1．國(guó)內(nèi)油田采出水處理技術(shù)現(xiàn)狀及突出問(wèn)題

1．1 技術(shù)現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)油田采出水的處理方法主要采用除油、過(guò)濾等工藝。處理達(dá)標(biāo)后再回注地層，既減緩了污染，也降低了開發(fā)成本。主要工藝流程可分為重力流程、壓力流程及組合流程；主要處理沒(méi)備包括重力除油罐、浮選機(jī)、旋流器、壓力除油器和過(guò)濾器等。

1．2 存在的突出問(wèn)題

(1)低滲透油田注水水質(zhì)達(dá)標(biāo)問(wèn)題。低滲透油田等邊際效益油田的開發(fā)占中油股份公司今后開發(fā)油藏的50％ 以上，為了保持低滲透油田的地層壓力，防止油藏污染，低滲透油田要求同步注水或早期注水，對(duì)注水水質(zhì)的要求也非�？量�，采用常規(guī)的處理方法，出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)。

(2)油田采出水達(dá)標(biāo)外排及回用。中油股份公司各主力油田已進(jìn)入后期開發(fā)，平均含水已達(dá)80％ 以上。如2000年產(chǎn)原油1．03億噸，采出液量達(dá)6．24億噸，采出水量達(dá)5．2O億噸。其中采出水有效回注4．70億噸，無(wú)效回灌0．258億噸，排放0。2 42億噸(其中不達(dá)標(biāo)排放0．1 6 3億噸)。各油田剩余采出水大都采取無(wú)效回注的方式，不但回注費(fèi)用高，而且回注本身也將受到環(huán)保要求的限制，采出水達(dá)標(biāo)外排及回用是必然趨勢(shì)，采出水處理難度也會(huì)越來(lái)越大。

針對(duì)上述問(wèn)題，常規(guī)的處理方法已經(jīng)難以滿足要求，開辟一個(gè)新的研究領(lǐng)域是完全必要的。隨著膜技術(shù)的發(fā)展和成熟，為油田采出水的處理拓寬了研究空間。本文試圖從一個(gè)新的角度，來(lái)探討一下膜技術(shù)在今后油田采出水處理中的應(yīng)用前景。

2．膜技術(shù)處理油田采出水研究現(xiàn)狀

膜分離過(guò)程的分離介質(zhì)是選擇性透過(guò)膜。當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力時(shí)，原料側(cè)組分選擇性地透過(guò)膜。已開發(fā)應(yīng)用的膜分離技術(shù)有反滲透(RO)、超濾(UF)、微濾(MF)和電滲析(ED)等。前三種相當(dāng)于過(guò)濾，R0的作用機(jī)理還有溶解一擴(kuò)散。ED用荷電膜脫除水中的離子。根據(jù)所需去除的水中粒子、分子或離子的大小及性質(zhì)，可以選擇適宜的膜分離過(guò)程。

2．1 微濾

一般來(lái)說(shuō)， 微濾膜是一種孑L徑為0．1～1．0llm、高度均勻、具有篩分過(guò)濾作用為特征的多孔固體連續(xù)介質(zhì)，主要分為有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜兩類。

由于有機(jī)膜的性能隨使用時(shí)間增長(zhǎng)而降低，甚至?xí)�因溶脹而�?bào)廢，而無(wú)機(jī)膜具有耐高溫、耐化學(xué)侵蝕、機(jī)械強(qiáng)度好、抗生物能力強(qiáng)、滲透量大、可沖洗性強(qiáng)和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)， 目前應(yīng)用于油田采出水處理研究的主要采用無(wú)機(jī)膜。

江漢石油機(jī)械廠聯(lián)合撫順石化研究院共同利用U．S．Filter公司的陶瓷膜過(guò)濾器對(duì)油田采出水進(jìn)行了處理試驗(yàn)研究。試驗(yàn)研究所用污水為遼河油田某采油廠注水站砂濾罐的出口水，懸浮物含量為20-50mg／L。經(jīng)0．8 m 陶瓷膜過(guò)濾器過(guò)濾后，水中懸浮物固體含量基本上小于lmg／L，顆粒直徑小于lktm，含油量小于3mg／L，可滿足特低滲透油田注水水質(zhì)要求。

王懷林等采用國(guó)產(chǎn)及進(jìn)口的陶瓷微濾膜進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，探討了不同溫度、壓差、膜面流速和孔徑等參數(shù)對(duì)過(guò)濾特性的影響。針對(duì)膜處理中最為關(guān)鍵的清洗問(wèn)題，設(shè)計(jì)了脈沖及預(yù)處理工藝，有效地延長(zhǎng)了過(guò)濾周期，并驗(yàn)證了所采用的預(yù)處理工藝、清洗工藝、脈沖工藝的可重復(fù)性和穩(wěn)定性，為工業(yè)性放大試驗(yàn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

2．2 超濾

超濾是介于微濾和納濾之間的一種膜過(guò)程，膜孔徑在0．05ktm至1nrn之間。目前已開始應(yīng)用于油田注水的清水處理中，但采出水處理還只處在實(shí)驗(yàn)階段。

李發(fā)永等曾經(jīng)對(duì)聚砜超濾膜處理含油污水、膜的污染及膜污染后的清洗進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，處理后的水達(dá)到低滲透油田的注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。后又用磺化聚砜(SPS)平板式及外壓管式超濾膜進(jìn)行含石油類煉油廠及油田污水處理試驗(yàn)，并與聚砜(PS)超濾膜進(jìn)行比較。SPS超濾膜處理含石油類10～80mg／L的污水，其膜通量為100L／m ·h，高于PS超濾膜，截留率大于90 ，與PS膜相當(dāng)。經(jīng)過(guò)3個(gè)月的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，膜性能仍維持原有水平，透過(guò)液達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)及低滲透油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2．3 反滲透

反滲透膜分離技術(shù)已經(jīng)在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用，已成為海水淡化、苦咸水淡化、各種料液的分離和濃縮的主要手段。

油田采出水處理達(dá)標(biāo)后，往往用于油田注水回注地下。但是，在注采不平衡時(shí)，剩余的采出水只能排放，通常采出水的含鹽量都很高，常規(guī)處理后很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。Cynthia Murray—Gulde等利用反滲透技術(shù)與構(gòu)造濕地相結(jié)合，對(duì)高含鹽油田采出水進(jìn)行處理�；�本流程為：采出水來(lái)水一PP過(guò)濾器一離子交換軟化一0．45ktm PP過(guò)濾器一反滲透系統(tǒng)一構(gòu)造濕地一出水。

處理后，水的毒性大大降低，電導(dǎo)率和TDS分別降低了98 和96 ，水質(zhì)達(dá)到了當(dāng)?shù)氐墓喔群团欧艠?biāo)準(zhǔn)，為油田采出水處理及回用提供了一種可行的方法。

2．4 電滲析

電滲析技術(shù)是是在直流電場(chǎng)的作用下，以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，實(shí)現(xiàn)溶液的淡化、精制或純化。

大慶油田是世界上最大的采用聚合物驅(qū)采油的油田，每年產(chǎn)生大量的聚合物采出水。高礦化度的出水對(duì)聚合物的粘度損失較大，因此聚合物主要采用清水配置。目前常規(guī)處理流程不能降低采出水礦化度，大部分采出水只能回注到中高滲透層重復(fù)使用，造成了注采不平衡。荊國(guó)林等利用三室電滲析槽降低含聚污水礦化度，用降礦化度后的淡水配制的聚合物溶液，其粘度和抗剪切性能均超過(guò)清水

所配制的，用降礦化度后的淡水配制lg／L的聚合物溶液的粘度比清水所配的高l1．9mPa·s，可以用其代替清水進(jìn)行聚合物驅(qū)油。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用滲析方法降低油田含聚采出水的礦化度在技術(shù)上是可行的。

3．應(yīng)用前景

3．1 在低滲透油田注水處理中的應(yīng)用

可以采取對(duì)已建采出水處理站改造的方法，利用原有設(shè)施，局部加入膜處理單元，盡可能地節(jié)省投資。

3．2 高礦化度采出水脫鹽

膜處理技術(shù)對(duì)于油田的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展有著重大的意義。

4．結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)膜元件及組器開發(fā)取得了豐碩成果，部分膜和組器性能達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。隨著國(guó)內(nèi)膜工業(yè)的迅速發(fā)展，高性能的國(guó)產(chǎn)膜組器必將逐步替代進(jìn)口膜組器，膜技術(shù)在油田采出水處理中的大規(guī)模應(yīng)用指日可待。 來(lái)源：谷騰水網(wǎng) 作者: 宋尊劍