东北油气田油泥沙现状及处理工艺探讨

摘要：采油生产过程中产生的大量油泥沙是东北油气田的重要污染源之一，对污油泥进行资源化处理，既可满足国家、地方及集团公司的环保要求，有效保护当地的自然环境，也可为企业减少不必要的排污费用，缓解企地矛盾，促进东北油田的可持续发展和保护油区生态环境。

关键词：东北油气田 油泥沙资源化处理保护生态环境

1.油田油泥沙的定义

油泥沙是指在油田开发与生产中，是被原油及其它有机物污染了的泥、砂、水的混合物，其中颗粒粒径≥74μm的为油砂，＜74μm的为含油泥沙。

2.油泥沙来源及产生量

东北油气田油泥沙主要来源于以下三个方面：

(1)废液油泥

主要来源于压裂、酸化等措施所产生的油泥，该类油泥的组份复杂，含有多种化学药剂，处理难度大，目前每年回收该类废液处理后产生的废液油泥量为1560m3。

(2)落地油泥

落地油泥主要是由于修井作业、管线穿孔和井喷等突然事故导致原油落地所产生的，落地油泥的清理、收集方式对油泥含油量影响很大，其含油量波动很大，其组份比较复杂而不稳定，除含原油、泥沙外，通常还会含有杂草等机杂，主要呈固态状。

目前每年产生落地油泥总量约1400m3，其中管线穿孔等突发事故产生的落地油泥总量约800m3，修井作业产生落地油泥总量约600m3。

(3)集输系统油泥

主要来源于集输系统大罐排泥和清罐，其组份比较稳定，主要半固态状，大罐排泥工艺和清罐方式对油泥中的含油量影响很大，通常是间断性产生，产生后需及时进行处理。现有各类大罐18座，年平均产生油泥量约1200m3（每四年清罐一次，每次清罐产生的油泥量约为罐容积的6%）。

(4)污水处理系统油泥

含油污水处理站产生的油泥主要来源于含油污水处理设施去除悬浮物所产生的，以及部分无法回收处理的含油浮渣，该类油泥量约为800m3。

根据统计资料，目前年产生污油泥总量约为4960m3（见表1），根据东北公司“十二五”开发规划，每年污油泥产生量将会按3%的速度递增。

表1东北油气田污油泥统计表

3. 油泥沙特性分析

分析不同来源的油泥沙组分（见表2），其含油量和泥沙颗粒粒径各有不同，平均含油量21.27%；从各油田原油物性来看(见表3)，主要属于轻质原油。

表2 油泥沙组份分析

固体油泥沙成分分析（重量比平均%）

表3 原油物性

4.油泥沙处理工艺探讨

目前油泥沙常用的处理方法：焚烧法、热化学洗涤法、萃取法、离心分离法等，主要处理技术简述如下：

4.1焚烧法

焚烧法是处理危险固体废弃物常用的技术之一，我国绝大多数炼油厂都建有污泥焚烧装置，采用焚烧处理最多的废物是污水处理场含油污泥，像长岭石油化工厂采用的顺流式回转焚烧炉，燕山石化公司炼油厂采用的流化床焚烧炉，在处理含油污泥方面都取得了良好的效果。目前国内焚烧炉类型主要有：方箱式、固定床式、流化床式、耙式炉或回转窑等炉型。

污泥焚烧前一般都需要经过脱水浓缩预处理和干燥等工艺，然后才将形成的泥饼送至专门焚烧炉进行焚烧，焚烧过程需加助燃剂，焚烧温度800℃～850℃，经30min焚烧却可完毕，灰渣可再进一步利用。

4.2热化学洗涤法

热化学洗涤法又称热脱附法，是将油泥沙加水稀释后在加热和加入一定量化学药剂的条件下，使油从固相表面脱附并聚集分离的污泥除油方法，在含油量较高、乳化较轻的落地原油和油砂的原油回收处理中应用较多；国内目前主要用于含油土壤的处理。采用化学热洗可将油泥中的油、水、泥三相分离，回收其大部分油品，实现资源化。

4.3萃取法

萃取法是利用“相似相溶”原理，选择一种合适的有机溶剂作萃取剂，将油泥沙中的原油回收利用的方法。其技术路线为：油泥沙加热匀化溶剂萃取油分离。

国外以回收油加热萃取法应用较多，其主要过程为：在适当搅拌作用下，向油泥沙中加入一种轻质油作为加热介质及萃取剂，或将油泥中得到的回收油作为加热介质及萃取剂重复使用，萃取采用超临界萃取工艺，最后通过减压蒸馏将油与萃取剂分离。也有以三氯化碳等为萃取剂的方法，萃取条件为：在温度320℃～480℃、压力0.2MPa下进行水蒸汽蒸馏。

在建的塔里木油田污油泥无害化处理工程主工艺采用间歇式三级混合洗涤工艺流程（热洗＋萃取法），采用物理或化学方法将污油泥中的油和砂萃取分离出来，即可将污油泥中的油回收利用，又使污油中的泥土得到了还原，达到《农用污泥中污染物控制指标》（GB4284-84）中的矿物油含量要求(≤3000mg/kg)。设计处理规模100t/d，目前已完成主体施工，其工艺流程为见图1。

图1塔里木油田污油泥无害化处理工程主工艺流程示意图

4.4离心分离法

离心分离法是在离心力的作用下，利用密度差实现两种或多种物流分离的一种物理方法。该法能回收部分原油，可产生一定的效益，抵扣运行成本。污油泥的分离处理过程通常包括固液分离、油水分离、油回收和废渣利用等。为了获得理想的分离效果，分离过程通常采取物理化学相结合的模式。目前已研究出多种物理化学处理方法和处理设备，有些技术和成套处理设备已在实际应用中。

4.5固化处理法

固化处理是通过物理化学方法将油泥沙固化或包容在惰性固化基材中的一种无害化处理过程，这种处理方法能很大程度地减少油泥沙中有害离子和有机物对土壤的侵蚀和沥滤，从而减少对环境的影响和危害。固化方法是一种较为理想的有害物质无害化、减量化处理方法，环境专家认为，安全土地填埋场最好接受处理经固化处理的含油污泥。对于含油量较低的污泥一般可优先考虑采用固化处理，特别适合于采油污泥及含油NaCl、CaCl2等盐类较高的含油污泥。

4.6焦化法

油泥沙中含有一定数量的矿物油，其组成主要有烷烃、环烷烃、芳香烃、烯烃、胶质及沥青质等。焦化法处理油泥沙是利用高温条件下烃类的热裂解和热缩合反应产生液相油品、不凝气和焦碳产品。

5.技术经济效益分析

油泥沙中含油约20%，原油类有效回收率75%，年回收原油量为913吨（6500m3污油泥），按吨油600元测算，其经济效益54.78万元，项目实施后，油泥沙得到了有效无害化处理，可节约排污费650多万元。合理筛选适合东北油气田油泥沙的特点的处理技术，采用先进、可靠、稳定处理技术，力争达到环境效益、社会效益和经济效益的最佳统一。

6.结论

从目前国内油泥沙处理工程应用情况来看，主要由化学热洗+离心分离工艺和焚烧工艺两大类，其中化学热洗+离心分离工艺处理后的污泥含油量能够达到2%～3%。焚烧处理法优点是污泥经焚烧后，多种有害物几乎全部除去，减少了对环境的危害，废物减容效果好，处理比较安全，缺点是焚烧过程中产生了二次污染，浪费了宝贵资料。

东北油气田的油泥沙产生量大，含油量较高，具有很高的回收价值，如不及时回收处理，将造成严重的环境污染。应借鉴国内外先进的处理方法和工艺，对东北油气田的油泥沙进行分类收集、分类处理。东北油气田油泥沙处理不仅有可观的经济效益，而且会对社会产生较大的环境效益。

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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。