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纤维球滤料-油田采油废水回注处理

2020-12-24 13:48:59 益达滤材纤维球 阅读

纤维球滤料是近年来过滤技术的新材料,是过去砂、陶粒、泡沫塑料等滤料的进一步发展。它主要是由纤维丝扎结而成的。用化学纤维丝制成的纤维球滤料与传统的滤料不同,是可以压缩的软性滤料,空隙率大,占滤料层的93%-95%。在过滤过程中,由于水流经过滤层产生阻力,引起滤料层压缩,其空隙是沿着水流的方向逐渐变小,因而过滤水质好。滤速可达20-85m/h,比砂滤料具有截留量大、滤速高、水头损失小、工作周期长等优点。纤维球滤料的再生,需用气水反冲,再反复使用。

随着开采时间的推移,中国海洋石油的大部分油田相继进入二次开采(即注水开采)阶段,二次开采阶段的到来一方面增大了对注水量的需求,另一方面也大大增加了油田采出水的量,这些废水如果不经过处理就直接排放的话势必会对海洋环境造成极其恶劣的影响。相反,如果这些废水经处理后用于回注,不但满足了日益增大的注水量的需求,还减少了对环境的污染;同时由于油田采油废水中具有与油藏的良好配伍性,将这些污水深度处理之后用于回注对提高油田的采收率具有积极的作用。

采油废水的性质

采油废水是指从地层中随原油一起被开采出来的水,经历了原油处理的大部分流程,因此污水中杂质种类及性质都和油藏的地质条件,注水水质等有很大的关系。这种污水是一种含有固体杂质、液体杂质、溶解气体和溶解盐类等复杂的多相体系。采油废水中的油的存在形式主要有5种:

(1)浮油,其粒经一般大于100μm,以连续相的形式漂浮于水面,形成油膜或油层;

(2)分散油,以微小的油滴悬浮于水中,不稳定,静置一段时间后通常变成浮油,油滴的粒经一般介于10~100μm之间;

(3)乳化油,粒径为0.001~10μm,具有一定的稳定性,单纯用静止沉降法无法去除,是采油废水的主要处理对象。

(4)溶解油,以一种化学方式溶解的微粒分散油,油粒直径小于0.001μm,一般原水中此部分油仅占总含油量的1%以下,在处理过程中也有一定比例的去除,但不作为污水处理的主要对象;

(5)固体附着油,吸附于废水中固体颗粒表面的油,这种油会随着固体颗粒的去除而去除。

含油废水回注处理技术研究新进展

在含油污水回注处理中使用和研究得比较多的技术主要有气浮选技术,离心旋流分离技术,精细过滤技术以及近新发展起来的膜分离技术,这几种技术由于其设备体积小,效率高,作用好,因此得到了广泛的应用和研究。

采出水所用的过滤器有压力式和重力式两种。目前我国油田普遍采用的是压力式,有石英砂过滤器、核桃壳过滤器、双层滤料过滤器、多层滤料过滤器等。尤其是核桃壳过滤器,由于滤料亲油性能好、截污能力大、质地较轻、反冲洗能耗小等优点而得到广泛应用。但是,由于核桃壳滤料粒度小,反冲洗易流失,尤其是其滤料具有亲油性,反洗时必须采用清洗剂,增加了反洗水的处理负担。近年来,随着纤维材料的应用和发展,以纤维材料为滤料发展起来的深床高精度纤维球过滤器,在食品、制药、酿造等工业领域应用较多。其滤料纤维细密,过滤时可以形成上大下小的理想滤料空隙分布,纳污能力大,去除悬浮物的作用高于石英砂、核桃壳滤料,而且反洗时不会出现滤料流失的现象。

赵东风对低渗透油田注水特性进行了研究,结合油田的实际情况,在压力过滤预处理的基础上,采用核桃壳滤料精细过滤技术,开发出一套采油废水处理组合工艺。这一技术在低渗透油田已有应用,先将含油污水经粗粒化罐和压力沉降除油罐初步除油后,进入二级核桃壳过滤器(预滤器),在正常操作条件下,可以滤除95%~98%的悬浮物和90%~95%的未溶解的石油类物质,然后再进入滤芯过滤装置(精滤器),滤芯采用聚丙烯纤维制成。试验证明,经此装置滤掉的小悬浮颗粒粒径为0.5..m,可以满足油田宝北区块低渗透油藏的注水要求,采油废水的回注率可以控制在98%。张伟针对油田进入高含水开发后期,油田深度污水处理难度日益增加的问题,引进改性纤维球滤料,通过试验,优化深度污水处理站的过滤组合,选用“一级石英砂单向过滤、二级改性纤维球过滤”组合工艺,使滤后水含油≤5.0mg/L、悬浮物含量≤5.0mg/L,减少了占地面积,并节省了投资。涠洲12-1A平台采用改性纤维过滤器取代已经老化废弃的核桃壳过滤器对经水力旋流分离器处理后的污水进行处理,进口含油30mg/L,出口含油小于5mg/L,达到了回注的水质要求。