低渗透油田含油污水处理中超滤技术的研究与应用

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1、低渗透油田含油污水处理中超滤技术的研究与应用中石化江苏石油工程设计有限公司摘要：超滤技术在低渗透油田含油污水精细处理中受到越来越多的重视。介绍了超滤技术在含油污水处理中的研宄及应用进展，及该技术在推广应用中存在的问题、解决的方法及技术展望。关键词：超滤、低渗透、含油污水1引言在低渗透油田的开发中，主要的开采方式是以向碎屑岩层注水为主的二次釆油[1]。我国油W每年产生的污水达20×108〜30×108t[2],从经济和环境方面考虑,回注或再利用含油废水十分必要。低渗透油层的有效孔隙度低，孔喉半径小，注水过程中容易被堵塞，为保证确定的注水压力和必须的流量，需要对

2、含油污水进行精细处理，以满足《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》SY/T5329-2012对低渗油层回注水质要求。膜分离技术与传统的分离技术相比，具有设备简单，操作方便，分离效率高和节能等优点，是油田含油污水处理技术的重点发展方向之一[3]。2超滤技术及研究进展2.1超滤技术超滤的平均孔径在3〜lOOnm,是以压力为驱动的重要的膜分离技术之一。利用超滤膜的不同孔径对杂质进行物理筛分，可去除粒径0.005μm、相对分子质量1000以上的粒子，可有效截留水中的悬浮物、油颗粒、TGB、SRB和铁细菌等杂质。膜材料决定了其通量、耐污能力及化学与热稳定性，在实际应用中应根据水质特性

3、及处理要求选择合适的膜材料。当前常用的超滤膜材料分为有机高分子超滤膜和无机超滤膜两种。常用的有机膜伍括：聚砜（PS）、聚醚砜（PES）、聚乙烯（PF）、聚丙烯（PPS）、聚偏氟乙烯（PVDF）和聚丙烯腈（PAN）等。无机膜材料有陶瓷、金属、玻璃、硅酸盐、沸石及炭素等，其中以陶瓷膜为最常用材料。2.2研究进展随着膜技术的发展，相关学者就超滤技术处理含汕污水进行了广泛而深入的研究，使该项技术逐渐从实验室走向实际应用阶段。FamandH］采用超滤膜对稠汕污水进行了处理，结果表明，采出水越稳定，超滤膜处理效率越高，反之，处理效率就会降低。Sant0S［5］采用管状超滤膜对不同采出水进行了实

4、验研究，结果表明，不同类型的采出水，膜通量和和反洗频率变化很大，对某一特定的采出水要进行中试研究才能确定该工艺的可行性。王静荣［6】等采用聚砜共混中空纤维超滤膜对汕田含汕污水进行处理，试验表明，使用表面活性剂和异戊醇混合溶液为清洗剂，采用负压冲洗和反压冲洗同时进行的方法，可使膜通量恢复率达到90%以上。王农村［7］等采用采用改性的PVC合金超滤膜对汕田采出水进行深度处理，试验表明，化学清洗吋，采用表面活性剂+酸洗+碱洗,可以获得最佳的清洗效果。王立国［8］等采用核桃壳过滤器-超滤装置组合工艺处理油田含油污水，处理后的水质可以满足：悬浮固体含量≤1.0mg/L,悬浮物颗粒直径中

5、值≤1.0μm,含油量≤5.0mg/L（SY/T5329-2012）。包木太［9］等采用气浮一生化一超滤工艺处理渤南低渗透油田冋注污水，试验表明，气浮一生化流程去除了水中大部分有机物、胶体物质和生物体，为后续超滤膜的稳定运行提供了可靠保障。张奉东［2】位用PVDF管式超滤膜在台兴油田进行中试试验，处理后的水质满足低渗油藏注水水质要求，但考虑到一次性投资成本较人，推广应用吋需做经济评价。以上研究表明，超滤技术处理含汕污水具有操作简单、分离效果良好、化学添加剂用量少、无相变、能耗低等优点，但在推广应用中需要解决好如下问题：膜通量下降较快，出水水质经常恶化，清洗频繁，需

6、要较高的预处理，投资和运行费用需要降低。B前，该技术的研究重点是对膜表面进行改性，以奋效减少膜污染，使膜能长期工作，并降低运行费用。3超滤技术在江苏汕田真武污水处理站中的应用江苏汕田大部分汕藏属于低渗、特低渗，中、强水敏复杂小段块油藏，“小、贫、碎、散”是江苏油田复杂小断块低渗油藏的典型特征。膜分离技术的开发与应用，将有助于提高含汕污水精细处理效果，提高投资效益，完善江苏油田特色小断块汕田采出水处理工艺。目前，超滤技术已在江苏油田真武污水处理站进行了应用。通过膜材料性能和膜组件特点对比，选用化学稳定性好的疏水性材料改性聚偏氟乙烯(PVDF)有机管式超滤膜，设计处理量10m3/h，处

7、理后污水输往许5-1断块进行有效冋注。图1为该站主要工艺流程。图1超滤处理工艺流程现场运行表明，管式膜超滤污水处理装置抗冲击能力强，在来水条件恶劣吋，可保持一定出水水质的稳定，正常运行出水达到设计“双3”指标，固含和含汕≤3mg/L，膜通量大于70L/(m2.h)，颗粒去除率>97%，细菌达到A2级，基本满足低滲透油藏对注入水水质的要求。主要问题是清洗周期变短，通量下降较快，难以满足冋注供水需要。4结语及展望超滤技术作为主要的膜分离技术之一，具有设备简单，