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摘要:含油污泥处理是油田开发过程中影响油田环境保护与企业发展的重要问题之一。本文主要从无害化处理和资源化利用两方面对现有技术进行了分析对比,提出了“三相分离-泥砂分级-整体调堵”的新思路,实现了含油污泥完全无害化处理和资源化利用。
关键词:含油污泥;回收有机物质;三相分离;整体调堵;规模化处理;新思路
1 引言
在油田开发过程中,油井产出液含有大量的泥砂,其在沉降罐、储油罐等罐体底部沉淀,形成难以处理的含油污泥,原油开采过程中落地油泥也属于含油污泥的一部分。目前,我国含油污泥呈现出产生速度快、产量大的特点,已成为一种严重危害生态环境和人类健康的污染物。同时,由于受处理技术缺乏、处理难度大、处理成本高等因素的影响,含油污泥处理使企业面临很大的压力,已成为制约油气田发展的重要因素。另一方面,随着油田开发时间的增加,井间水窜、汽窜现象日益明显,严重影响注入介质的驱油作用和油井生产效果,增加了驱油介质的注入量,导致油藏动用不均的矛盾加剧。针对油田开发中面临的这两大问题,本着对含油污泥无害化和资源化的处理思路,寻求变废为宝、将污油泥处理与油田增产措施相结合的新技术、新工艺。
2 传统污泥处理技术存在的问题分析
新疆油田产含油污泥量为5×104t左右,其中原油处理站清罐含油污泥以及污水处理站排放的含油污泥占75%以上。油田含油污泥具有含油量高、黏度大、颗粒细、脱水难等特点,但同时也富含烃类物质,是宝贵的二次资源。面对环境保护要求的日益严格和能源短缺的现状,含油污泥的处理对油田企业而言既是挑战也是机遇。含油污泥处理技术研究在国内外各油田都取得了一些进展。目前,按照含油污泥中油类物质是否得到回收利用,可将处理技术分为资源化利用技术和无害化处理技术。其中资源化利用技术主要有:化学脱稳-机械脱水、热解析、溶剂萃取、化学热洗等;无害化处理技术主要有:焦化处理技术、焚烧、生物处理技术及固化等。为了达到保护环境和节约利用资源的目的,许多处理方法兼有无害化和资源化两个方面。下面对其进行对比如下:
根据优缺点对比结果认为:在无害化处理方面,除含油污泥调剖技术外,其他处理技术或多或少都会存在二次污染,而且部分技术不够成熟;传统的含油污泥调剖技术能够实现完全无害化处理,无二次污染,技术简单成熟,但是也浪费了有二次利用价值的有机物质,药剂费用高昂,药剂配方体系适应性差,对设施、设备腐蚀比较严重,容易导致泵卡、管线结垢等问题,且其处理量有限。
3 含油污泥资源化利用调堵技术新思路
3.1 含油污泥成分分析
针对油泥特性,分别采用烘干法、回流法、重量法测定油泥固含量、水含量和萃取油含量,对于非石油醚萃取物的重质油通过计算求得其含量,确定其中具有二次利用价值的机物质的含量。
3.2 油、泥、砂三相分离
含油污泥经重力、气浮等方法浓缩后,加入破乳剂、稀释剂、表面活性剂和调节剂等化学添加剂,并以加热的方式对其进行化学脱稳,然后通过离心过滤机进行机械脱水,实现三相分离,回收其中的残留原油物质。
3.3 简易污水处理
三相分离出的污水首先通过重力作用实现自然沉降,分离出污水中可自然分离的固体大颗粒;然后依据污水的成分和性质,通过混凝沉淀、化学转化法和中和法去除污水中的盐类、酸性物质、碱金属离子等,以减少对设施、设备的腐蚀,避免盐类物质在管线及井筒中大量结垢。
3.4 泥砂粒径分析
将分离出的泥砂用标准筛筛分,进行粒径分析,判断此粒径条件下的油田污泥作为油田井下调剖剂时是否具备进入地层和封堵油田高渗透层段地层的特性。根据泵和管线的参数特征选取适宜的过滤网,通过过滤机械设备将泥砂中的大顆粒砂石、含油废弃物、生活垃圾、建筑垃圾、工业垃圾等其他杂质进行分离,减少和避免对注入设备、管线井筒造成伤害。
3.5 药剂配方体系研究及其性能评价
3.5.1 药剂配方体系研究
根据分离后的含油污泥成分及其特性进行室内实验,针对不同的措施目的和强度要求,研发出不同类型的药剂配方。现有技术因为污泥中含油量高,药剂中悬浮剂、增粘剂和添加剂使用量大,药剂费用高,且其强度不够。本技术在原油回收的基础上,通过添加强化剂或无机类药剂形成有机和无机两种体系,提高污泥的使用量,实现更广泛的适应性。
有机体系以絮凝剂、强化剂(有机)、增粘剂和添加剂为主,无机体系以缓凝剂、强化剂(无机)和膨化剂为主。通过多组平行样实验分别对两种体系中的各类药剂浓度进行筛选。
3.5.2 体系性能评价
有机药剂体系主要包括密度及粘度实验、胶结凝固实验、抗剪切性实验、耐温性实验、抗盐性实验、稳定性实验、封堵效率评价等。
无机药剂体系主要包括粘度实验、沉降实验、抗压实验等。
4 结论
目前,国内油田对于含油污泥的处理技术不仅会造成二次污染,而且大多技术也浪费了其中的原油等有机物质;随着社会环保意识的增强以及相关法律法规的健全,含油污泥的资源化利用和无害化处理将成为含油污泥处理的必经之路。含油污泥成分复杂,单一处理技术终归难以达到环保要求,因此结合各油田的含油污泥来源、组成及性质将多种处理技术有机结合是未来技术发展的必然趋势。本文提出的“三相分离-泥砂分级-整体调堵”的新思路,实现了含油污泥完全无害化处理和资源化利用。
参考文献:
[1]王会等.关于含油污泥处理现状研究[J].环境与可持续发展,2016,41(5):122-127.
[2]仝坤等.含油污泥处理存在的问题及解决建议[J].油气田环境保护,2017,27(1):6-9.
[3]王金利等.含油污泥处理技术研究进展[J].能源化工,2015,36(5):71-75.
[4]萨依绕等.新疆油田含油污泥处理技术研究与应用[J].油气田环境保护2009,19(2):11-13.
[5]董晶晶等.城市污水厂污泥处理与处置技术的新思路探索[J].企业导报2015,19:58-59.
关键词:含油污泥;回收有机物质;三相分离;整体调堵;规模化处理;新思路
1 引言
在油田开发过程中,油井产出液含有大量的泥砂,其在沉降罐、储油罐等罐体底部沉淀,形成难以处理的含油污泥,原油开采过程中落地油泥也属于含油污泥的一部分。目前,我国含油污泥呈现出产生速度快、产量大的特点,已成为一种严重危害生态环境和人类健康的污染物。同时,由于受处理技术缺乏、处理难度大、处理成本高等因素的影响,含油污泥处理使企业面临很大的压力,已成为制约油气田发展的重要因素。另一方面,随着油田开发时间的增加,井间水窜、汽窜现象日益明显,严重影响注入介质的驱油作用和油井生产效果,增加了驱油介质的注入量,导致油藏动用不均的矛盾加剧。针对油田开发中面临的这两大问题,本着对含油污泥无害化和资源化的处理思路,寻求变废为宝、将污油泥处理与油田增产措施相结合的新技术、新工艺。
2 传统污泥处理技术存在的问题分析
新疆油田产含油污泥量为5×104t左右,其中原油处理站清罐含油污泥以及污水处理站排放的含油污泥占75%以上。油田含油污泥具有含油量高、黏度大、颗粒细、脱水难等特点,但同时也富含烃类物质,是宝贵的二次资源。面对环境保护要求的日益严格和能源短缺的现状,含油污泥的处理对油田企业而言既是挑战也是机遇。含油污泥处理技术研究在国内外各油田都取得了一些进展。目前,按照含油污泥中油类物质是否得到回收利用,可将处理技术分为资源化利用技术和无害化处理技术。其中资源化利用技术主要有:化学脱稳-机械脱水、热解析、溶剂萃取、化学热洗等;无害化处理技术主要有:焦化处理技术、焚烧、生物处理技术及固化等。为了达到保护环境和节约利用资源的目的,许多处理方法兼有无害化和资源化两个方面。下面对其进行对比如下:
根据优缺点对比结果认为:在无害化处理方面,除含油污泥调剖技术外,其他处理技术或多或少都会存在二次污染,而且部分技术不够成熟;传统的含油污泥调剖技术能够实现完全无害化处理,无二次污染,技术简单成熟,但是也浪费了有二次利用价值的有机物质,药剂费用高昂,药剂配方体系适应性差,对设施、设备腐蚀比较严重,容易导致泵卡、管线结垢等问题,且其处理量有限。
3 含油污泥资源化利用调堵技术新思路
3.1 含油污泥成分分析
针对油泥特性,分别采用烘干法、回流法、重量法测定油泥固含量、水含量和萃取油含量,对于非石油醚萃取物的重质油通过计算求得其含量,确定其中具有二次利用价值的机物质的含量。
3.2 油、泥、砂三相分离
含油污泥经重力、气浮等方法浓缩后,加入破乳剂、稀释剂、表面活性剂和调节剂等化学添加剂,并以加热的方式对其进行化学脱稳,然后通过离心过滤机进行机械脱水,实现三相分离,回收其中的残留原油物质。
3.3 简易污水处理
三相分离出的污水首先通过重力作用实现自然沉降,分离出污水中可自然分离的固体大颗粒;然后依据污水的成分和性质,通过混凝沉淀、化学转化法和中和法去除污水中的盐类、酸性物质、碱金属离子等,以减少对设施、设备的腐蚀,避免盐类物质在管线及井筒中大量结垢。
3.4 泥砂粒径分析
将分离出的泥砂用标准筛筛分,进行粒径分析,判断此粒径条件下的油田污泥作为油田井下调剖剂时是否具备进入地层和封堵油田高渗透层段地层的特性。根据泵和管线的参数特征选取适宜的过滤网,通过过滤机械设备将泥砂中的大顆粒砂石、含油废弃物、生活垃圾、建筑垃圾、工业垃圾等其他杂质进行分离,减少和避免对注入设备、管线井筒造成伤害。
3.5 药剂配方体系研究及其性能评价
3.5.1 药剂配方体系研究
根据分离后的含油污泥成分及其特性进行室内实验,针对不同的措施目的和强度要求,研发出不同类型的药剂配方。现有技术因为污泥中含油量高,药剂中悬浮剂、增粘剂和添加剂使用量大,药剂费用高,且其强度不够。本技术在原油回收的基础上,通过添加强化剂或无机类药剂形成有机和无机两种体系,提高污泥的使用量,实现更广泛的适应性。
有机体系以絮凝剂、强化剂(有机)、增粘剂和添加剂为主,无机体系以缓凝剂、强化剂(无机)和膨化剂为主。通过多组平行样实验分别对两种体系中的各类药剂浓度进行筛选。
3.5.2 体系性能评价
有机药剂体系主要包括密度及粘度实验、胶结凝固实验、抗剪切性实验、耐温性实验、抗盐性实验、稳定性实验、封堵效率评价等。
无机药剂体系主要包括粘度实验、沉降实验、抗压实验等。
4 结论
目前,国内油田对于含油污泥的处理技术不仅会造成二次污染,而且大多技术也浪费了其中的原油等有机物质;随着社会环保意识的增强以及相关法律法规的健全,含油污泥的资源化利用和无害化处理将成为含油污泥处理的必经之路。含油污泥成分复杂,单一处理技术终归难以达到环保要求,因此结合各油田的含油污泥来源、组成及性质将多种处理技术有机结合是未来技术发展的必然趋势。本文提出的“三相分离-泥砂分级-整体调堵”的新思路,实现了含油污泥完全无害化处理和资源化利用。
参考文献:
[1]王会等.关于含油污泥处理现状研究[J].环境与可持续发展,2016,41(5):122-127.
[2]仝坤等.含油污泥处理存在的问题及解决建议[J].油气田环境保护,2017,27(1):6-9.
[3]王金利等.含油污泥处理技术研究进展[J].能源化工,2015,36(5):71-75.
[4]萨依绕等.新疆油田含油污泥处理技术研究与应用[J].油气田环境保护2009,19(2):11-13.
[5]董晶晶等.城市污水厂污泥处理与处置技术的新思路探索[J].企业导报2015,19:58-59.