油田污水处理中化学药剂的应用研究

一、前言

石油在开采的过程中, 油田产生污水的途径主要有油田的采出水、钻井污水与其它含油类的污水等, 其成分较为复杂, 一般都会混有石油的相关破乳剂、盐、酚、硫以及其他重金属污染物等, 其对环境的污染较为严重, 另外污水中的油分含量和油在水中的存在形式也有着巨大的差异性, 在正常的生产活动中也会出现不同途径废水互相混合现象。目前, 我国在油田污水的处理工作中, 较为成熟的技术主要有重力分离、浮选、过滤、粗粒化与生物等方法。而油田化学剂则在石油工业的相关领域上, 在化学化工产品或者天然化学物质得到广泛的使用。下面对化学试剂在油田污水的实际运用与污水的未来发展趋势进行粗浅的说明。

二、化学试剂在油田污水处理中的应用

石油企业在油田污水的处理上, 都是从油田的实际需要出发, 在经过多种方式的优选研究后进行选择。油田污水的危害, 主要体现在管线与相关设备的被腐蚀、出现结垢与对可用油层的污染等方面, 目前针对以上的问题, 较为成熟的化学处理剂主要有杀菌剂、阻垢剂、缓蚀剂、絮凝剂以及除硫剂等等。

1、杀菌剂、缓蚀剂等化学试剂的应用

油田污水一般都会夹杂着大量的细菌, 而细菌的生命活动中, 新陈代谢所产生的有机物质对油田的正常生产具有较大的影响和危害。目前常见到的细菌主要有硫酸盐还原菌 (SRB) 、腐生菌 (TGB) 以及铁细菌等。其中硫酸盐还原菌主要聚集在污水管线的滞留点、污水管壁、罐底及过滤器的滤料上, 而其具有严重的腐蚀作用。腐生菌的繁殖能力较强, 其繁殖后的细菌体形似粘泥, 大到肉眼都可以观察到, 因此会堵塞注水管线、水处理设备以及地层等。而铁细菌的沉淀物则会产生大量的棕色黏泥, 造成机械设备和管道出现点蚀与锈瘤。与此同时, 油田在开发的中后期, 相关的物理作用与化学反应会产生许多的H2S、CO2以及Clˉ等腐蚀性物质, 当这些物质与孔隙中的水进行溶解后, 将会产生酸性的流体, 进而可能对井下的金属管柱进行腐蚀。

杀菌剂, 一般可以分为氧化型与非氧化型, 其相关差异性主要表现在使用的功能与组成上。其中氧化性杀菌剂的杀菌力较强、在应用方面较为广泛。如氯气, 次氯酸钠, 溴类, 臭氧以及过氧化氢等, 但是其药效维持时间短, 稳定性不够、需要量大, 最为容易使环境受到污染, 因此在油田污水的处理上较少使用。而非氧化性杀菌剂在油田污水处理中应用较为广泛, 其又可分为离子型与非离子型两种。非离子型杀菌剂主要是靠渗透到细菌体内或者在水中水解后与细菌的某些组分形成络合物沉淀来达到杀灭或抑制细菌的目的, 主要有:醛类, 如甲醛、戊二醛、氯代酚类及其衍生物。离子型杀菌剂又可分为阳离子型杀菌剂、两性离子杀菌剂和阴离子型杀菌剂, 季铵盐精确类是最广谱有效的阳离子杀菌剂之一、另外还有1227防藻类、有机胺类。两性杀菌使用范围比较广泛, 阴离子类使用较少。

缓蚀剂, 依据主要化学成分来划分, 可以分为无机与有机两种, 对于适用性较强的缓蚀剂来说, 其可以对金属的腐蚀进行有效的控制。无机缓蚀剂在种类上与有机缓蚀剂相比则较少, 并且只有在高浓度下才能发挥效用, 其中的铬酸盐缓蚀剂因缓蚀效果较为突出, 曾在以前的一段时期内被广泛的使用过, 但是随着我国政府在环境保护方面提高加了管理力度, 铬酸盐缓蚀剂将逐步淡出市场。有机缓蚀剂主要有咪唑啉类缓蚀剂、铵盐和季胺盐类缓蚀剂、多功能型有机缓蚀剂、低毒高效型有机缓蚀剂、低聚或缩聚型缓蚀剂以及杂环型缓蚀剂等。

2、絮凝、阻垢等化学试剂的应用

在油田所产生的污水中, 一部分的天然的机械杂质与化学添加剂等会导致管线被腐蚀与堵塞, 如果对外排放就会造成环境的污染。而目前, 利用化学絮凝法对油田污水的天然杂质与化学添加剂进行处理已经较为广泛, 经常性的作为预处理技术与气浮法相互配合使用。

絮凝剂, 就是用于防止以上两种问题而使用到的一种油田化学剂。目前较为常见的絮凝剂, 主要有无机絮凝剂、有机絮凝剂以及复合絮凝剂等三种。其中, 有机高分子絮凝剂在使用上, 具有需要量少、处理速度快、产出污泥量较少等优势, 其在油田污水处理中已经占据重要的位置。

结垢一般是指具有反常溶解度的难溶或微溶盐类物质在储层、管线及设备中形成密实的垢。油气田进入中后期开发后, 普遍采用回注污水的采油工艺, 在生产过程中, 由于压力、温度等条件的变化以及水的热力学不稳定性和化学不相容性, 往往会造成地面注水管线、注水井筒、地层的结垢。目前油田污水的结垢控制技术主要有下面几种:避免不相容的水混合、控制水的p H值、从水中除去成垢离子、控制物理条件、使用防垢剂、磁防垢技术。其中最常用的方法是在水中加入少量的防垢剂进行化学防垢, 防垢机理是通过螯合、晶体畸变、分散等多种作用将成垢离子、垢粒稳定保持在水中, 达到阻止结垢的作用。近年来, 利用化学阻垢剂来对结垢进行有效的抑制已经较为成熟, 同时伴随着我国化学阻垢技术的不断发展, 化学阻垢剂在未来将会从无机变换成有机聚合物以及从含磷到无磷化发展。

结论:

综上所述, 利用化学剂对油田污水进行处理的方式主要有杀菌、缓蚀、絮凝、阻垢与除硫等, 其在应用上要根据不同采油污水处理流程以及对注水、外排污水的要求进行选用。但对化学试剂的选用一定要根据国际、国内、地方政府的环保要求及相关标准要求进行, 避免二次污染的出现。

摘要：在油田生产过程中, 产生的污水中含有大量有毒有害的化学物质, 石油企业一旦对油田污水处理不当, 被排放污水和回注的土地与周围环境就会受到严重影响, 极大地破坏生态环境, 因此, 做好油田污水处理工作意义重大。本文将对化学药剂在油田污水处理中的应用进行研究, 以期能为我国石油企业在油田污水处理方面提供一份参考资料。

关键词：油田,污水,化学药剂,应用研究