1. 油田采出水簡介

采油污水是從地層中隨原油一起被開采出來、經過原油破乳、分離等初加工過程形成的一種集懸浮固體、油、溶解氣體和溶解鹽于一體的多相體系。采油污水中的雜質主要是懸浮固體、膠體粒子、分散油及浮油、乳化油、溶解物質等五類物質。

2. 油田采出水處理工藝

在國內油田含油污水處理領域，存在著常規處理與深度處理這兩種主要工藝方式。針對高滲透油層，常規處理工藝是常見的選擇。具體而言，通常采用沉降除油方法，以及單層或雙層濾料過濾工藝。

而對于低滲透油層，為達到更高標準的處理要求，一般是在常規處理的基礎上進一步實施深度處理。該深度處理過程主要表現為進行二級或三級過濾操作。

在采油污水處理的具體工藝中，除油工藝是關鍵環節，其主要包含重力除油、壓力除油、浮選除油以及水力旋流除油這四種類型。過濾工藝方面，則主要以單層或雙層濾料過濾為主。

經過處理且達到合格標準的采油污水回注到地層中，具有多方面的重要意義。一方面，能夠有效抑制粘土礦物的膨脹現象，顯著降低對地層造成的潛在傷害；另一方面，對于環境保護而言，可減少環境污染風險，并且在資源利用方面，能夠節約清水資源，具有重要的經濟和環境效益。

綜上所述，采用先進、高效的采油污水處理技術，對于油田的開發與可持續發展而言，是一項至關重要且不可或缺的任務。

3. 吐哈油田特點

 吐哈油田的已開發區塊大多屬于低孔、低滲油藏類型，其儲層具有多層系結構且非均質性顯著，同時還伴較為嚴重的水敏、鹽敏、速敏等問題。鑒于“低孔、低滲”的油藏物性條件，吐哈油田對注入水的水質標準要求嚴苛。不達標的污水若注入地層，將致使地層吸水能力降低，對油田開發的水驅效果以及注水開發的正常開展造成影響。

油田的注水能力無法滿足注采平衡的需求，導致地層壓力保持水平較低，油田的生產能力難以實現最大化發揮。在對污水進行處理后回注的過程中，水質逐漸惡化，其中懸浮的固體顆粒、腐蝕生成物、細菌等雜質隨污水一同回注至地層，致使地層孔隙堵塞，注水井的吸水量呈下降趨勢，部分注水井因此處于欠注狀態；一旦注入水中溶解氧含量、細菌含量、二氧化碳含量超出標準，注入水的腐蝕性便會增強。水質處理設備的腐蝕主要體現于焊縫連接處的腐蝕穿孔現象。

4. 油田采出水除油技術

注水開采在油田開發中占據著至關重要的地位，其核心目的在于補充地層能量，維持油層能量的穩定平衡，從而確保油田能夠長期保持高產且穩產。然而，若向油層中注入未經處理的污水，油層將遭受損害。此類損害主要表現為：大量繁殖的細菌、機械雜質以及鐵沉淀物的存在，會堵塞油層，進而導致注水壓力上升、注水量下降，嚴重影響水驅替原油的效率。正因如此，對注入油層的水進行凈化處理勢在必行。

鑒于污水源于油層采出，油田回注污水處理的主要目標為除油以及除懸浮物。概括而言，該處理過程可分為兩個階段：第一階段為除油階段，此階段借助油、水的密度差以及藥劑的破乳與絮凝作用，實現油水分離；第二階段為過濾階段，該階段依靠濾料的吸附與攔截作用，使污水中的懸浮固體、油以及其他雜質吸附于濾料表面，或者阻止其通過濾料層。除油階段需依據含油污水中原油的密度、凝固點等性質差異，采用相應的處理方法。目前，國內外在除油階段所采用的技術方法主要有：重力式隔油罐技術、壓力沉降除油技術、氣浮除油技術以及水力旋流除油技術等。

1、重力式隔油罐技術：該技術依賴于油水之間的相對密度差異以實現除油效果。當含油污水進入隔油罐后，較大油滴在浮力的作用自然上浮，而乳化油在破乳劑（或混凝劑）的作用下從小油滴聚結成大油滴。經過一定停留時間，大部分原油會浮升至隔油罐上部并被移除。此技術的特點為隔油罐體積較大，污水停留時間較長，即使進水流量和水質發生突變，也不會對出水水質造成顯著影響。然而，其缺點在于占地面積大，且對乳化油的去除能力有限。

2、壓力沉降除油技術：此技術在除油設備中填充有促進油珠聚結的材料。當含油污水通過聚結材料層時，細小油珠聚結成較大油滴，從而加快油的上升速度，縮短污水停留時間，減小設備體積。該技術的特點是綜合應用了聚結斜板技術，顯著提升了除油效率。然而，相較于隔油罐，其適應來水水量、水質變化的能力較差。

3、氣浮選除油技術：該技術在含油污水中產生大量細微氣泡，使水中粒徑為0.25～25 μm的懸浮油珠及固體顆粒粘附到氣泡上，并一同浮至水面，從而實現對污水中污油及懸浮固體顆粒的去除。氣浮技術的應用可顯著提高懸浮油珠及固體顆粒的浮升速度，縮短處理時間。其特點為處理量大，處理效率高，適用于稠油油田含油污水及含乳化油較高的含油污水。

4、水力旋流除油技術：該技術利用油水密度差，在液流高速旋轉時，受到不等離心力的作用實現油水分離。其特點是設備體積小，分離效率高。然而，該技術對原油相對密度大于0.9的含油污水適應能力較差。

近幾年來，由于科學技術的進步和廣大油田水處理專家的不懈努力，采出水處理工藝技術不斷發展創新，又出現了許多處理效率高、質量好、可靠性強的新型采出水處理技術。

5. 科力邇油田采出水處理技術

深圳科力邇將旋流分離與新一代微氣泡發生技術、溶氣氣浮技術有機結合，研發出國內首創的新一代高效緊湊型密閉帶壓氣浮技術：旋流溶氣氣浮（CDFU: Cyclonic Dissolved gas Flotation Unit）。

2018年在吐哈油田采用了兩臺CDFU設備處理油田采出水，在進水含油≤1000mg/L、懸浮物≤500mg/L的條件下，出水含油≤10mg/L，懸浮物≤10mg/L，除油率達到99%，懸浮物去除率達到98%。

圖1 設備現場

圖2 處理效果