① 石油压裂废水处理的方法及其特征
压裂作业是低渗透油田普遍采用的增产措施,在压裂过程中会产生一定量的油井压裂废水。油井压裂废水成分复杂,具有高COD、高浊度,高总溶解性固体含量(TDS)的特点。该类废水对环境和人类健康的影响已经越来越引起人们的普遍关注,因此如何有效的处理此类废水已经成为油气田企业亟待解决的重要问题。目前常用的絮凝剂如聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合氯化铝(PAC)等对油井压裂废水的处理效果欠佳。聚硅酸金属盐类絮凝剂是20世纪90年代中后期在聚硅酸和传统铝盐、铁盐絮凝剂的基础上发展起来的一种新型无机高分子絮凝剂。该絮凝剂综合了聚硅酸粘结聚集、吸附架桥效能强,铝铁盐电中和能力强,以及铝盐絮凝剂絮体大且脱色性能好和铁盐絮凝剂絮体密实且沉降速率快等优点,在除浊、脱色、去除有机物和高价金属离子等方面较同类其他品种有更好的效果,是目前国内外水处理剂领域研究开发的热点。
本工作研究了聚合硅酸铝铁絮凝剂对油井压裂废水的处理效果,对于现场应用有一定的指导意义。
1 实验部分
1.1 材料、试剂和仪器
实验水样取自于我国西部某油田油井压裂废水,其水质特征为浊度186.2 NTU,COD 5 236.8mg/L,TDS为7 350.6 mg/L,pH 7.9。
Na2SiO3·5H2O、硫酸(质量分数98%)、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、Na2CO3:均为化学纯。PAC:工业品。
DC-506型六联搅拌机:东莞市兴万电子厂;752型紫外-可见分光光度计:上海光谱仪器有限公司;Model ESJ205-4型电子天平:沈阳龙腾电子称量仪器厂;pHS-3C型精密pH计:上海雷磁仪器厂;AF-Z1型电热培养干燥箱:江苏省东台市电器厂;XZ-1A-Z型智能浊度仪:上海海恒机电仪表有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备
(1)取一定量的Na2SiO3·5H2O加入去离子水溶解,用硫酸调节pH,在不同活化温度下搅拌一定时间使其活化,得到聚硅酸溶液。
(2)在聚硅酸溶液中分别加入一定浓度的Al2(SO4)3溶液和Fe2(SO4)3溶液,搅拌均匀,形成聚合硅酸铝铁溶液(n(Al)∶n(Fe)∶n(Si)=5∶2∶1),然后加入一定量的Na2CO3调节其碱化度为2.0。
1.2.2油井压裂废水絮凝处理实验
取250 mL的油井压裂废水,以Na2CO3调节pH后,加入聚合硅酸铝铁溶液,在200 r/min的转速下快速搅拌2 min,接着在50 r/min的转速下慢速搅拌5 min,静置沉降30 min,取清液测定其水质指标。
1.3 分析方法
采用快速消解法测定COD109-110;采用重量法测定TDS 210-213。
2 结果与讨论
2.1 聚合硅酸铝铁絮凝剂制备工艺参数的优化
2.1.1聚硅酸活化pH对废水浊度去除率的影响
当活化温度为25 ℃、活化时间为1.5 h时,聚硅酸活化pH对废水浊度去除率的影响见图1。由图1可见:随着聚硅酸活化pH的增加,浊度去除率减小;低pH条件下制备的活性硅酸具有较好的絮凝效果,当聚硅酸活化pH为1~2时,浊度去除率达到85%左右。因此聚硅酸活化pH应为1~2。
2.1.2活化温度对废水浊度去除率的影响
② 如何去除油气田钻井废水中的表面活性剂
如何去除油气田钻井废水中的表面活性剂
1. 钻井的泥浆体系
要了解钻井废水的水质组成,必须清楚钻井过程中使用的泥浆体系.钻井的泥浆体系是为了适应各种情况下钻井工艺的要求,向泥浆中加入不同的泥浆处理添加剂形成的.泥浆处理剂有无机泥浆处理剂、有机泥浆处理剂和表面活性剂.整个泥浆体系主要分两大类:即水基泥浆和油基泥浆.
泥浆中对环境造成污染的主要污染物有重金属、各种有机泥浆处理剂和表面活性剂.
2. 钻井废水的水质组成
钻井废水是在钻井过程中,由于起、下钻作业时泥浆的返排流失泥浆循环系统的渗漏冲洗设备油污和清洗平台等环节产生的污水.它由固体、液体和胶体悬浮物组成,属多级分散体系.
③ 影响油田污水处理的主要因素有哪些
油田的注水开发生产主要产生了两大问题,一是注入水水源,二是对污水的排放。在生产实践过程中,人们发现,对油田污水进行回注是开发利用水资源较为正确合理的途径。污水处理使得水的循环利用率大大提高,除此之外,我国的水资源情况不容乐观,人均水资源非常少,人口的持续增加以及经济的不断发展,水资源短缺的问题已经不断显露。所以对油田污水的处理利用是非常重要的。
一、油田污水概况
油田产生的污水的成分较为复杂,除了可溶性盐类外还有悬浮和乳化的原油、重金属、固体颗粒以及为了改变出水性质而使用的添加剂残留等等。
油田污水主要包括钻井污水、油田采出水以及其他含油污水。注水开采出的原油其中包括大量的注入水,在对原油进行输送时必须除去这部分水,脱出的污水中含油一定量的原油,此时的污水被称为油田采出水。
油田开采的时间越长,采水液的含水率越高,所以对污水的处理的工艺研究是非常有意义的。本文主要介绍了当前主要采用的武术处理工艺,以及未来期望的处理污水工艺,具有十分重要的现实意义。
二、油田污水处理工艺浅析
1、物理法
使用物理法处理油田污水,主要是针对污水中的大部分固体悬浮物、矿物质以及油类,一般使用的物理方法主要包括:蒸发、过滤、粗粒化、离心分离、膜分离以及重力分离等。
过滤器主要包括压力式和重力式两种,前者在我国的油田的使用较为广泛。近些年来,纤维材料的发展十分迅速,所以纤维材料为滤料的高精度纤维球过滤器也十分具有发展前景。它的纳污能力大且反洗滤料不流失使其发展空间巨大。
离心分离是指废水在高速旋转的容器,在离心力场作用下,由于质量不同,所受的离心力也不同,使得颗粒与水分离。使用离心分离法,油集中在中心部位。离心分离设备主要有两种:离心机以及水力旋流分离器。后者分离效果好,且体积小重量轻,安全可靠。我国目前使用较多的是 Vortoil 水力旋流器,在油田污水处理上取得了不错的成绩。
重力分离是利用油水的比重差进行分离,该方法的效果主要取决于沉淀时间,时间越长,效果越好。仙子阿油田中使用的主要设备有: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于去除经过前期治理的含油污水中的细小油珠和乳化油。当含油废水经过装有粗粒化材料的设备后,油珠粒径会增加。目前使用较多的粗粒化材料主要有:蛇纹石、陶粒、无烟煤、树脂以及石英砂等等。
膜分离技术有“21 世纪的水处理技术”的美誉。主要处理技术包括:微滤、超滤、纳滤和反渗透等。这些方法都是利用特殊的多孔材料独有的拦截能力,滤除水中的杂质。尤其是超滤技术,随着科技的不断发展已经走出实验室,得到了实际应用。虽然技术还尚未成熟,也是我们下一步努力的方向。
2、化学法
化学法主要适用于当废水中的杂质不能单独用生物或物理法排除时。例如含油废水中的乳化油。较长使用的化学手段包括:化学转化法以及混凝沉淀法。
化学转化法就是将废水中溶解状态的物质转化成毒性较小或者易与水分离状态的物质。该方法主要包括:电解氧化法、化学氧化法以及光化学催化氧化法三类。
3、物理化学法
该方法主要有两种手段:气浮法和吸附法。
气浮法就是注入微小的空气气泡,油粒会粘附这些小气泡,密度变小而上浮,从水肿分离出来形成浮渣层。浮选剂能够加强气浮法的效果,具有架桥吸附以及起泡、破乳作用,是胶体粒子聚集随气泡上浮。
吸附法主要是通过使用固体吸附剂去除水中污染物。在油田中吸附水中的油主要是使用亲油材料吸附,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,先主要用于油污的深度处理。在对吸油剂的研制方面主要有两个方向:一是大的吸附容量;二是好的亲水性。
4、生物法
生物法是通过将复杂的有机物进行分解得到简单物质而制成的,从而降低水中杂质的毒性,精华废水。主要分为两种:好氧生物处理和厌氧生物处理。
油田的开发程度越来越高,在高含水期不管是污水处理量还是污水处理难度都有所增加,污水处理设备的老旧问题十分严重。本着“注够水、注好水”的原则,对油田污水处理系统的升级以及改造是势在必行的。21实际是科学发展的巅峰,我们在污水处理上也应该跟进时代的步伐,应用高科技新技术,选择合理的处理方法及工艺,满足油田开发生产需要,增大投资回报比,提高油田开发的总体技术经济效益。
另外油田中不仅仅只是采油污水的问题,一些地方由于地层渗透率低等原因已经提高了对注水水质的要求,只能注新鲜水,这些问题都给油田的采油废水处理提出了新的课题。
参考易净水网《油田污水处理工艺的探索》http://www.ep360.cn/qita/201609/3568.html
④ 油田污水如何处理
注水是油田开发的一种十分重要的开采方式,是补充地层能量,保持油层能量平衡,维持油田长期高产、稳产的有效方法。注入水的水源主要是地面淡水、地下浅层水及采出原油的同时采出的油层水。为了节约地球上的淡水资源,目前注入油层的水大部分来自从开采原油中脱出的水,习惯上称之为污水。大体已经占了全国注水总量的80%。污水未经处理时含有大量的悬浮固体、乳化原油、细菌等有害物质。水注入油层就像饮用水进入人体一样,如果人喝了未经处理的水,人的身体就会受到伤害,发生各种病变;同样,油层注入了未经处理的污水,油层也会受到伤害。这种伤害主要体现在大量繁殖的细菌、机械杂质以及铁的沉淀物堵塞油层等问题上,引起注水压力上升,注水量下降,影响水驱替原油的效率。因此,必须对注入油层的水进行净化处理。
由于污水是从油层采出的,所以油田回注污水处理的主要目的是除油和除悬浮物。概括地讲可分为两个阶段:1.除油阶段。该阶段是利用油、水密度差及药剂的破乳和絮凝作用,将油和水分离开来。2.过滤阶段。该阶段是利用滤料的吸附、拦截作用,将污水中悬浮固体、油和其他杂质吸附于滤料的表面而不让其通过滤料层。除油阶段要根据含油污水中原油的密度、凝固点等性质的不同而采用相应的处理方法。目前国内外除油阶段主要采用的技术方法有:重力式隔油罐技术、压力沉降除油技术、气浮选除油技术、水力旋流除油技术等。
1.重力式隔油罐技术,就是靠油水的相对密度差来达到除油的目的。含油污水进入隔油罐后,大的油滴在浮力的作用下自由地上浮,乳化油通过破乳剂(混凝剂)的作用,由小油滴变成大油滴。在一定的停留时间内,绝大部分原油浮升至隔油罐的上部而被除去。其特点是:隔油罐体积大,污水停留时间长。即使来水有流量和水质的突然变化,也不会严重影响出水水质。但其占地面积大,去除乳化油能力差。
2.压力沉降除油技术是在除油设备中装填有使油珠聚结的材料,当含油污水经过聚结材料层后,细小油珠变成较大油滴,加快了油的上升速度,从而缩短了污水停留时间,减小了设备体积。其特点是:设备综合采用了聚结斜板技术,大大提高了除油效率。但其适应来水水量、水质变化能力要比隔油罐差。
3.气浮选除油技术,是在含油污水中产生大量细微气泡,使水中颗粒粒径为0.25~25微米的悬浮油珠及固体颗粒黏附到气泡上,一起浮到水面,从而达到去除污水中的污油及悬浮固体颗粒的目的。采用气浮,可大大提高悬浮油珠及固体颗粒浮升速度,缩短处理时间。其特点是处理量大,处理效率高,适应于稠油油田含油污水以及含乳化油高的含油污水。
4.水力旋流除油技术,是利用油水密度差,在液流高速旋转时,受到不等离心力的作用而实现油水分离。其特点是设备体积小、分离效率高。但其对原油相对密度大于0.9的含油污水适应能力差。过滤阶段采用的过滤技术根据滤后水质的要求不同,分为粗过滤、细过滤和精细过滤。根据水质推荐标准,悬浮物固体含量为1.0~5.0毫克/升,颗粒直径为2.0~5.0微米。过滤的核心技术是滤料的选择与再生。在油田污水处理中,目前国内外主要采用的滤料有石英砂、无烟煤、陶粒、核桃壳、纤维球、陶瓷膜和有机膜等。滤料的再生方法主要有热水反冲洗、空气反吹等。
⑤ 油气田上,使用的污水缓冲罐的作用和原理是什么
污水进撬后经缓冲罐顶部进罐,经气液分离后,污水自罐体底部流出,经蓝式过滤器后,用泵打入后续流程。在泵的出口部位采用电磁流量计计量流量。
⑥ 油气田作业废水属于工业废水吗
你好
油气田作业废水属于工业废水
需要用到净水滤料,与净水剂,对其进行处理后再排放。
谢谢,望采纳
⑦ 什么是油田污水
钻井污水成分也十分复杂,主要包括钻井液、洗井液等。钻井污水的污染物主回要包括钻屑、石油、粘答度控制剂(如粘土)、加重剂、粘土稳定剂、腐蚀剂、防腐剂、杀菌剂、润滑剂、地层亲和剂、消泡剂等,钻井污水中还含有重金属
⑧ 油气田的环境监测包括哪些内容,油气田的污染有哪些特点
一个油气田,小的只有几个平方千米(像我国最老的油田之一玉门油田),大的有几千平方千米(像我国最大的大庆油田),而且集中了许多油气田的大油气区(像俄罗斯的西西伯利亚油气区)往往有上万平方千米。在这些区域内,每日每时进行的勘探、钻井、采油、石油天然气的集输、石油天然气炼制加工等作业,随时都会污染周围的环境。这样,就需要考虑:油气田会产生哪些环境污染?油气田的环境污染有哪些特点?
首先,油气田产生的环境污染或要进行监测的内容大体上包括:
(1)各种生产作业过程中的环境问题,例如在勘探过程中进行地震勘测,往往要在作业区进行人工爆炸;在钻井过程中要破坏地表、排放钻井液、钻屑;在对井下地层性质进行测定(测井)时往往要使用有强烈辐射作用的中子源、伽马源等。这些问题可以归结为对整个油气田所进行的全部生产作业过程的监控,即对作业设备所在区域和作业对环境影响的监控。
(2)油气田在生产过程中气体(井口和集输管线泄漏的天然气等油田伴生气、石油炼制加工的尾气等)的排放。
(3)油气田生产过程中废水或废液的排放,主要是井口和管线泄漏油、落地油、采油和洗井的污水、钻井液等。油气田废水和废液中主要的污染物是含油污染物。
(4)油气田生产过程中排放的固体污染物,例如钻井的钻屑,废弃的钻井、采油机械设备,油气田上各种工厂的固体垃圾等。
(5)油气田上由于工业生产产生的噪声污染、放射性污染的平均和瞬时水平。
(6)发生井喷、大量漏油和其他严重污染事故的现场认定和处理情况。
油气田的环境污染的特点首先是污染源分布广阔、分散,在一个油田上往往有成千上万口井,每口井都可能是污染源。另外,在油气田上,有勘探、钻井、采油、油气集输、炼制加工等多种工业过程,这些星罗棋布的作业点也都可能是污染源。
如果与燃煤的火力发电厂的污染物排放的连续性相比,油气田的污染物排放往往是“随意”的,例如,钻井液和污水的排放只是在钻井作业期间发生;采油污水的排放也是间歇的,即隔一段时间集中排放一次。油气田的污染物有的是生产过程中正常产生的,如采油污水、炼油装置的尾气等。但同时也有大量的污染物排放是由于事故所致,例如,井喷和输油管线的泄漏。
石油工业是耗水量大的部门,因此废水、废液的排放量巨大。像大庆这样的大油田一年仅在采油作业上就用水十几亿吨;我国的炼油企业平均每加工1吨原油要消耗3.41吨水,每年加工1亿多吨原油就要用水3~4亿吨。但是,我国石油工业的废水利用率还是相当高的,大庆油田的采油污水处理后几乎全部回注入地下。石油化工企业污水回收利用率已经在30%以上,预计2005年能达到60%。
⑨ 油田污水处理有哪些方法
注水是中国油田开发的一种十分重要的开采方式,是补充地层能量,保持油层能量平衡,维持油田长期高产、稳产的有效方法。注入水的水源主要是地面淡水、地下浅层水及采出原油的同时采出的油层水。为了节约地球上的淡水资源,目前注入油层的水大部分来自从原油中脱出的水,习惯上称之为污水。目前,污水的使用率大体已经占了注水总量的80%左右。污水未经处理时含有大量的悬浮固体、乳化原油、细菌等有害物质。水注入油层就像饮用水进入人体一样,如果人喝了未经处理的水,人的身体就会受到伤害,发生各种病变;同样,油层注入了未经处理的污水,油层也会受到伤害。这种伤害主要体现在大量繁殖的细菌、机械杂质以及铁的沉淀物堵塞油层,引起注水压力上升,注水量下降,影响水驱替原油的效率。因此,必须对注入油层的水进行净化处理。
由于污水是从油层采出的,所以,油田回注污水处理的主要目的是除油和除悬浮物。概括地讲污水处理可分为两个阶段,第一段为除油阶段。该阶段是利用油、水密度差及药剂的破乳和絮凝作用将油和水分离开来。第二段为过滤阶段。该阶段是利用滤料的吸附、拦截作用,将污水中的悬浮固体、油和其他杂质吸附于滤料的表面或不让其通过滤料层。除油阶段要根据含油污水中原油的密度、凝固点等性质的不同而采用相应的处理方法。目前,国内外除油阶段主要采用的技术方法有重力式隔油罐技术、压力沉降除油技术、气浮选除油技术、水力旋流除油技术等。
重力式隔油罐技术就是靠油水的相对密度差来达到除油的目的。含油污水进入隔油罐后,大的油滴在浮力的作用下自由地上浮,乳化油通过破乳剂(混凝剂)的作用由小油滴变成大油滴。在一定的停留时间内,绝大部分原油浮升至隔油罐的上部而被除去。其特点是,隔油罐体积大,污水停留时间长,即使来水有流量和水质的突然变化也不会严重影响出水水质。但其占地面积大,去除乳化油能力差。
压力沉降除油技术是在除油设备中装填有使油珠聚结的材料,当含油污水经过聚结材料层后,细小油珠变成较大油滴,加快了油的上升速度,从而缩短了污水停留时间,减小了设备体积。其特点是设备综合采用了聚结斜板技术,大大提高了除油效率,但其适用于来水水量变化、水质变化的能力要比隔油罐差。
气浮选除油技术是在含油污水中产生大量细微气泡,使水中颗粒粒径为0.25~25微米的悬浮油珠及固体颗粒黏附到气泡上,一起浮到水面,从而达到去除污水中的污油及悬浮固体颗粒的目的。气浮可大大提高悬浮油珠及固体颗粒浮升速度,缩短处理时间。其特点是处理量大,处理效率高,适用于稠油油田含油污水以及含乳化油高的含油污水。
水力旋流除油技术是利用油水密度差,在液流高速旋转时,受到不等离心力的作用而实现油水分离。其特点是设备体积小、分离效率高。但其对原油相对密度大于0.9的含油污水适应能力差。
过滤阶段采用的过滤技术根据滤后水质的要求不同分为粗过滤、细过滤和精细过滤。根据水质推荐标准,悬浮物固体含量为1.0~5.0毫克/升,颗粒直径为2.0~5.0微米。过滤的核心技术是滤料的选择与再生。在油田污水处理中,目前国内外主要采用的滤料有石英砂、无烟煤、陶粒、核桃壳、纤维球、陶瓷膜和有机膜等。滤料的再生方法主要有热水反冲洗、空气反吹等。
污水过滤器
⑩ 石油废水(油田采气废水)如何处理
物质生活逐渐丰富起来,但是人们也逐渐开始关注到周围的环境,环境污染己成为全球关注的焦点之一。含油废水处理也是一大难题,这类废水对整个生态系统都会产生很多不良的影响。因此,含油污水处理问题己成为当今油气田的环境保护必修课。
通的陆地油田污水主要是在石油的开发过程中,通过钻井、采油等生产过程会产生大量污水。一般包括有采油污水、钻井污水、洗井污水等。含油污水中有大量的悬浮物、油类、重金属等物质。如果任意排放或回注但是不加以污水处理,对土壤和水环境还有动植物的危害极大。
目前含油污水处理工艺有:气浮处理法、沉降法和微生物处理法。气浮处理技术是一种高效快速固液分离或液液分离的污水处理技术。气浮工艺较复杂,必须控制好每个影响因素才可以更好的利用。
气浮技术
气浮技术是在待处理的水中通入大量的、高度分散的微气泡,让其作为载体与杂质粘附,然后密度小于水就会上浮。最终完成水中固体与固体、固体与液体、液体与液体分离的方法。
2.1气浮法的分类
溶气气浮工艺:水在不同的压力条件下溶解度不同,向水加压或者负压,使气体在水中产生微气泡的污水处理工艺。根据气泡析出于水时的压力情况不同,又分压力溶气气浮法和溶气真空气浮法两种。
诱导气浮法:也叫布气气浮法,利用机械剪切刀,将混合在水里的空气粉碎,通常采用微孔、扩散板或微孔竹向气浮池通压缩空气或采用水泵吸水管吸气、水力喷射器、心速叶轮等向水中充气等。
电解气浮法:在水中设置正负电极,当加上一定电流后,废水被电解出H2,O2等微小气泡,将吸附在水中微小的悬浮物上浮去除。
生物气浮法:利用微生物来产生气体,与水中的悬浮物充分接触后,随气泡浮到水面,形成浮渣刮去浮渣,达到废水处理净化水质。
化学气浮:利用某些化含物在废水中会产生气体的特点除杂,反应生成的气体在释放过程中形成微小气泡,吸附在固体颗粒表面,使固体顺粒向浪面浮大,从而使固液分离。
其他浮选法的产气原理还有很多,其中非常典型的是涡凹气浮,它使用的是涡凹曝气机,其工作原理是利用空气输送管底部散气叶轮的高速运转动作形成一个真空区,液面上的空气通过曝气机输入水中,填补真空,微气泡随之产生并螺旋型地上升到水面,空气中的氧气也随之溶入水中。