油田采油废水的处理现状及发展前景

摘要：油气田作业中所伴生的废水中含有大量的Ca2+、Mg2+、CO32-及少量的H2S、原油和有机杂质，这些矿物物质及有害物质若未经处理就直接注入地层，将产生较大的环境危害。近年来，采油企业不断加大对采油废水处理的设备投入和技术研发，收到了较好的成效。本文就油田含油污水的处理现状展开了阐述，在实际调研的基础上对当前采油废水处理过程中所存在的问题予以了分析，并对油田采油废水处理技术的发展前景进行了前瞻，将为我国油田企业采油废水的处理提供实践参考。

关键词：采油废水；现状；发展

我国在行业建设初期阶段粗放的经济发展模式，在得使经济总量快速攀升的同时，环境的污染问题越发的严重。随着油气田开采时间的不断拉长，在作业过程中所产生的工业废水总量也日益庞大。这对于我国这样一个水资源匮乏的国家而言，是严重的资源浪费。同时，油气田作业中所产生的工业废水中含有大量的Ca2+、Mg2+、CO32-及少量的H2S、原油和有机杂质，这些矿物物质及有害物质若未经处理就直接注入地层，经过系列的复杂化学反应，将可能导致油田企业的注水管、抽水管的腐蚀和结垢，进而影响到抽油机和注水井的作业。新时期以来国家不断加大环境整治力度，在这一要求下，实现采油废水的“零排放”已成为油气企业应对当前日益严峻环保形势的发展共识。

1.油田含油污水的处理现状

在原油的开采过程中，从地下与原油伴生且一同达到原油脱水站之后进入脱水分离流程，在这一过程中最终被分离处理的污水被成为采油废水。同时一些特殊作业过程中所产生的废水也被列入了采油废水之列，如，在对高含盐的原油进行清洗所产生的废水、洗井过程产生的废水等。这些污水中的本身多含有的无机盐和有机物，在加上工艺开采中所采用的部分化学试剂残留，导致采油废水的成分极为复杂。当前，对采油废水的处理方法主要有超声波处理技术、浮选处理技术、粗粒化法处理技术、重力分离处理技术及膜分离处理技术。其中，超声波处理、浮选处理、粗粒化法处理、重力分离处理，主要适用于乳化油和分散有的处理；膜分离法主要适用于溶解油和乳化物的处理。五大处理技术在适宜条件，有效去除污水中的颗粒粒径等方面存在着一定的差异，并就处理效果上而言也呈现出一定的不同。如超声波处理法，其废水的分离效果较好，但设备成本较高；浮选法的工艺技术相对成熟，但在技术作业过程中将出现大量的药品消耗，且易产生浮渣；重力分离法技术相对成熟、设备稳定、处理能力强，但设备总占地较大；粗粒化法技术工艺简单，设备投入小，但持续性的运行之后容易出现因设备堵塞、表面活性降低而导致的处理效果的下降；膜分离法具有设备简单，处理效果好等优势，但其分离膜的成本较高不易维护成为其大面积推广中的短板。这就需要采油企业通过科学的组合方式，实现采油污水处理效果的最优化。近年来，油田企业在“创新、绿色、开放、共享”的理念下，不断对采油污水的处理技术和处理设备加大研发和投入力度。一大批新处理技术开始走向规模化处理之路。生物处理技术、膜分离技术开始在采油污水处理的过程中得到了运用。当前，以超滤技术为代表的膜分离技术通过透膜两侧的压力差（或浓度差、电位差），利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，实现工艺环节的含油污水的分离。依据工艺透膜的不同选择，可将膜分离技术分为微滤、超滤、纳滤、反渗透等工艺类别。而油田污水处理中的生物法是通过微生物的生化作用实现污水的净化。同时，部分油田污水处理技术实践中，依据微生物处理的特性可将微生物污水处理法分为厌氧生物处理技术和好氧生物处理技术两大类，二者都可通过复杂的生物功能，将污水中的复杂有机物分解成简单物质，将污水中的有害物质处理为无害物质。

2.油田采油废水处理过程中所存在的问题

2.1低渗透油田采油废水处理

我国低渗透油田的占比较高，有近50%的原油产能源于低渗透油田。受到其特殊的开采条件，多数情况以不造成地层堵塞为前提，并充分考虑低渗透油田的渗透因素，进行了大量的注水作业，如部分油田当前的注水滤膜系数（MF）控制在大于或等于25，并采用以清水为主来完成加注，而将经过污水处理的采油废水作为补充水源，这一策略虽在一定程度上降低了污水的外排量，但其技术应用的过程中作为再次利用的采油废水在技术及成本上仍不够成熟。

2.2 含有污泥的处理

在油田含油污水的处理过程中，不可忽视对含有污泥的处理。含有污泥主要来自水储罐底泥、油田油与固液分离操作等工艺环节。含有污泥具有颗粒粗细值小、重质油的组分较高、粘度较大与脱水难度大等特性，给采油污染处理带来了一定的难度。而含有污泥本身所含有的原油量占比达到1%左右，其利用价值十分可观，成为油田采油废水的处理的一大导向。

3.采油废水的处理发展前景

当前，我国陆上油田多以进入开采的中后期，部分单井的出油含水量已高达八至九成，多采用注水和聚合驱的方式来进行开采，这在一定程度上造成大量含有废水的产生。这些在采油过程中产生的废水，需要进行专项处理来达成。我国对油田废水处理的专项研究起步于上世纪的八、九十年代。工业化技术发展的助推下，我国油气企业废水的处理工艺实施及设备运行能力已相对较高。开采过程中的废水处理基本可以达到相关国家标准。油田废水处理技术的实践和应用是一项长期性的工作，必须始终贯穿于油田的项目建设和生产的全过程中。废水处理技术的广泛应用不仅可以使水资源得到充分利用，提高水资源的利用效率，并且可以缓解社会中水资源紧缺的局面。而随着油田企业的开采要求的不断提高，传统的废水处理技术以不能完全适应企业可持续发展的要求。在这一进程中原油开采工程中的工艺变革和开采条件变革在倒逼污水处理技术的不断提升。近年来，油田企业和相关研究部门不断加大对废水处理技术的研发力度，获得了较大的进步。油水分离工艺技术、精细化过滤技术以及膜分离技术，还有利用生物因素处理技术以开始逐步转化为产能，成为油田采油处理技术的发展前沿。而同时，在设备和材料层面，废水处理设备的性能更为高效，废水处理的化学试剂也更为高效，这就在较大程度上提升新型技术的应用效果。

综上所述，现阶段我国多数油田已进入开采的中后期，且油田企业迫于生产压力，规模化的不间断运行也已日趋常态化，采油废水的处理总量将持续攀升。而不可忽视的是，油田企业的废水处理能力的提升是一个系统的多点的构建过程，需以油气企业为主体，在废水处理能力的提升过程中，不断加大在技术革新、设备投入、人才建设、岗位培训等层面的力度，助推油气田废水处理效能的实现，使企业获得经济效益和环保效益上的双赢。