摘要:為適應(yīng)現(xiàn)階段油田工作要求,須針對實(shí)際工作狀況展開油田采出水回用技術(shù)的分析,實(shí)現(xiàn)離子交換技術(shù)、蒸餾技術(shù)、冷凍技術(shù)、膜技術(shù)等的結(jié)合應(yīng)用。本文并就某油區(qū)污水排放工作模塊展開分析,實(shí)現(xiàn)了清污軟化水摻混環(huán)節(jié)的研究,實(shí)現(xiàn)一部分外排污水的地面回注,實(shí)現(xiàn)凈化軟化水與清水軟化水的混合及應(yīng)用,滿足過熱鍋爐進(jìn)水的要求,這種措施實(shí)現(xiàn)了污水的有效回用,實(shí)現(xiàn)了污水的高效減排,實(shí)現(xiàn)了清水用量的有效性節(jié)約,節(jié)約了設(shè)備運(yùn)行成本。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國油田進(jìn)入開采的中后期,其采出油含水率不斷上升,油田開采過程中出現(xiàn)了一系列的采出水,有些采出水經(jīng)過處理后回注到地層,也有一部分廢水需要經(jīng)過外排處理。為了適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求,必須做好油田環(huán)境的保護(hù)工作,實(shí)現(xiàn)油田資源的有效性節(jié)約,降低油田工程的碳排放量,實(shí)現(xiàn)部分油田采出水的有效性處理及利用,適應(yīng)當(dāng)下油田可持續(xù)性發(fā)展的要求。
1 油田采出水的特點(diǎn)
在工程實(shí)踐中,油田采出水現(xiàn)象比較常見,受到各種因素的影響,采出水的構(gòu)成成分比較復(fù)雜,這類采出水的溫度一般較高,并且其含油量非常大,礦化程度非常高,包括各類鹽物質(zhì)、細(xì)菌物質(zhì)的含量,存在大量的腐生菌及硫酸鹽還原菌,其存在較大的表面張力,存在大量化學(xué)藥劑的殘留,其油內(nèi)的有機(jī)雜質(zhì)難以得到有效性的降解。在油田剩余采出水處理過程中,需要實(shí)現(xiàn)各種回用途徑的結(jié)合,做好注汽鍋爐的給水工作,用作生活用水、灌溉用水等程序。針對油田采出水的特點(diǎn)展開分析,選擇合理的油田采出水回用技術(shù)方案,適應(yīng)現(xiàn)階段油田工作的要求。
2 油田采出水回用技術(shù)
(1)離子交換技術(shù)。離子交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了樹脂內(nèi)陽離子及鎂離子的交換,鎂離子的一般濃度變低,水質(zhì)得到軟化,這種技術(shù)主要應(yīng)用于軟化礦化度較低的油田采出水過程,處理后的采出水主要用于注汽鍋爐給水,這種技術(shù)在美國等發(fā)達(dá)guojia油田已經(jīng)得到充分性應(yīng)用,隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,這類技術(shù)不斷在我國得到普及,但我國在這方面的技術(shù)造詣水平不高,整體應(yīng)用技術(shù)尚不成熟。加拿大的采出水回用技術(shù)非常發(fā)達(dá),從 20 世紀(jì)開始就將稠油廢水用于熱采鍋爐,脫出水需要經(jīng)過一系列的油水分離過程,需要經(jīng)過砂濾、熱石灰軟化等流程,降低其水質(zhì)強(qiáng)度,滿足蒸汽發(fā)生器的工作要求。這種離子交換技術(shù)的應(yīng)用效益較高,廢水處理費(fèi)用成本比較低,各項(xiàng)費(fèi)用的節(jié)省力度較大,實(shí)現(xiàn)了熱能費(fèi)的有效性利用,具備良好的社會(huì)應(yīng)用價(jià)值。
(2)膜分離技術(shù)。在廢水處理過程中,膜過濾技術(shù)扮演著非常重要的應(yīng)用地位,在油水分離領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。膜過濾器的過濾精度都比較高,通常用作精細(xì)過濾器,適應(yīng)了低滲油田注水工作的要求,但這種技術(shù)容易出現(xiàn)一系列的膜污染問題,整體造價(jià)成本較高,比較市面上較常見的膜過濾器包括有機(jī)膜、無機(jī)膜、金屬膜、陶瓷膜等過濾器。在有機(jī)膜過濾器的應(yīng)用過程中,比較常見的型號是改性聚四氟乙烯過濾器,該類型過濾器具備良好的耐腐蝕能力,其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,具備良好的耐油污性能,在多個(gè)油田均有使用,其除油效果良好,但濾芯的耐沖擊能力比較弱,一旦被污染后再生比較困難。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,在油田外排廢水過程中,串聯(lián)陶瓷膜過濾器的應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大,其適應(yīng)了當(dāng)下廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。常見的金屬膜包括不銹鋼絲金屬膜,其耐溫性非常強(qiáng),具備良好的抗油污能力,通過汽水反洗就可以實(shí)現(xiàn)濾膜的清潔再生,其操作流程比較簡單。為了消除溶解離子等溶質(zhì),必須優(yōu)化應(yīng)用分滲透分離法,適應(yīng)于高含鹽采出水的深度處理工作,能夠有效解決膜污染問題,但其運(yùn)作成本較高。在反滲透裝置的應(yīng)用過程中,其水處理流程涉及過濾、除油、澄清等過程,處理后的水滿足電站鍋爐的給水要求。電滲析實(shí)現(xiàn)了直流電場驅(qū)動(dòng)離子的利用,該類型例子穿過離子交換器,在這個(gè)過程中,陽離子會(huì)通過陽離子交換膜,實(shí)現(xiàn)了離子分離。電滲析技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了聚合物驅(qū)采出水的礦化度的降低,適應(yīng)了聚合物用水的配制要求,能夠有效處理高溫采出水過程中的問題。
(3)蒸餾法。蒸餾法涉及多種工作形式,比如壓氣蒸餾模式、多效蒸發(fā)模式、多級閃蒸模式等。在德國、中東等guojia這種技術(shù)的普及應(yīng)用率比較高,實(shí)現(xiàn)了采出水的有效性回用。在蒸餾技術(shù)應(yīng)用過程中,比較常見的技術(shù)是機(jī)械蒸汽壓縮技術(shù),該技術(shù)的應(yīng)用效益較高,該技術(shù)簡稱為 MVR 技術(shù),在有些發(fā)達(dá)guojia,該應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)非常成熟,但這種蒸發(fā)器技術(shù)的操作系數(shù)較高,整體投資水平高,不適合展開大范圍的推廣及應(yīng)用,相比于蒸餾工藝,其他低成本的非水資源處理工藝包括 Solardew 工藝,該工藝效法了自然界水的蒸發(fā)工作程序,適應(yīng)了當(dāng)下油田采出水回用工作的要求。在這種技術(shù)的應(yīng)用過程中,我國科學(xué)家積極應(yīng)用低溫多效蒸發(fā)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了抽稠油廢水的蒸發(fā)及冷凝,淡化的出水滿足了熱采鍋爐的實(shí)際供水標(biāo)準(zhǔn)要求。
(4)冷凍法。冷凍法屬于一種有效性的脫鹽方法,純熟水的凝固點(diǎn)一般高于鹽水,利用這一特質(zhì),就廢水展開冷凍及解凍,進(jìn)行溶解固體的分離,將濃度稿的鹽水從冰上分離出來,隨著溫度的不斷上升,冷凍板上的冰逐漸融化為凈化水。通過對自然冷凍法的應(yīng)用,能夠有效降低廢水排放率,降低采出水內(nèi)金屬含量及有機(jī)物含量。
為了適應(yīng)石油工業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的要求,必須深入貫徹節(jié)水減排方案,做好采出水的處理及回用工作,進(jìn)行離子交換技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,提高稠油熱菜廢水回用鍋爐的處理效益。為了解決實(shí)際問題,必須完善上述工藝的操作流程,降低運(yùn)作費(fèi)用。有些油田是高礦化度的,針對這類油田,需要積極應(yīng)用膜處理技術(shù),但也會(huì)面臨膜污染問題及成本造價(jià)高的問題,需要提高膜處理技術(shù)的研究力度,保障其廉價(jià)性、抗污染性,提高膜的整體應(yīng)用效果,制定經(jīng)濟(jì)有效的處理方案,推動(dòng)該技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化使用,做好油田廢水的深度處理及回用工作,避免出現(xiàn)廢水外排污染環(huán)境的問題,真正實(shí)現(xiàn)資源化的利用,提高其經(jīng)濟(jì)運(yùn)作效益。
3 油田采出水回用技術(shù)實(shí)例分析
為了實(shí)現(xiàn)節(jié)水型社會(huì)經(jīng)濟(jì)的建設(shè),必須進(jìn)行環(huán)境保護(hù)理念的推廣,實(shí)現(xiàn)能源的有效節(jié)約。在稀油資源的開采過程中,采出水的污染問題是客觀存在的,其水質(zhì)中含有可溶性的鹽類及重金屬元素,這些微量的放射性物質(zhì)對周邊的工作環(huán)境造成了一定的污染影響,為了解決采出水的污染性問題,必須就稀油產(chǎn)地的地質(zhì)環(huán)境、注水性質(zhì)及原油加工工藝狀況展開分析,就整個(gè)操作流程展開調(diào)研及分析。
為了解決油田采出水回用問題,必須完善各個(gè)區(qū)域的節(jié)能減排策略,做好油田注水標(biāo)準(zhǔn)的分析工作,提高不同油田污水處理站的運(yùn)作效益,做好注水水質(zhì)的控制工作,實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護(hù),避免污水的外排現(xiàn)象。在當(dāng)下稠油污水處理過程中,比較常見的方式保障回用式、外排式及回注式、通過對回用處理方法的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)水資源的充分利用,特別是回用鍋爐方法的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了熱能的充分利用,減少了對周邊環(huán)境的污染率,降低了設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)營成本,對于油田的可持續(xù)性發(fā)展影響深遠(yuǎn)。
在該區(qū)稠油開采過程中,其應(yīng)用了注蒸汽模式,在開發(fā)初期,應(yīng)用常規(guī)注汽鍋爐,為了提高后期注汽效果,應(yīng)用過熱鍋爐,相比于常規(guī)注汽鍋爐,過熱鍋爐對于鍋爐給水可溶性固定的要求更為嚴(yán)格。該區(qū)的外排污水滿足了常規(guī)鍋爐進(jìn)水水質(zhì)的要求,達(dá)到了熱鍋里進(jìn)水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),通過對溶解氧及總硬度的起去除,可以減少水內(nèi)的可溶性固體,比較常見的處理方法包括超濾、反滲透等方法,但這些方法的整體投資水平較高,其建設(shè)周期比較長。為了解決實(shí)際問題,該區(qū)應(yīng)用清污摻混技術(shù),實(shí)現(xiàn)了清水軟化水與凈化軟化水的結(jié)混合,采取各種處理方法,適應(yīng)過熱鍋爐的進(jìn)水要求。在清污摻混工藝應(yīng)用過程中,其清水來源為清水軟化水主管線,為過熱鍋爐提供一系列的清水,在這個(gè)過程中,需要進(jìn)行凈化軟化水管線壓力及流量的調(diào)整,利用流量計(jì)及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥展開控制,控制好清水軟化水外輸泵出口壓力,實(shí)現(xiàn)外排污水與清水軟化水管線的摻混,保障凈化軟化水外輸泵較高的出口壓力,這也需要進(jìn)行壓力變送器的設(shè)置,做好摻混接點(diǎn)的設(shè)置工作,優(yōu)先應(yīng)用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,做好凈化軟化水的處理工作。
在清水軟化水管線上設(shè)置一定數(shù)量的流量計(jì)是非常必要的,以實(shí)現(xiàn)凈化軟化水摻混流量的控制,實(shí)現(xiàn)凈化軟化水比例的控制,以進(jìn)行電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的遠(yuǎn)程控制。這需要積極開展相應(yīng)的配比實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)污水會(huì)注量的增加,做好過熱鍋爐的清水補(bǔ)充工作。根據(jù)該工程的實(shí)際運(yùn)作情況,選擇外排污水的其他途徑,選擇距離該區(qū)附近的注水站水源作為清水及外排污水,實(shí)現(xiàn)了某區(qū)外排污水的轉(zhuǎn)輸,將其輸送至某注水站,替代了清水回注的過程。為了解決問題,需要就外排污水及注水站外排污水、地層水的工作狀況展開分析。這需要就現(xiàn)階段的油田采出水回用現(xiàn)狀展開分析,就天然氣資源、水資源消耗量的控制,實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護(hù),實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用資源配置率的提高。
4 結(jié)語
實(shí)踐證明,通過對清污軟化水摻混技術(shù)的應(yīng)用,可以滿足過熱鍋爐給水工作的標(biāo)準(zhǔn)要求,提高油田采出水回用效率,降低了對周邊環(huán)境的生態(tài)污染系數(shù),值得進(jìn)行大范圍推廣。
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