注工艺可以有效提升处理后的水质。就三级改性纤维球过滤工艺而言，其设备运行比较平稳，可有效去除水中的悬浮物及油污，在来水水质较平稳的状态下，处理后的出水水质基本上可以达到回注水质的标准。
2.2 气浮加之过滤处理工艺
这项工艺通过向水中均匀加入微小气泡，使得携带原油及悬浮固体细小颗粒加速上浮，进而实现油、水以及悬浮层的快速分离，实现污水回注。现行的气浮处理工艺一般有三种：OPS橇状气浮、常规气浮除油+精细过滤、气浮+AGF处理系统。一般来说，气浮处理在油田中的运行时间并不长，所以选择工艺尽量精细。
2.3 小站简易流程
针对注水规模较小、初期产水量不能满足配注要求的边远油井站点，可以采用污水回注的简易流程，即含水原油经过沉降罐脱水处理之后，进入除油罐简易除油，之后就地回注，由站點直接配注污水的回注，处理规模一般在100～500m3/d。
2.4 光电杀菌工艺
光电杀菌工艺的操作原理是利用光波为254nm的紫外灯产生紫外线，与二氧化钛发生化学反应，进而在水中形成光化学催化效应，产生的高活性自由基可以有效打乱微生物的DNA分子，破坏细胞的再生能力而起到杀菌功效。
2.5 电解盐杀菌工艺
电解盐杀菌工艺的运作原理是通过对含有一定浓度氯离子的盐水进行电解，产生氯酸钠溶液加入管道中进行杀菌，从而抑制油田污水中TGB和SRB的繁衍。不过，这项工艺杀灭TGB和SRB的效果有限，而且长期运行稳定性较差。
3 污水回注工艺流程特点
第一，回注水深度处理工艺。其工艺流程体现于：选择除油、生化、锰砂除铁、杀菌、膜分离工艺，实践证明这一流程可以达到严格的回注水标准。第二，杀生灭菌工艺。此流程选择工艺时必须顾及避免后续滤膜发生氧化，首先要选择氧化型杀生剂臭氧，之后选择非氧化型杀生剂二硫氰基甲烷。第三，深度处理工艺。此工艺中一般较多使用的是超滤膜，但它被油堵塞后反冲洗的难度很大，而选择使用疏油材料聚四氯乙烯，可以有效解决这一问题。
油田污水经处理后回注既可避免环境污染，又能节约生产成本，但不合格的注入水不仅会伤害地层，还会引起集输系统和井筒的腐蚀与结垢。常规污水回注处理技术及工艺都存在不同程度的局限性，需要不断完善，在此基础上发展污水处理新工艺，如悬浮污泥过滤、膜生物反应器处理工艺等，其成本低，处理效果好，可为油田带来良好的经济效益。
4 结语
目前大部分油田已经进入石油开发的中期阶段，采出油中含水量可达70%～80%，所以日产含油污水量非常大。如果这些水不经处理而直接排放到环境中，不仅会污染环境、地面水体、土壤，还会造成可怕的浪费，因为采油过程中需要大量符合标准的水回注到地下油层中。
所以，污水回注工艺技术亟待开发、适用。对采出水进行处理并用于回注，应用有效的污水回注工艺，可降低运行成本，提高操作的便捷度，不仅满足勘探开发油井时对注水量的需求，而且节约了水资源，给油田带来巨大的经济效益及环境效益，为油田开发的污水无害化处理提供了新思路。
参考文献
[1] 普光地区污水回注选区选层研究[J].刘红磊，张雪松，杨祖贵.内蒙古石油化工.2016（13）.
[2] 辽河油田污水回注适宜性研究[J].张洪印.吉林水利.2015（09）.
[3] 油田采油污水回注处理技术及工艺探讨[J].于洪敏，左景栾，任韶然.腐蚀与防护.2008（12）.
[4] 胜利油田回注污水处理技术现状及发展趋势[J].曹怀山，姜红，谭云贤，王磊.油田化学.2009（02）.
[5] 油田污水处理技术发展现状及展望[J].李平平.内江科技.2009（07）
[6] 长庆油田污水回注处理工艺评价[J].谢珍，曹建坤，向忠远.化学工业.2009（10）.