对三次采油污水处理技术的研究

摘要：三次采油污水是伴随三次采油技术的应用而产生的新型污水，目前已成为油田采油污水处理的难点和相关领域研究的热点。油田在生产开发过程中产生了大量多余的污水，如果外排将会对生态环境造成危害。采取合适的技术手段将多余污水深度处理后回用，是保障油田可持续发展、减少环境污染、提高经济效益的重要途径。本文对我国三次采油污水处理技术的研究状况进行了介绍，分析了当前三次采油技术及三次采油污水处理存在的问题。

关键词：石油 采油 三次 污水

一、概述

石油开采可分为三个阶段：一次采油是依靠地层能量进行自喷开采；在地层能量释放以后用人工注水或注气的方法，增补油藏能量，维持地层压力，使原油得到连续开采，称之为二次采油；当二次采油开展几十年后，剩余油以不连续的油块被圈捕在油藏砂岩孔隙中，此时采出液中含水已经太高，为很大一部分原油只能依靠其它物理和化学方法进行开采，这样的开采称之为三次采油。

在油田开发过程中既产生大量采油污水，但同时又要向油层注入大量水以保持油层压力，这为采油污水的循环利用提供了一个主要途径，这也是石油工业开发的一大特点。据报道，全国各油田在1998年全年采油（气）污水产生量为4.1亿t，回注率为91.58%，外排达标率为50.56%。目前，各油田的采油污水处理工艺绝大多数采用传统的老三套工艺，即混凝-沉降-过滤为基础，这些处理技术多为初级处理技术；另外，在原油脱水、集输、污水处理过程中都加入许多化学药剂，油井堵水、酸化、压裂等措施都可能使采油污水中含有有机物，还有我国东部部分油田开采已经进入三次采油阶段，聚合物驱采出水含有大量表面活性剂，这些都使得污水中油的乳化程度加剧，乳化油浓度增加，处理难度进一步加大。处理工艺的单一和采出水水质的进一步恶化使得处理后水质难以达到外排标准和注水水质要求，这已不能完全满足油田发展的需要，已经影响到我国石油工业的长期稳定发展。所以，完全有必要在原有工艺基础上采用深度处理技术使含油质量浓度等指标达到外排和回用标准

二、当前三次采油污水处理技术存在问题

我国油田采油污水处理技术均属于初级处理，并未进行深度处理。仍存在以下几方面问题：整体处理工艺单一。传统的老三套工艺依然占很大比例，深度处理工艺应用缺乏；在回注水和外排水上普遍存在问题。我国低渗透油藏开发比例逐年提高，对注入水水质要求很高，加大了污水处理难度。现有的处理工艺设施出水中石油类、悬浮固体浓度依然较高；采用化学絮凝法所带来的问题。化学絮凝是常采用的方法，需要加入絮凝剂，还有水质调节剂、防腐剂和除垢剂等化学药剂，容易产生二次污染；药剂投加量大，污泥产量高，增加了污泥排放及处理、处置难度；不具备脱盐能力。由于现有处理设施中多数不具有去除污水中大量无机盐的功能，即使其他指标达标，这类污水外排也会引起生态环境的严重污染；对含表面活性剂的分散油和乳化油处理效果差。我国东部部分油田已进入三次采油阶段，采油污水中含有大量表面活性剂，油的乳化程度加剧，为污水处理增加了难度。现有处理设施对于浮油和分散油的去除效果较好，而对含有表面活性剂的分散油和乳化油效果较差，所以采油污水中以分散油（含有表面活性剂）和乳化油形式存在的油类的去除成为难题。

三、三次采油的方法

部分油田污水含表面活性剂。主要存在于我国的三次采油聚合物驱油田。三次采油方法分类三次采油方法很多，根据不同油层开采的特点，目前世界广泛使用的主要有四类，即化学法、气驱、热力和微生物采油。

1.化学法

使用化学方法进行三次采油亦可分为很多类，主要为以下几种：碱驱碱驱油的原理是使用碱与原油中的石油酸发生反应生成表面活性剂，改变油水界面张力，从而达到驱油的目的。碱驱油技术是三次采油中应用较早的方法，但在碱驱油后期含油量很低，油相不连续，油珠被滞留成为碱驱残余油，不易开采，并且使用碱的同时对地层破坏很大。由于其采油缺陷，因些不能形成规模；聚合物驱聚合物驱油技术是一种经济有效的提高原油采收率的方法，其主要驱油剂是聚合物，它通过提高水的波及系数来提高采油采收率。但聚合物溶液通常为假塑性流体，粘度随剪切速率的变化而变化，并且有可能堵塞地层孔道，因此在很多油田聚合物驱油技术并不适用；复合驱油法多种驱油方法的组合是由于各种驱油法，都有各自的优缺点，很难完全满足不同环境下油层的驱油。因此近年来，提出了各种驱油法组合的新型采油技术，有二元复合驱和三元复合驱。其中三元复合驱技术由于引入了廉价的碱替代以往昂贵的表面活性剂，既减少了活性剂的用量，又降低了表面活性剂和聚合物的吸附滞留损耗，大幅度降低油水界面张力，提高波及系数和驱油效率。

2.混相法

混相法是将一种流体注入油层，在一定的温度压力下，通过复杂的相变关系与油藏中的石油形成一个混相区段，混相驱在提高采收率的方法中，具有很大的吸引力，因为它可以使排驱剂所到之处的油百分之百的采出。当这种技术与提高波及系数的技术结合起来时，实际油层的采收率就有可能达到90%以上。

3.热力采油法

一般是通过提供热量、升高油藏温度、降低原油粘度来减小油藏流动阻力。当今使用的热采工艺可根据热量产生的地点分为两类：一类是把热流体从地面通过井筒注人油层，另一类是热量在油层内产生，如火烧油层法：将热流体连续的从一些井注人油层，而从另外一些井产油，热驱法不仅降低流动阻力，而且也提供驱油动力。热力法包括蒸汽驱、火烧油层等。

4.微生物法

微生物提高原油采收率技术可用于提高大油田的原油产量，减缓腐蚀，控制原油含硫，改善地层渗透率，减缓气锥、水锥等。在国内外的一些油田中应用微生物采油技术，起到了一定功效。

四、结语

随着石油工业的不断发展，对采油污水的处理和回用的要求将会日益提高。在原有的初级处理基础上，结合油田实际情况增加深度处理单元可以进一步净化污水，满足油田的发展需要。采油污水深度处理技术中膜技术和高级氧化技术将会有很广阔的研究与应用前景，会取得很好的经济、社会效益。随着人们环保意识的增强，国家“节水减排”政策的号召以及石油工业可持续发展的需要，采油污水处理后回用成为一种必然趋势。但应根据各油区实际工矿及产出水性质特征，优选经济合理、技术可行的回用处理方法及途径。