油田水处理及相关化学药剂.doc

油田水处理及相关化学药剂 海上油田污水的主要来源为原油的伴生水，原油脱水后产生大量的含油污水。含油污水通过水处理系统处理，要求的各项指标达到规定的标准后，排海或用于注水。海上注水也经常采用水井水和海水，或不同水质混合注水。 为达到排海或注水的要求，必须通过不同的工艺流程进行处理，处理过程中为提高处理效果和避免一些不利影响需添加一些相关的化学药剂。 含油污水处理 一、含油污水水质、处理目的及要求 海上油田污水来源于在油气生产过程中所产出的地层伴生水。为获得合格的油、气产品，需将伴生水与油气进行分离，分离后的伴生水中，含有一定量的原油及其他杂质，这些含有一定量原油和其他杂质的伴生水称之为含油污水。 1 含油污水水质 含油污水一般偏碱性，硬度较低，含铁少，矿化度高。含油污水中含有以下有害物质： (1)分散油：油珠在污水中的直径较大，为10～100微米，易于从污水中分离出来，浮于水面而被除去。这种状态的油占污水含油量的60％～80％。 (2)乳化油：其在污水中分散的粒径很小，直径为0.1～10微米，与水形成乳状液，属于O/W“水包油”型乳状液。这部分油不易除去，必须反相破乳之后才能将其除去，其含量占污水含油量的10％～15％。 (3)溶解油：油珠直径小于0.1微米。由于油在水中的溶解度很小，这部分油是不能除去的。其占污水含油量的0.2％～0.5％。 (4)污水中含有的阳离子常见的有Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋、Sr2＋等，阴离子有：CO32- 、CL-、SO42-等。这些离子在水中的溶解度是有限的。一旦污水所处的物理条件〔温度、压力等〕发生变化或水的化学成分发生变化，均可能引起结垢。 (5)污水中还可能含有溶解的O2、CO2、H2S等有害气体，其中氧是很强的氧化剂，它易使二价铁离子氧化成三价铁离子，从而形成沉淀。CO2能与铁反应生成碳酸铁Fe2(CO3)3沉淀，H2S与铁反应则生成腐蚀产物―――黑色的硫化亚铁。 (6)污水中常见的细菌有硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌。这些细菌均能引起对污水处理、回注设备及管汇的腐蚀和堵塞。 2 含油污水处理的目的及要求 含油污水经过处理后，要进行排放或者作为油田回注水、机采井动力液等。处理含油污水的目的是要求排放水或回注水达到相应的排放或回注标准，同时应充分考虑防止流程内结垢。 排放的污水水质要求是：渤海海域排放污水含油量小于30mg/L；南海海域为小于50mg/L。 对回注的污水水质要求是：达到本油田规定的注水水质标准。 渤海各油田注水水质标准 油田 项目 埕北 QK17-2 JZ9-3 SZ36-1 BZ34 悬浮固体含量 ≤mg/L 10 3.0 3.0 5.0 4.0 粒度中值 μm≤ 4.0 3.0 3.0 3.0 2.5 含油 mg/L 30 5.0 30 15.0 10.0 TGB 个/mL N×104 ≤103 N×104 N×103 SRB 个/mL 25 100 25 0 10 铁细菌 个/mL N×104 ≤103 N×104 N×103 总铁 mg/L≤ 0.5 0.5 0.5 溶解氧 mg/L≤ 0.5 0.5 0.05 硫化物mg/L≤ 2.0 10 10 平均腐蚀率mm/a≤ 0.076 0.076 0.076 CO2 mg/L≤ 10 3 COD污水处理指标 工业废水中含有大量有机物和无机物，在生物和化学反应过程中，消耗了水中的氧气，这种耗氧指标叫BOD（Biochemical Oxygen Demand）即生化需氧量。而测试BOD的方法往往需要五天时间。 COD（Chemical Oxygen Demand）即化学需氧量，同样反映水中物质耗氧情况，且由于COD测试的方法只需几小时，所以往往应用COD指标来控制污水指标。 二、污水处理方法 含油污水处理方法有物理方法和化学方法，但在生产实践过程中两种方法往往结合应用。归纳目前海上主要应用的含油污水处理方法如下表所列： 处理方法 原 理 沉降法 靠原油颗粒和悬浮杂质与污水的比重差实现油水渣的自然分离，主要用于除去浮油及部分颗粒直径较大的分散油及杂质 混凝法 在污水中加入混凝剂，把小油粒聚结成大油粒，加快油水分离速度，可除去颗粒较小的部分散油 气浮法 向污水中加入气体，使污水中的乳化油或细小的固体颗粒附在气泡上，随气泡上浮到水面，实现油水分离 过滤法 用石英砂、无烟煤、滤芯或其它滤料过滤污水除去水中小颗粒油粒及悬浮物 生物处理法 靠微生物来氧化分解有机物，达到降解有机物及油类的目的 旋流器法 高速旋转重力分异，脱出水中含油 1 沉降法 沉降法主