油田污水處理要求,環(huán)境工程碩士論文

油田污水處理要求,環(huán)境工程碩士論文本篇論文目錄導(dǎo)航：【題目】【第一章】【第二章】油田污水處理要求【第三章】【4.1.1-4.1.2】【4.1.34.2】【結(jié)論/以下為參考文獻(xiàn)】第二章油田污水處理要求隨著地下原油的不斷開采，地層壓力不斷下降，為保證地層壓力，提高原油采收率，需要采用人工注水的方式來進(jìn)行石油開采。這就導(dǎo)致原油含水量不斷提高，進(jìn)而導(dǎo)致原油生產(chǎn)處理后產(chǎn)生的含油污水總量急劇攀升。本章的主要內(nèi)容就是通過對油田污水的水質(zhì)特點進(jìn)行分析，總結(jié)油田污水對環(huán)境的宏大危害，結(jié)合國家及行業(yè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，得出油田污水處理的基本要求。2.1油田污水的特征及危害2.1.1油田污水的特征油田污水成分極為復(fù)雜，及含有原油成分，還在地層中溶解了大量的無機鹽類，并有大量的懸浮固體雜質(zhì)，還有在原油處理經(jīng)過中所投加的破乳劑、絮凝劑和殺菌劑等化學(xué)藥劑。而且，由于采出水中含有大量無機物，特別適宜細(xì)菌生長，油田污水中通常會含有極多的細(xì)菌。由此可知，油田污水能夠視為水、少量原油、懸浮固體、細(xì)菌、無機物以及油田集輸場站在原油生產(chǎn)經(jīng)過中所投加的各類化學(xué)藥劑的混合體。根據(jù)大量的水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)可知，油田污水主要特征有：細(xì)菌含量大，油田污水具有特別適宜細(xì)菌生長的環(huán)境，還富含各種豐富的有機物，細(xì)菌危害極大，會導(dǎo)致管線腐蝕及結(jié)垢，污染環(huán)境，對安全生產(chǎn)造成極大威脅；機物含量高，油田污水中有多種有機物，如揮發(fā)酚等；礦化度高，油田污水中含有大量的三價鐵離子、二價鈣離子、二價鎂離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子、碳酸根離子等離子，濃度最高每升可達(dá)幾十萬毫克，這大大促進(jìn)了電化學(xué)反響，加快了管道的腐蝕。由于各油田地質(zhì)條件不同，原油組成成分不同，各油田原油處理工藝差異極大，加之各油田地質(zhì)條件決定的所需注水水質(zhì)不同等多方面原因，各個油田的油田污水水質(zhì)差異不同極大。2.1.2油田污水對環(huán)境的危害假如不對油田污水進(jìn)行有效處理而直接回注入地層，不僅不利于下一步的石油開采，還會對生產(chǎn)設(shè)施造成嚴(yán)重危害，甚至毀壞地層構(gòu)造：1.油田污水富含各類離子，導(dǎo)致電化學(xué)活動活潑踴躍，加速了污水對各類管道的腐蝕，同時各類離子的高度聚集導(dǎo)致結(jié)垢現(xiàn)象加強，極易引起油管及注水管道的堵塞。2.油田污水中含有大量的硫化物，假如不進(jìn)行有效處理，硫化物在水中會由于化學(xué)反響逐步生成弱酸，導(dǎo)致水的腐蝕性大大加強，對高壓運行的注水系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重的安全隱患，如若發(fā)生事故必然導(dǎo)致油田生產(chǎn)活動的停止。3.當(dāng)使用河水、海水、江湖水等地表水與地層水混合進(jìn)行注水采油時，由于這幾種水都含有不同濃度的機械雜質(zhì)，當(dāng)機械雜質(zhì)與地層水中的石油成分十分是乳化油接觸時，就回互相吸附結(jié)合構(gòu)成乳化塊進(jìn)而堵塞地層。同時假如回注水中含油份較多，還會誘發(fā)微生物大量繁衍，產(chǎn)生大量生物粘泥堵塞地層。因而在污水回注之前，必須對回注水進(jìn)行處理，除去污水中的石油成分。2.2回注水的水質(zhì)要求2.2.1注入水質(zhì)的基本要求假如將不符合要求的水回注地層，將會降低地層的通透能力，嚴(yán)重的甚至能導(dǎo)致地層堵塞，使油田注水作業(yè)不能正常進(jìn)行，繼續(xù)進(jìn)行油田生產(chǎn)就會使得地下油層開采過度而得不到回注水補充，大大降低油田采收率。另外未經(jīng)處理的水注入地層下還會導(dǎo)致管線、設(shè)備腐蝕、結(jié)垢，嚴(yán)重威脅到生產(chǎn)設(shè)施的運行安全。因此，針對油田注入水水質(zhì)必須到達(dá)四點要求：1、懸浮固體顆粒直徑中值必須知足國標(biāo)SY/T5329中對不同浸透能力油藏注入水中懸浮固體顆粒直徑的要求。假如懸浮固體粒徑過大，超過了油藏孔隙構(gòu)造喉道的尺寸，將會堵塞地層，因此對于低浸透及超低浸透油藏的回注水處理，必須在回注前進(jìn)行精細(xì)過濾處理。2、溶于水的酸性物質(zhì)是造成腐蝕加快的根本源頭，當(dāng)二氧化碳、硫化氫這類可溶于水的酸性氣體在注入水中含量過高時，水顯示為明顯的酸性，這必將加快腐蝕的速度和規(guī)模。因而必須控制這類氣體在水中的含量，這有助于控制管道腐蝕的速度，延長生產(chǎn)設(shè)施的壽命，保衛(wèi)地層不受腐蝕產(chǎn)物的危害。3、必須控制回注水中原油成分的含量。當(dāng)前油田注入水均為含油污水，原油在污水中呈細(xì)小微粒，當(dāng)回注水中原油顆粒含量過高時，由于原油顆粒的吸附性，會跟周圍的原油成分和懸浮固體聚合成為大顆粒，進(jìn)而堵塞地層，降低油層的浸透性，繼而危害石油開采。4、必須嚴(yán)格控制回注水中細(xì)菌的含量。當(dāng)回注水中細(xì)菌含量過高時，會產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象，堵塞管道。華而不實對油田注水危害最大的兩種細(xì)菌分別為硫酸鹽復(fù)原菌和鐵細(xì)菌。硫酸鹽復(fù)原菌是一種厭氧條件下以有機物為營養(yǎng)的細(xì)菌，它能夠?qū)⒘蚧镛D(zhuǎn)化為硫化氫。在水體酸堿值為7.1-7.6,水溫在20至50攝氏度之間時是硫酸鹽復(fù)原菌的最適宜生成環(huán)境。當(dāng)硫酸鹽復(fù)原菌含量過高時，其轉(zhuǎn)化生成的硫化氫會溶入水中，使水體呈現(xiàn)為酸性，這會加速注水管線的腐蝕。而危害最大的是硫化氫與水中的鐵離子結(jié)合生成硫化鐵絮狀物及大量粘液，加劇結(jié)垢的發(fā)生，嚴(yán)重的影響注水管道的安全。鐵細(xì)菌并不是一種細(xì)菌，而是一類細(xì)菌的總稱。此類細(xì)菌能夠催化氧化鐵中的二價鐵成為高價鐵，并且利用鐵的氧化反響釋放的能量來維持其生長繁衍，并且與氧化鐵反響生成大量的氫氧化鐵。鐵細(xì)菌在生長經(jīng)過中生成粘性物質(zhì)，經(jīng)過不斷的吸附作用構(gòu)成大團(tuán)堵塞物。鐵細(xì)菌的生長同時會造成電位差加速管道腐蝕，同時還能構(gòu)成局部厭氧區(qū)促進(jìn)硫酸鹽復(fù)原菌的生長，而硫酸鹽復(fù)原菌的生長又為鐵細(xì)菌提供了適宜其生長的酸性環(huán)境及高價鐵。兩種細(xì)菌能夠互相依存相互提供適宜生長的條件，加劇了對油田設(shè)施的損害，所以必須嚴(yán)格控制注入水中的這兩種細(xì)菌的含量。2.2.2注入水質(zhì)的指標(biāo)體系水質(zhì)的指標(biāo)體系主要有溶解氣、生物類、礦物質(zhì)、綜合類及其他五類。1、溶解在水中的氧氣、二氧化碳及硫化氫等氣體統(tǒng)稱為溶解氣，單位為mg/L.2、生物類指的是注入水中細(xì)菌的種類及該種菌的含量，單位統(tǒng)一為：個/mL.3、礦物類指的是注入水中的三價鐵離子、二價鈣離子、二價鎂離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子、碳酸根離子。4、綜合類指標(biāo)主要有懸浮固體含量與顆粒直徑等指標(biāo)。①懸浮固體含量就是指單位體積內(nèi)含有的固體物質(zhì)的質(zhì)量，在SY/T5329中推薦了膜過濾稱重法，利用過濾膜將單位體積的水過濾，然后除去膜上殘留物中的有機物，剩余物質(zhì)烘干稱重即為懸浮固體含量。②懸浮固體顆粒直徑可根據(jù)SY/T5329推薦的計算方式方法進(jìn)行計算。5、和腐蝕及結(jié)垢有關(guān)的指標(biāo)還有下面三個：①pH值：由于結(jié)垢主要為碳酸鹽等堿性類，當(dāng)PH值降低時水體為酸性，構(gòu)造趨勢放緩，當(dāng)PH值升高時水體呈堿性，有利于鹽類析出，結(jié)垢趨勢加強。②溫度：水溫也影響著結(jié)垢趨勢，當(dāng)水溫高時礦物質(zhì)在水中的溶解度降低，而氣體在水體中的溶解度也降低，結(jié)垢趨勢加強。當(dāng)溫度低是恰好與之相反，結(jié)垢趨勢減緩。③含油：當(dāng)水體含油量較高時，微小油珠不斷吸附懸浮固體及周圍油珠，構(gòu)成較大懸浮物，加快了結(jié)垢趨勢，反之在含油量較低時結(jié)垢趨勢放緩。2.2.3回注水水質(zhì)要求回注水主要指的是油層采出水，另外可能還混有地下水、地表水等混合水?；刈⑺纫紤]水質(zhì)不能對地層及生產(chǎn)設(shè)施造成毀壞，還要考慮其經(jīng)濟(jì)性。假如對回注水水質(zhì)要求過高，則必須采用更新更多的新技術(shù)，無疑會增加含油污水處理的成本。而對回注水水質(zhì)要求過低，則會對油田的開采運行產(chǎn)生安全隱患。因此在實際生產(chǎn)運行中，要綜合考慮各方面因