在低滲透油田注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，含油污水的精細(xì)過(guò)濾處理至關(guān)重要。低滲透油藏由于儲(chǔ)層孔喉細(xì)小，對(duì)水質(zhì)的要求十分嚴(yán)格。根據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5329—94《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》，滲透率低于50md的油藏，其注入水中的固體質(zhì)量濃度應(yīng)不超過(guò)1．0～3．0mg/L，顆粒粒徑中值應(yīng)不超過(guò)1．0～2．0μm，油的質(zhì)量濃度應(yīng)不超過(guò)5．0～8．0mg/L，要達(dá)到以上要求，必須對(duì)來(lái)水進(jìn)行精處理。因此，對(duì)于特低滲透油藏而言，膜分離技術(shù)是注水水質(zhì)處理的關(guān)鍵技術(shù)。  

本文分析了幾種膜分離技術(shù)在國(guó)內(nèi)低滲透油藏中的應(yīng)用概況，通過(guò)分析膜分離處理工藝前、后的油田污水水質(zhì)情況，闡明了膜分離技術(shù)在低滲透油藏精細(xì)水處理中的適用性，并對(duì)精細(xì)處理后的膜過(guò)濾裝置的反洗方法進(jìn)行了研究，為低滲透油藏中的油田污水處理提供了參考依據(jù)。  

1多級(jí)金屬膜精細(xì)處理工藝  

金屬膜過(guò)濾工藝過(guò)濾精度高，反洗再生能力強(qiáng)，處理后的水質(zhì)可以達(dá)到A1級(jí)指標(biāo)的要求，顆粒粒徑中值可達(dá)到2μm。該工藝中，金屬膜過(guò)濾由兩級(jí)組成。第一級(jí)采用5μm金屬膜，死端操作；第二級(jí)采用0．2μm金屬膜，錯(cuò)流操作，濃水回流到一級(jí)過(guò)濾器進(jìn)行再處理，凈化水進(jìn)入注水緩沖罐。第一級(jí)為死端過(guò)濾，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，被截留物在膜表面形成污染層，且不斷加厚，過(guò)濾阻力也隨之增加，在操作壓力不變的情況下，膜通量隨之下降，必須定期清洗。第二級(jí)為錯(cuò)流過(guò)濾，原料液以切線方向流過(guò)膜表面，在壓力作用下粒徑小于膜孔的顆粒和溶劑通過(guò)膜，粒徑大于膜孔的顆粒被截留形成污染層，膜通量可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定在一定的水平。  

該工藝在勝利油田某采油廠使用后，污水處理前、后的水質(zhì)情況如表1所示。

從表1中可以看出，粒徑中值在使用多級(jí)金屬膜過(guò)濾器后都能控制在2μm以下，油濃度能達(dá)到A1級(jí)指標(biāo)的要求。金屬膜過(guò)濾器在低滲透油藏含油污水處理中應(yīng)注重前端預(yù)處理，同時(shí)建議進(jìn)水中懸浮物的質(zhì)量濃度小于10mg/L，油的質(zhì)量濃度小于10mg/L。  

金屬膜工藝處理油田采出水的主要問(wèn)題是膜容易被污染，導(dǎo)致膜通量降低。反洗時(shí)，一級(jí)膜管采用正洗（由內(nèi)部向外沖洗）方式，二級(jí)膜管采用正洗加反洗方式，反洗周期為4~6h，反洗時(shí)間為5min。  

2生化處理-超濾膜精細(xì)處理技術(shù)  

膜處理與生化處理相結(jié)合的工藝技術(shù)是非常有發(fā)展前途的油田污水處理方法之一，其具體工藝流程如圖1所示。該技術(shù)有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：①可以截留粒徑在0．1μm以上的物質(zhì)，包括懸浮顆粒、幾乎所有的細(xì)菌等，污水中懸浮顆粒、細(xì)菌和粒徑中值達(dá)標(biāo)率可大幅度提高；②可以直接破乳污水中的乳化油并使之聚集，從而截留污水中的乳化油和溶解油，使含油達(dá)標(biāo)率進(jìn)一步提高；③減輕由于SRB引起的硫化物濃度上升問(wèn)題，同時(shí)減緩由細(xì)菌和硫化物造成的腐蝕，提高注水開(kāi)發(fā)效果。  

勝利油田孤島采油廠對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。三相來(lái)水經(jīng)沉降罐除油后進(jìn)入冷卻塔冷卻，出水流入微生物反應(yīng)池，利用池中特種菌群降解污水中的有機(jī)物和油類(lèi)等污染物質(zhì)，使得污染物質(zhì)在生化池中轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，再經(jīng)過(guò)有機(jī)管式膜，去除粒徑大于0．22μm的非溶解性固體，使處理后水質(zhì)達(dá)到A1標(biāo)準(zhǔn)，孤島油田采出水處理試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。該工藝適用于處理低滲透油藏中懸浮物的質(zhì)量濃度小于1500mg/L，油的質(zhì)量濃度小于300mg/L的污水。  

膜清洗方法主要有酸洗、堿洗和表面活性劑洗等，酸洗主要去除無(wú)機(jī)污染物；堿洗和表面活性劑清洗主要去除有機(jī)污染物。對(duì)于微生物污染，可用殺菌劑溶液清洗。對(duì)于含油污水，清洗液溫度對(duì)清洗效果的影響十分明顯。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中將3種清洗方案按不同清洗次數(shù)間隔輪換進(jìn)行，循環(huán)清洗45～55min，可以較好地恢復(fù)膜通量。  

3新型陶瓷膜精細(xì)處理工藝  

陶瓷膜是一種無(wú)機(jī)膜組件，是經(jīng)特殊工藝制備而成的呈管狀或多通道狀膜。與有機(jī)膜相比，陶瓷膜具有熱穩(wěn)定性好、剛性及機(jī)械強(qiáng)度大、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗微生物能力強(qiáng)、易清潔、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此可以在處理要求更高、使用場(chǎng)合更為苛刻的環(huán)境中使用，能滿(mǎn)足低滲透油層注水水質(zhì)的要求。江漢油田某注水站采用陶瓷膜處理方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)過(guò)濾試驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。  

從表3中可以看出，經(jīng)陶瓷膜過(guò)濾裝置處理后的采油水，大部分情況下懸浮物的質(zhì)量濃度小于1mg/L，油的質(zhì)量濃度小于1mg/L，達(dá)到了SY/T5329—94中A1標(biāo)準(zhǔn)的要求。該工藝可以在來(lái)水油的質(zhì)量濃度不超過(guò)100mg/L，懸浮物的質(zhì)量濃度不超過(guò)100mg/L的條件下運(yùn)行，出水水質(zhì)能夠達(dá)到A1標(biāo)準(zhǔn)的要求。  

陶瓷膜的清洗采用氫氧化鈉和硝酸溶液交替進(jìn)行，排污清洗周期為48h。每次清洗2～4h，即可恢復(fù)膜通量。陶瓷膜是清洗相對(duì)方便的膜材料，在污水深度處理中的應(yīng)用前景較好。陶瓷膜工藝設(shè)備投資成本大，運(yùn)行費(fèi)用高，如何降低裝置的一次性投資，并且通過(guò)工藝條件的優(yōu)化設(shè)計(jì)和強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程，降低操作成本是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)其大規(guī)模應(yīng)用的首要條件。

4結(jié)語(yǔ)  

隨著膜材料技術(shù)的發(fā)展，各種膜分離技術(shù)的相互配合、膜技術(shù)與常規(guī)水處理技術(shù)聯(lián)用等，成為低滲透、超低滲透油藏開(kāi)發(fā)新型水處理工藝的一個(gè)重要方向，而金屬膜、超濾膜、陶瓷膜等膜分離技術(shù)都具有過(guò)濾精度高、粒徑控制穩(wěn)定、性能易恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種低滲透油藏的污水處理中。由于膜過(guò)濾器對(duì)來(lái)水水質(zhì)要求高，污水一般經(jīng)過(guò)預(yù)處理達(dá)到進(jìn)水水質(zhì)要求時(shí)再經(jīng)膜過(guò)濾器處理后，才可以獲得預(yù)期的處理效果，使得油田采出水達(dá)到嚴(yán)格的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

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