① 石油壓裂廢水處理的方法及其特徵
壓裂作業是低滲透油田普遍採用的增產措施,在壓裂過程中會產生一定量的油井壓裂廢水。油井壓裂廢水成分復雜,具有高COD、高濁度,高總溶解性固體含量(TDS)的特點。該類廢水對環境和人類健康的影響已經越來越引起人們的普遍關注,因此如何有效的處理此類廢水已經成為油氣田企業亟待解決的重要問題。目前常用的絮凝劑如聚合氯化鋁鐵(PAFC)、聚合氯化鋁(PAC)等對油井壓裂廢水的處理效果欠佳。聚硅酸金屬鹽類絮凝劑是20世紀90年代中後期在聚硅酸和傳統鋁鹽、鐵鹽絮凝劑的基礎上發展起來的一種新型無機高分子絮凝劑。該絮凝劑綜合了聚硅酸粘結聚集、吸附架橋效能強,鋁鐵鹽電中和能力強,以及鋁鹽絮凝劑絮體大且脫色性能好和鐵鹽絮凝劑絮體密實且沉降速率快等優點,在除濁、脫色、去除有機物和高價金屬離子等方面較同類其他品種有更好的效果,是目前國內外水處理劑領域研究開發的熱點。
本工作研究了聚合硅酸鋁鐵絮凝劑對油井壓裂廢水的處理效果,對於現場應用有一定的指導意義。
1 實驗部分
1.1 材料、試劑和儀器
實驗水樣取自於我國西部某油田油井壓裂廢水,其水質特徵為濁度186.2 NTU,COD 5 236.8mg/L,TDS為7 350.6 mg/L,pH 7.9。
Na2SiO3·5H2O、硫酸(質量分數98%)、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、Na2CO3:均為化學純。PAC:工業品。
DC-506型六聯攪拌機:東莞市興萬電子廠;752型紫外-可見分光光度計:上海光譜儀器有限公司;Model ESJ205-4型電子天平:沈陽龍騰電子稱量儀器廠;pHS-3C型精密pH計:上海雷磁儀器廠;AF-Z1型電熱培養乾燥箱:江蘇省東台市電器廠;XZ-1A-Z型智能濁度儀:上海海恆機電儀表有限公司。
1.2 實驗方法
1.2.1聚合硅酸鋁鐵絮凝劑的制備
(1)取一定量的Na2SiO3·5H2O加入去離子水溶解,用硫酸調節pH,在不同活化溫度下攪拌一定時間使其活化,得到聚硅酸溶液。
(2)在聚硅酸溶液中分別加入一定濃度的Al2(SO4)3溶液和Fe2(SO4)3溶液,攪拌均勻,形成聚合硅酸鋁鐵溶液(n(Al)∶n(Fe)∶n(Si)=5∶2∶1),然後加入一定量的Na2CO3調節其鹼化度為2.0。
1.2.2油井壓裂廢水絮凝處理實驗
取250 mL的油井壓裂廢水,以Na2CO3調節pH後,加入聚合硅酸鋁鐵溶液,在200 r/min的轉速下快速攪拌2 min,接著在50 r/min的轉速下慢速攪拌5 min,靜置沉降30 min,取清液測定其水質指標。
1.3 分析方法
採用快速消解法測定COD109-110;採用重量法測定TDS 210-213。
2 結果與討論
2.1 聚合硅酸鋁鐵絮凝劑制備工藝參數的優化
2.1.1聚硅酸活化pH對廢水濁度去除率的影響
當活化溫度為25 ℃、活化時間為1.5 h時,聚硅酸活化pH對廢水濁度去除率的影響見圖1。由圖1可見:隨著聚硅酸活化pH的增加,濁度去除率減小;低pH條件下制備的活性硅酸具有較好的絮凝效果,當聚硅酸活化pH為1~2時,濁度去除率達到85%左右。因此聚硅酸活化pH應為1~2。
2.1.2活化溫度對廢水濁度去除率的影響
② 如何去除油氣田鑽井廢水中的表面活性劑
如何去除油氣田鑽井廢水中的表面活性劑
1. 鑽井的泥漿體系
要了解鑽井廢水的水質組成,必須清楚鑽井過程中使用的泥漿體系.鑽井的泥漿體系是為了適應各種情況下鑽井工藝的要求,向泥漿中加入不同的泥漿處理添加劑形成的.泥漿處理劑有無機泥漿處理劑、有機泥漿處理劑和表面活性劑.整個泥漿體系主要分兩大類:即水基泥漿和油基泥漿.
泥漿中對環境造成污染的主要污染物有重金屬、各種有機泥漿處理劑和表面活性劑.
2. 鑽井廢水的水質組成
鑽井廢水是在鑽井過程中,由於起、下鑽作業時泥漿的返排流失泥漿循環系統的滲漏沖洗設備油污和清洗平台等環節產生的污水.它由固體、液體和膠體懸浮物組成,屬多級分散體系.
③ 影響油田污水處理的主要因素有哪些
油田的注水開發生產主要產生了兩大問題,一是注入水水源,二是對污水的排放。在生產實踐過程中,人們發現,對油田污水進行回注是開發利用水資源較為正確合理的途徑。污水處理使得水的循環利用率大大提高,除此之外,我國的水資源情況不容樂觀,人均水資源非常少,人口的持續增加以及經濟的不斷發展,水資源短缺的問題已經不斷顯露。所以對油田污水的處理利用是非常重要的。
一、油田污水概況
油田產生的污水的成分較為復雜,除了可溶性鹽類外還有懸浮和乳化的原油、重金屬、固體顆粒以及為了改變出水性質而使用的添加劑殘留等等。
油田污水主要包括鑽井污水、油田采出水以及其他含油污水。注水開采出的原油其中包括大量的注入水,在對原油進行輸送時必須除去這部分水,脫出的污水中含油一定量的原油,此時的污水被稱為油田采出水。
油田開採的時間越長,采水液的含水率越高,所以對污水的處理的工藝研究是非常有意義的。本文主要介紹了當前主要採用的武術處理工藝,以及未來期望的處理污水工藝,具有十分重要的現實意義。
二、油田污水處理工藝淺析
1、物理法
使用物理法處理油田污水,主要是針對污水中的大部分固體懸浮物、礦物質以及油類,一般使用的物理方法主要包括:蒸發、過濾、粗粒化、離心分離、膜分離以及重力分離等。
過濾器主要包括壓力式和重力式兩種,前者在我國的油田的使用較為廣泛。近些年來,纖維材料的發展十分迅速,所以纖維材料為濾料的高精度纖維球過濾器也十分具有發展前景。它的納污能力大且反洗濾料不流失使其發展空間巨大。
離心分離是指廢水在高速旋轉的容器,在離心力場作用下,由於質量不同,所受的離心力也不同,使得顆粒與水分離。使用離心分離法,油集中在中心部位。離心分離設備主要有兩種:離心機以及水力旋流分離器。後者分離效果好,且體積小重量輕,安全可靠。我國目前使用較多的是 Vortoil 水力旋流器,在油田污水處理上取得了不錯的成績。
重力分離是利用油水的比重差進行分離,該方法的效果主要取決於沉澱時間,時間越長,效果越好。仙子阿油田中使用的主要設備有:重力沉降罐、自然沉降除油罐以及隔油池等等。
粗粒化方法主要是用於去除經過前期治理的含油污水中的細小油珠和乳化油。當含油廢水經過裝有粗粒化材料的設備後,油珠粒徑會增加。目前使用較多的粗粒化材料主要有:蛇紋石、陶粒、無煙煤、樹脂以及石英砂等等。
膜分離技術有「21 世紀的水處理技術」的美譽。主要處理技術包括:微濾、超濾、納濾和反滲透等。這些方法都是利用特殊的多孔材料獨有的攔截能力,濾除水中的雜質。尤其是超濾技術,隨著科技的不斷發展已經走出實驗室,得到了實際應用。雖然技術還尚未成熟,也是我們下一步努力的方向。
2、化學法
化學法主要適用於當廢水中的雜質不能單獨用生物或物理法排除時。例如含油廢水中的乳化油。較長使用的化學手段包括:化學轉化法以及混凝沉澱法。
化學轉化法就是將廢水中溶解狀態的物質轉化成毒性較小或者易與水分離狀態的物質。該方法主要包括:電解氧化法、化學氧化法以及光化學催化氧化法三類。
3、物理化學法
該方法主要有兩種手段:氣浮法和吸附法。
氣浮法就是注入微小的空氣氣泡,油粒會粘附這些小氣泡,密度變小而上浮,從水腫分離出來形成浮渣層。浮選劑能夠加強氣浮法的效果,具有架橋吸附以及起泡、破乳作用,是膠體粒子聚集隨氣泡上浮。
吸附法主要是通過使用固體吸附劑去除水中污染物。在油田中吸附水中的油主要是使用親油材料吸附,例如活性炭。但是活性炭的使用成本高且不可再生,所以在使用中受到了一定的限制,先主要用於油污的深度處理。在對吸油劑的研製方面主要有兩個方向:一是大的吸附容量;二是好的親水性。
4、生物法
生物法是通過將復雜的有機物進行分解得到簡單物質而製成的,從而降低水中雜質的毒性,精華廢水。主要分為兩種:好氧生物處理和厭氧生物處理。
油田的開發程度越來越高,在高含水期不管是污水處理量還是污水處理難度都有所增加,污水處理設備的老舊問題十分嚴重。本著「注夠水、注好水」的原則,對油田污水處理系統的升級以及改造是勢在必行的。21實際是科學發展的巔峰,我們在污水處理上也應該跟進時代的步伐,應用高科技新技術,選擇合理的處理方法及工藝,滿足油田開發生產需要,增大投資回報比,提高油田開發的總體技術經濟效益。
另外油田中不僅僅只是採油污水的問題,一些地方由於地層滲透率低等原因已經提高了對注水水質的要求,只能注新鮮水,這些問題都給油田的採油廢水處理提出了新的課題。
參考易凈水網《油田污水處理工藝的探索》http://www.ep360.cn/qita/201609/3568.html
④ 油田污水如何處理
注水是油田開發的一種十分重要的開采方式,是補充地層能量,保持油層能量平衡,維持油田長期高產、穩產的有效方法。注入水的水源主要是地面淡水、地下淺層水及采出原油的同時采出的油層水。為了節約地球上的淡水資源,目前注入油層的水大部分來自從開采原油中脫出的水,習慣上稱之為污水。大體已經佔了全國注水總量的80%。污水未經處理時含有大量的懸浮固體、乳化原油、細菌等有害物質。水注入油層就像飲用水進入人體一樣,如果人喝了未經處理的水,人的身體就會受到傷害,發生各種病變;同樣,油層注入了未經處理的污水,油層也會受到傷害。這種傷害主要體現在大量繁殖的細菌、機械雜質以及鐵的沉澱物堵塞油層等問題上,引起注水壓力上升,注水量下降,影響水驅替原油的效率。因此,必須對注入油層的水進行凈化處理。
由於污水是從油層采出的,所以油田回注污水處理的主要目的是除油和除懸浮物。概括地講可分為兩個階段:1.除油階段。該階段是利用油、水密度差及葯劑的破乳和絮凝作用,將油和水分離開來。2.過濾階段。該階段是利用濾料的吸附、攔截作用,將污水中懸浮固體、油和其他雜質吸附於濾料的表面而不讓其通過濾料層。除油階段要根據含油污水中原油的密度、凝固點等性質的不同而採用相應的處理方法。目前國內外除油階段主要採用的技術方法有:重力式隔油罐技術、壓力沉降除油技術、氣浮選除油技術、水力旋流除油技術等。
1.重力式隔油罐技術,就是靠油水的相對密度差來達到除油的目的。含油污水進入隔油罐後,大的油滴在浮力的作用下自由地上浮,乳化油通過破乳劑(混凝劑)的作用,由小油滴變成大油滴。在一定的停留時間內,絕大部分原油浮升至隔油罐的上部而被除去。其特點是:隔油罐體積大,污水停留時間長。即使來水有流量和水質的突然變化,也不會嚴重影響出水水質。但其佔地面積大,去除乳化油能力差。
2.壓力沉降除油技術是在除油設備中裝填有使油珠聚結的材料,當含油污水經過聚結材料層後,細小油珠變成較大油滴,加快了油的上升速度,從而縮短了污水停留時間,減小了設備體積。其特點是:設備綜合採用了聚結斜板技術,大大提高了除油效率。但其適應來水水量、水質變化能力要比隔油罐差。
3.氣浮選除油技術,是在含油污水中產生大量細微氣泡,使水中顆粒粒徑為0.25~25微米的懸浮油珠及固體顆粒黏附到氣泡上,一起浮到水面,從而達到去除污水中的污油及懸浮固體顆粒的目的。採用氣浮,可大大提高懸浮油珠及固體顆粒浮升速度,縮短處理時間。其特點是處理量大,處理效率高,適應於稠油油田含油污水以及含乳化油高的含油污水。
4.水力旋流除油技術,是利用油水密度差,在液流高速旋轉時,受到不等離心力的作用而實現油水分離。其特點是設備體積小、分離效率高。但其對原油相對密度大於0.9的含油污水適應能力差。過濾階段採用的過濾技術根據濾後水質的要求不同,分為粗過濾、細過濾和精細過濾。根據水質推薦標准,懸浮物固體含量為1.0~5.0毫克/升,顆粒直徑為2.0~5.0微米。過濾的核心技術是濾料的選擇與再生。在油田污水處理中,目前國內外主要採用的濾料有石英砂、無煙煤、陶粒、核桃殼、纖維球、陶瓷膜和有機膜等。濾料的再生方法主要有熱水反沖洗、空氣反吹等。
⑤ 油氣田上,使用的污水緩沖罐的作用和原理是什麼
污水進撬後經緩沖罐頂部進罐,經氣液分離後,污水自罐體底部流出,經藍式過濾器後,用泵打入後續流程。在泵的出口部位採用電磁流量計計量流量。
⑥ 油氣田作業廢水屬於工業廢水嗎
你好
油氣田作業廢水屬於工業廢水
需要用到凈水濾料,與凈水劑,對其進行處理後再排放。
謝謝,望採納
⑦ 什麼是油田污水
鑽井污水成分也十分復雜,主要包括鑽井液、洗井液等。鑽井污水的污染物主回要包括鑽屑、石油、粘答度控制劑(如粘土)、加重劑、粘土穩定劑、腐蝕劑、防腐劑、殺菌劑、潤滑劑、地層親和劑、消泡劑等,鑽井污水中還含有重金屬
⑧ 油氣田的環境監測包括哪些內容,油氣田的污染有哪些特點
一個油氣田,小的只有幾個平方千米(像我國最老的油田之一玉門油田),大的有幾千平方千米(像我國最大的大慶油田),而且集中了許多油氣田的大油氣區(像俄羅斯的西西伯利亞油氣區)往往有上萬平方千米。在這些區域內,每日每時進行的勘探、鑽井、採油、石油天然氣的集輸、石油天然氣煉制加工等作業,隨時都會污染周圍的環境。這樣,就需要考慮:油氣田會產生哪些環境污染?油氣田的環境污染有哪些特點?
首先,油氣田產生的環境污染或要進行監測的內容大體上包括:
(1)各種生產作業過程中的環境問題,例如在勘探過程中進行地震勘測,往往要在作業區進行人工爆炸;在鑽井過程中要破壞地表、排放鑽井液、鑽屑;在對井下地層性質進行測定(測井)時往往要使用有強烈輻射作用的中子源、伽馬源等。這些問題可以歸結為對整個油氣田所進行的全部生產作業過程的監控,即對作業設備所在區域和作業對環境影響的監控。
(2)油氣田在生產過程中氣體(井口和集輸管線泄漏的天然氣等油田伴生氣、石油煉制加工的尾氣等)的排放。
(3)油氣田生產過程中廢水或廢液的排放,主要是井口和管線泄漏油、落地油、採油和洗井的污水、鑽井液等。油氣田廢水和廢液中主要的污染物是含油污染物。
(4)油氣田生產過程中排放的固體污染物,例如鑽井的鑽屑,廢棄的鑽井、採油機械設備,油氣田上各種工廠的固體垃圾等。
(5)油氣田上由於工業生產產生的雜訊污染、放射性污染的平均和瞬時水平。
(6)發生井噴、大量漏油和其他嚴重污染事故的現場認定和處理情況。
油氣田的環境污染的特點首先是污染源分布廣闊、分散,在一個油田上往往有成千上萬口井,每口井都可能是污染源。另外,在油氣田上,有勘探、鑽井、採油、油氣集輸、煉制加工等多種工業過程,這些星羅棋布的作業點也都可能是污染源。
如果與燃煤的火力發電廠的污染物排放的連續性相比,油氣田的污染物排放往往是「隨意」的,例如,鑽井液和污水的排放只是在鑽井作業期間發生;採油污水的排放也是間歇的,即隔一段時間集中排放一次。油氣田的污染物有的是生產過程中正常產生的,如採油污水、煉油裝置的尾氣等。但同時也有大量的污染物排放是由於事故所致,例如,井噴和輸油管線的泄漏。
石油工業是耗水量大的部門,因此廢水、廢液的排放量巨大。像大慶這樣的大油田一年僅在採油作業上就用水十幾億噸;我國的煉油企業平均每加工1噸原油要消耗3.41噸水,每年加工1億多噸原油就要用水3~4億噸。但是,我國石油工業的廢水利用率還是相當高的,大慶油田的採油污水處理後幾乎全部回注入地下。石油化工企業污水回收利用率已經在30%以上,預計2005年能達到60%。
⑨ 油田污水處理有哪些方法
注水是中國油田開發的一種十分重要的開采方式,是補充地層能量,保持油層能量平衡,維持油田長期高產、穩產的有效方法。注入水的水源主要是地面淡水、地下淺層水及采出原油的同時采出的油層水。為了節約地球上的淡水資源,目前注入油層的水大部分來自從原油中脫出的水,習慣上稱之為污水。目前,污水的使用率大體已經佔了注水總量的80%左右。污水未經處理時含有大量的懸浮固體、乳化原油、細菌等有害物質。水注入油層就像飲用水進入人體一樣,如果人喝了未經處理的水,人的身體就會受到傷害,發生各種病變;同樣,油層注入了未經處理的污水,油層也會受到傷害。這種傷害主要體現在大量繁殖的細菌、機械雜質以及鐵的沉澱物堵塞油層,引起注水壓力上升,注水量下降,影響水驅替原油的效率。因此,必須對注入油層的水進行凈化處理。
由於污水是從油層采出的,所以,油田回注污水處理的主要目的是除油和除懸浮物。概括地講污水處理可分為兩個階段,第一段為除油階段。該階段是利用油、水密度差及葯劑的破乳和絮凝作用將油和水分離開來。第二段為過濾階段。該階段是利用濾料的吸附、攔截作用,將污水中的懸浮固體、油和其他雜質吸附於濾料的表面或不讓其通過濾料層。除油階段要根據含油污水中原油的密度、凝固點等性質的不同而採用相應的處理方法。目前,國內外除油階段主要採用的技術方法有重力式隔油罐技術、壓力沉降除油技術、氣浮選除油技術、水力旋流除油技術等。
重力式隔油罐技術就是靠油水的相對密度差來達到除油的目的。含油污水進入隔油罐後,大的油滴在浮力的作用下自由地上浮,乳化油通過破乳劑(混凝劑)的作用由小油滴變成大油滴。在一定的停留時間內,絕大部分原油浮升至隔油罐的上部而被除去。其特點是,隔油罐體積大,污水停留時間長,即使來水有流量和水質的突然變化也不會嚴重影響出水水質。但其佔地面積大,去除乳化油能力差。
壓力沉降除油技術是在除油設備中裝填有使油珠聚結的材料,當含油污水經過聚結材料層後,細小油珠變成較大油滴,加快了油的上升速度,從而縮短了污水停留時間,減小了設備體積。其特點是設備綜合採用了聚結斜板技術,大大提高了除油效率,但其適用於來水水量變化、水質變化的能力要比隔油罐差。
氣浮選除油技術是在含油污水中產生大量細微氣泡,使水中顆粒粒徑為0.25~25微米的懸浮油珠及固體顆粒黏附到氣泡上,一起浮到水面,從而達到去除污水中的污油及懸浮固體顆粒的目的。氣浮可大大提高懸浮油珠及固體顆粒浮升速度,縮短處理時間。其特點是處理量大,處理效率高,適用於稠油油田含油污水以及含乳化油高的含油污水。
水力旋流除油技術是利用油水密度差,在液流高速旋轉時,受到不等離心力的作用而實現油水分離。其特點是設備體積小、分離效率高。但其對原油相對密度大於0.9的含油污水適應能力差。
過濾階段採用的過濾技術根據濾後水質的要求不同分為粗過濾、細過濾和精細過濾。根據水質推薦標准,懸浮物固體含量為1.0~5.0毫克/升,顆粒直徑為2.0~5.0微米。過濾的核心技術是濾料的選擇與再生。在油田污水處理中,目前國內外主要採用的濾料有石英砂、無煙煤、陶粒、核桃殼、纖維球、陶瓷膜和有機膜等。濾料的再生方法主要有熱水反沖洗、空氣反吹等。
污水過濾器
⑩ 石油廢水(油田采氣廢水)如何處理
物質生活逐漸豐富起來,但是人們也逐漸開始關注到周圍的環境,環境污染己成為全球關注的焦點之一。含油廢水處理也是一大難題,這類廢水對整個生態系統都會產生很多不良的影響。因此,含油污水處理問題己成為當今油氣田的環境保護必修課。
通的陸地油田污水主要是在石油的開發過程中,通過鑽井、採油等生產過程會產生大量污水。一般包括有採油污水、鑽井污水、洗井污水等。含油污水中有大量的懸浮物、油類、重金屬等物質。如果任意排放或回注但是不加以污水處理,對土壤和水環境還有動植物的危害極大。
目前含油污水處理工藝有:氣浮處理法、沉降法和微生物處理法。氣浮處理技術是一種高效快速固液分離或液液分離的污水處理技術。氣浮工藝較復雜,必須控制好每個影響因素才可以更好的利用。
氣浮技術
氣浮技術是在待處理的水中通入大量的、高度分散的微氣泡,讓其作為載體與雜質粘附,然後密度小於水就會上浮。最終完成水中固體與固體、固體與液體、液體與液體分離的方法。
2.1氣浮法的分類
溶氣氣浮工藝:水在不同的壓力條件下溶解度不同,向水加壓或者負壓,使氣體在水中產生微氣泡的污水處理工藝。根據氣泡析出於水時的壓力情況不同,又分壓力溶氣氣浮法和溶氣真空氣浮法兩種。
誘導氣浮法:也叫布氣氣浮法,利用機械剪切刀,將混合在水裡的空氣粉碎,通常採用微孔、擴散板或微孔竹向氣浮池通壓縮空氣或採用水泵吸水管吸氣、水力噴射器、心速葉輪等向水中充氣等。
電解氣浮法:在水中設置正負電極,當加上一定電流後,廢水被電解出H2,O2等微小氣泡,將吸附在水中微小的懸浮物上浮去除。
生物氣浮法:利用微生物來產生氣體,與水中的懸浮物充分接觸後,隨氣泡浮到水面,形成浮渣颳去浮渣,達到廢水處理凈化水質。
化學氣浮:利用某些化含物在廢水中會產生氣體的特點除雜,反應生成的氣體在釋放過程中形成微小氣泡,吸附在固體顆粒表面,使固體順粒向浪面浮大,從而使固液分離。
其他浮選法的產氣原理還有很多,其中非常典型的是渦凹氣浮,它使用的是渦凹曝氣機,其工作原理是利用空氣輸送管底部散氣葉輪的高速運轉動作形成一個真空區,液面上的空氣通過曝氣機輸入水中,填補真空,微氣泡隨之產生並螺旋型地上升到水面,空氣中的氧氣也隨之溶入水中。