油田反冲洗回收水处理方法研究

油田反冲洗回收水处理方法研究

高龙龙

大庆油田水务公司  黑龙江 大庆  163000

摘要：为解决当前油田反冲洗回收水悬浮固体含量以及含油量高的问题，研究人员需要针对油田常用续凝药剂以及使用条件进行严格控制。通过不断创新与优化完善，保障油田反冲洗回收水处理效果达到预期。针对于此，本文通过试验研究以及分析，优选油田常用絮凝药剂以及使用条件。结果表明，聚合硫酸铝铁在特定条件下所表现出的处理效果最为突出，经过一系列处理之后，反冲洗回收水中的悬浮固体含量以及残余油含量大幅度下降，基本上可以满足外排标准。

关键词：油田；反冲洗回收水；处理方法；研究；

引言：近些年来，伴随石油勘探开发进程的提速加快，我国油田采出水量也不断增加。结合实际情况来看，因地质条件与采油工艺存在较大区别，所以不同油田采出水的成分也存在明显差异。如何高效且正确处理废水问题，始终是油田企业予以高度关注的疑难问题。究其原因，主要是因为部分采油厂反冲洗回收水水质相对较差，在处理过程中可能会对过滤工艺造成恶化影响。严重时，不仅会对外输水以及沿程水质带来恶化影响，同时也会对注水循环开发效益带来严重损失。为及时解决这一问题，研究人员需要针对高效处理药剂的应用问题以及反应条件进行深度研究与分析。通过充分掌握高效絮凝药剂的絮凝机理以及优化处理，以达到最佳处理效果。

1 试验部分

1.1试验材料

    试验所用的反冲洗回收水取自某油田，水样整体外观呈现出暗黑色特点，其上面漂浮明显的黑色油滴，同时黑色油滴内部含有较为突出的固体颗粒。在试剂的选择应用上，主要以聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝、HPAM、聚合硫酸铁、硫酸铝铁为主。所用到的主要仪器设备包括粒度电位仪、电子天平、磁力搅拌器等[1]。

1.2反冲洗回收水水质基本性质

反冲洗回收水水质基本性质主要表现如下：

悬浮固体含量127.5mg/L、粒径中值3.5μm、残油残余油含量108.2mg/L、矿化度27483.59mg/L、Zeta电位-22.15mV。

2 不同药剂对反冲洗回收水中悬浮固体的影响分析

为研究不同絮凝药剂含量对反冲洗回收水中悬浮固体的具体影响，在试验操作过程中，取反冲水回收水500ml放置于量筒当中。操作完成之后，试验人员需要在不同量筒中添加上述试剂类型。期间，应严格控制搅拌速度、搅拌时间以及水浴温度，分别为200r/min、5min、60℃。沉降4h后，重点观察不同絮凝药剂种类对悬浮固体所产生的变化影响。经过一系列处理以及对比分析之后，可以明确发现聚合硫酸铝铁在悬浮固体去除效率方面表现最优秀，可高达85%，将SS含量降至18.1mg/L。

其中，为排除不同药剂对于不同废水的处理效果以及使用条件存在差异的因素影响，可对聚合硫酸铝铁优化体系进行健全完善。经过一系列处理之后，当沉降时间增加到3h之后，SS含量基本上可以满足回注标准。因此，出于经济效益以及沉降效果的考虑，可以将沉降时间确定为3h。结合试验结果分析来看，试验分析之前反冲洗回收水原有SS高达127.5mg/L、含油量 108.2mg/L，自加入20mg/L的聚合硫酸铝铁之后，通过严格控制搅拌速度搅拌时间以及水浴温度，沉降3h后，反冲洗回收水中悬浮固体含量已经下降到4.5 mg/L。同时，经一系列处理后的含油量可达到10.0mg/L，基本上可以符合外排标准[2]。

3 油田反冲洗回收水处理方法的药剂机理分析

3.1 絮凝药剂浓度对Zeta电位的影响

以硫酸铝铁药剂为研究对象，在恒温50℃的条件下，将硫酸铝铁药剂搅拌速度控制为400r/min，搅拌时间控制为5min，沉降时间控制为3h，观察Zeta电位变化情况。结合试验分析来看，聚合硫酸铝铁在一定程度上可以增强整个体系的稳定性。且伴随聚合硫酸铝铁使用浓度的不断增加，体系中的Zeta电位逐渐降低，整体稳定性逐渐变差，很容易产生沉淀问题。

当体系中加入20mg/L聚合硫酸铝铁时，体系从不稳定状态逐渐趋向于稳定状态，并且会保持一个相对最佳的状态，此时所表现出的絮凝效果相对良好。如果数值明显小于最佳值，那么微粒表面电位降低效果将会大打折扣，絮凝效果也会相对变差。由此不难看出，处于最佳状态的和硫酸铝铁浓度可以对整体絮凝效果产生正向影响。

3.2 絮凝药剂浓度对粒径中值的影响

与上述反应条件相同，观察聚合硫酸铝铁絮凝剂对SS粒径大小所产生的变化影响。受到重力沉降的因素影响，超过3μm的固体颗粒在短时间内可以得到沉降。相反，固体颗粒难以沉降，并且会以悬浮状态漂浮在反冲回收水表面。加入聚合硫酸铝铁之后，受到该絮凝药剂絮凝优势的影响，溶液中的胶体颗粒双电层被明显压缩，且静电斥力明显减小。

此时，当聚合硫酸铝铁为20mg/L条件时，固体颗粒基本上能够与絮凝剂发生反应，并产生絮凝沉淀现象。经过沉降分离处理之后，可以有效去除絮凝颗粒。然而需要注意的是，当絮凝剂添加到30mg/L标准时，所产生的竞争吸附现象越来越明显。主要表现为絮凝剂链一端吸附固体颗粒之后，另一端会继续吸附另一颗。此时，絮凝剂所表现出的架桥作用越来越突出，促使水中粒径中值明显增加

[3]。

3.3 絮凝机理分析

结合上述研究分析内容，不难看出，当絮凝分子吸附到絮体表面时，絮凝分子可以顶替吸附附着于油滴表面的活性剂物质。此时，油水界面张力会大幅度下降，悬浮固体/油和水界面膜强度也会大幅度减弱。经过一系列反应之后，SS和油滴稳定性会明显下降。同时，絮凝剂还可以对SS/油滴表面的负电荷进行中和处理，目的在于通过不断降低SS/油滴间的静电斥力，确保SS与油滴之间可以形成聚并体系。在此过程中，絮凝剂可以通过电中和、吸附桥接等方式，对SS与油滴进行聚集处理。

形成聚集体之后，受到絮凝剂综合作用影响，SS与油滴界面膜会发生破裂问题。经过一系列处理之后，基本上可以满足最终的分离目的，如实现SS和油与水的分离目的。客观来讲，整个絮凝过程可以理解为“架桥、网捕”等过程，在絮凝反应过程中，主要发生了水解反应、聚集反应。如铝离子与铁离子经过水解反应之后，生成氢氧化铝与氢氧化铁。聚集在水中悬浮微粒周围，构建架桥反应体系。期间，水解速度越快，聚集数量以及絮凝效果就越好。

结论：总而言之，油田反冲洗水处理方法需要经过试验分析之后，才能够确定最佳的絮凝药剂以及使用条件。结合本文的研究与分析来看，当所使用的聚合硫酸铝铁满足质量规格20mg/L、搅拌速度400r/min、搅拌时间5min以及水浴温度50℃的条件时，经过3h沉降处理之后，基本上可以满足外排标准。同时处于该反应条件下的聚合硫酸铝铁絮凝剂可以通过电中和以及吸附桥接等一系列作用，针对反冲洗回收水中的SS以及小油滴进行去除处理，以达到良好的絮凝吸附效果。由此不难看出，正确使用聚合硫酸铝铁基本上可以满足油田反冲洗回收水处理工艺要求，所表现出的可行性价值较强。针对于此，建议在今后的油田反冲洗回收水处理环节中，相关人员可通过适量使用聚合硫酸铝铁去除污染物质，达到外排标准效果。

参考文献：

[1]金鑫.油田联合站污水处理工艺及优化[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(21):165-166.

[2]王畔.油田污水处理站滤罐反冲洗参数的控制[J].化学工程与装备,2021(08):249-250.

[3]李远朋,曲鹏,侯丽娜,陈涛,孙涛涛.油田采出水一体化处理工艺在新疆油田的应用[J].工业水处理,2021,41(07):144-147.

作者简介：高龙龙，性别：男，民族：汗，籍贯：河北省廊坊市，出生年月：19880305，

文化程度：本科，现有职称：助理工程师，研究方向：水处理.