注水名词解释.doc

第一节 水源及水处理
一， 水源选择：充足的水量和稳定的水质
可供选择的水源有：江，湖，泉，地层水，海水，污水。
1． 地面水：江河水，湖泊水，水库水
优点：矿化度低，廉价
缺点：江河水泥沙含量大；湖泊，水库水泥沙少，但含氧高，细菌多
2，地下水：浅层水（淡水）。深层水（盐水）
浅层水：水质好，杂质多
深层水：矿化度高，但不含氧
3，含油污水：油层产出水，含铁少，矿化度高，含碳酸岩少（硬度小）
4，海水：含氧，腐蚀性强，固体颗粒多，一般在海底钻浅井，海底浅层水水质稳定
二， 水质及水处理
注入水引起地层伤害的主要原因有两个：
（1） 与储层性质不相配伍的注水水源
（2） 不科学的水质处理及注水工艺
二者全都导致地层孔隙堵塞，吸水能力下降，注入压力上升。
1.水质标准
水质要求：
注入层平均空气渗透率10-3μm2
<100
100~600
>600
标准分级
A1
A2
A3
B1
B2
B3
C1
C2
C3
控制指标

悬浮固体质量浓度/mg.l-1
<1.0
<2.0
<3.0
<3.0

<4.0
<5.0
<5.0
<7.0
<10
悬浮物颗粒粒径中值/μm
<1.0
<1.5
<2.0
<2.0

<2.5
<3.0
<3.0
<3.5
<4.0
含油量/ mg.l-1
<5.0
<6.0
<8.0
<8.0

<10
<15
<15
<20
<30
平均腐蚀率/mm.a-1
<0.076
点腐蚀
A1、B1、C1级：试片各面都无点腐蚀 A2、B2、C2级：试片有轻微点腐蚀
A3、B3、C3级：试片有明显点腐蚀
SRB菌含量/个每毫升
0
<1.0
<1.0
0
<1.0
<1.0
0
<1.0
<1.0
铁细菌含量/个每毫升
<103
<104
<105
腐生菌含量/个每毫升
<103
<104
<105

2.油田注入水水质标准
l 注水水质基本要求
（1）在运行条件下注入水不应结垢；
（2）注入水对水处理设备、注水设备和输水管线腐蚀性要小；
（3）注入水不应携带超标悬浮物、有机淤泥和油；
（4）注入水注入油层后，不使粘土发生膨胀和移动；
（5）如果油田含油污水与其他供给水（如地下水、地面污水和地面水等）混注时，必需具备完全的可混性，否则必须进行必要的处理后方可混注；
（6）考虑到油藏孔隙结构和喉道直径，要严格控制水中固体颗粒的粒径。
3.水处理措施
目的：使注入水达到水质标准。
内容：包括除去机械杂质，悬浮物，腐蚀性细菌和氧等。
方法：对各种水处理方法不同。
4.油气田废水处理方法简介
l 1．按处理方法分
l 工业废水中杂质可分为悬浮物、胶体和溶解物三种，其基本处理方法可分为物理法、化学法、物理化学法、生物法四大类。物理法常用于废水的一级处理，主要是分离或回收废水中的悬浮物质，常用的物理方法有过筛、隔截、沉降、过滤、蒸发浓缩等。生物法是最常用的二级处理法，主要是去除废水中溶解状和胶体状有机污染物质；生物法为分活性污泥法和生物膜法二类。前者是微生物群在水中悬浮，使有机物氧化分解的方法，后者是微生物固定在支承体上进行处理的方法。化学法又称化学药剂法，主要是分离废水中的胶体物质和溶解物质，达到回收有用物质，降低废水中的酸碱度，去除金属离子，氧化某些有机物等，常用的化学方法有凝聚、中和、氧化、还原等。物理化学法主要是分离废水中的溶解物质，回收有用的成分，使废水得到进一步处理，常用的物理化学方法有吸附、离子交换、电渗析、反渗透等。上述方法通常是交替使用和综合使用的，尤其是物理法和生物法用得最广泛。
l 2．按处理程度要求分
废水处理按处理程度的要求，一般划分为
一级处理、二级处理、三级处理三个阶段。
l 一级处理:主要是预处理，用机械方法或简单化学方法，使废水中悬浮物、浮油或胶状物质沉淀下来，同时还通过中和调整废水的pH值。它的主要手段有：筛滤、沉淀、浮选、油水分离、中和。经初级治理后可去除部分悬浮物，BOD可下降25～40%，但一般不能去除废水中呈溶解状态和胶体状态的有机污染物。
l 二级治理:主要是采取生物化学治理方法除去废水中大量有机污染物（主要是用好气性生物处理来降解溶解性有机污染）。主要方法有：活性污泥法、曝气法、氧化塘法、生物滤池及厌气处理。二级处理能大大改善水质，处理后出水一般能达到排放标准。生物处理的基建费用，按每天处理一吨污水计，约600元；经常运行电费，可按每去除lkg BOD耗电1.0～1.5度考虑。经二级治理后，一般能去除废水中90%左右的可被生物分解的有机物，去除90～95％的固体悬浮物。但仍不能去除一部分生物不能分解的有机物和溶解性无机物，还残留有磷、氮和大量病毒及病原菌，使得废水的色度、臭味仍很高，故必要时需进行三级治理。
l 三级处理:又叫深度治理，它多采用化学和物理化学方法将二级处理后的污水进一步处理，主要去除废水中可溶性无机物、不能分解的有机物和各种病毒、病菌、磷、氮和其他物质，最后达到地面水、工业用水或接近生活用水的水质标准。经三级治理后的出水可重复利用。三级处理的主要方法有：离子交换、电渗析、超滤、反渗透、活性碳吸附、臭氧法等。这种治理效果虽好，但费用较高，只是在有特殊要求的时候才可采用。
l 污水处理的程度，取决于处理后污水的出路和污水利用情况。污水用作灌溉和纳入城市下水道，一般着眼于一级处理或预处理。污水就近排入水体，应根据水体的不同要求，决定污水处理程度，并且要考虑到近远结合，分期实施。三级处理只是在严重缺水地区，要求工业废水闭路循环或接纳废水的水体系作为水源地或游览胜地时才考虑。
l 废水处理方法多种多样，在做出选择之前，必须做好以下工作：
（1）对废水水质、水量进行全面监测分析，掌握废水中各种不同组分的分配和其他污染物的浓度及形式。
（2）了解处理水的排放标准或回用要求，以确定对废水的治理程度。
（3）对准备选择的工艺技术的经济可行性进行预测评价，以保证最终选择的废水治理方法的实际可行性和可靠性。
（4）结合各种操作单元所能达到的处理范围，初步确定废水处理方案。
l 各种废水处理方法、所用设备、处理对象等见表所示。

方法名称
主要设备
处理对象
分
离
原
理
沉清法
沉淀或浮上法
混凝沉淀法
浮选（气浮）法
沉淀池；隔油池
混凝池和沉淀池；澄清池
浮选（气浮）池
悬浮物；乳化油或浮油
悬浮物；乳化油或浮油；胶状物
悬浮物；乳化油或浮油；胶状物
离心法
过滤或粗粒化法
化学沉淀法
吸附法
离子交换法
离心机；旋液分离器
滤筛；滤池；滤机
反应池和沉淀池
反应池和沉淀池；滤池
滤池
悬浮物
悬浮物；乳化油或浮油
某些溶解物
某些溶解物；乳化油或浮油；胶状物
某些溶解物
膜析法
扩散渗析法
电渗析法
反渗透法
超过滤法
渗析槽
渗析槽
渗透器
过滤器
某些溶解物
某些溶解物
某些溶解物
悬浮物、乳化油或浮油、胶状物
电解法
结晶法
萃取法
精馏法
电解槽
蒸发器和结晶器
萃取器和分离器
精馏器
某些溶解物
某些溶解物
某些溶解物、乳化油或浮油
某些溶解物
转化原理
化学法

某些溶解物
生物法
生物膜法
活性污泥法
厌氧生物处理法
生物滤池和沉淀池
曝气池和沉淀池
消化池
悬浮物、乳化油或浮油、有机物；硫、氰等无机物
悬浮物、乳化油或浮油、溶解性物质
乳化油或浮油、有机物
5.油气田采油废水处理技术现状
l 我国大部分油田已进入石油开发的中期和后期阶段，需要注入油层的水量逐年增加，因此采出水量也随之加大。据统计，1988年全国陆上各油田经地层采出的含油废水总量达到3．96亿吨，比1987年增加了5545万吨，废水中含油量平均为2000～5000mg/L。针对这种情况，各油田采取了“边采油、边治理废水、边向油层注水”的措施。
l 从总体上看，目前各油田采用的治理废水方法主要是除油、砂滤，治理工艺流程大多为两段法，即沉淀→过滤→注水。经过这种治理后，废水基本上达到了油田注水水质标准。通过多年来的开发建设，截至到1985年底，全国15个油田中已建成废水处理站128座，年废水治理能力为5亿多吨、相当于每天可以治理148．8万吨废水。近年来，各油田加强了对原废水治理设施的更新改造工作，并引进吸收了国外先进技术，使各油田的废水治理水平都有不同程度的提高。据统计，1985年油田回注废水量为2.56亿吨，平均回注率为94.19%，比1981年提高了24%；1988年各油田废水平均处理率达到97%，回注废水量3.62亿吨、平均回注率为91.5%。
l 各油田还抓紧采油废水回注设施的配套建设，使近年来的废水回注率一直保持在90%以上。由于对废水采取了治理后回注的方法，使油田从中获益匪浅，一是从采油废水中回收了部分原油，减小了损耗。据统计，全国陆上各油田平均每年可以从废水中回收原油近40万吨、价值4000多万元；二是节约了油田注水用的新鲜水资源。以每年回注水量2.5亿吨计算，可节约新鲜水水费5000万元；三是废水不外排，从根本上消除了对环境的污染。从以上三个方面的情况来看，实行废水回注不仅具有良好的社会效益、环境效益，而且具有较好的经济效益。
6.采油污水处理
l 1采油污水的来源
l 油田采油污水的主要来源有三种：一是油田采出水，二是洗盐污水，三是洗井废水。这三种水的主要污染物为原油，同时又都是在原油生产工艺过程中产生的，故称油田含油污水。
l 2.油田采出水
l 全国各油田基本都采用注水开发方式，即注入高压水保持油层压力，驱动原油从油井中开采出来。但经过一段时间注水后，注入水将伴随原油被开采出来。随着开发时间的延长，原油含水率不断上升，油井产出的水量随含水率的不断上升而增加。油田生产的原油在外输或外运之前都必须经过脱水净化，合格原油允许的含水率为0.5％。油井采出水为油田含油污水的主要来源。注水开发的油田一般在最初2～3年内采出液中不含水，以后含水率一般以每年0.5％～2.0％的速度递增。如大庆喇嘛甸油田仅开发15年含水率就上升到75％以上，即采出1.0吨原油会生产3.0吨采出水。稠油油田开发是从油井向地层注入高压、高温水蒸气，注入一段时间后高温水蒸气将稠油减粘，原油与蒸汽冷凝水混合在一起从油井开采出来，这种水也称采出水，其采出液含水率也达50％以上。上述两种采出液都要经脱水工艺将水脱出。油田脱水工艺流程很多，现仅简单介绍几种常见的脱水工艺。
l 1）一段电化学脱水
l 所谓原油电化学脱水是指在电脱水器之前加入一定量的原油破乳剂，使油包水型乳状液破乳后将水释放出来，再经电脱水器将原油含水脱至合格。一段电化学脱水工艺流程如图3—3所示。

l 2） 两段电化学脱水
l 两段电化学脱水工艺流程如图3—4所示。
l 含水原油在中转站加破乳剂后，用泵送入脱水集油站进行脱水，在脱水集油站内首先进行热沉降脱水，使含水率降到20％以下，再加热升温进电脱水，脱水后的合格原油经缓冲罐由泵外输。电脱水器放出的污水先进入沉降脱水罐然后由该罐底部将污水排至污水站。此流程适用于原油含水率为50％～20％的中含水原油脱水。此流程脱出的污水温度比一段电化学脱水温度低，污水含油量也比较低而且比较均匀。

l 3）三段电化学脱水
l 三段电化学脱水工艺如图3—5所示。
l 含水原油从中转站送至脱水集油站后，首先经游离水脱除器将游离水脱出，经此段可使含水率降至50%以下，再进行后两段脱水（其工艺与两段电化学脱水相同）。以上三种脱水器放出的污水统一进入开式污水沉降罐，收油后用泵送至污水处理站进行处理。原油三段电化学脱水工艺流程适用于含水率50％以上的高含水原油。该工艺脱出水的温度较低，尤其是游离水脱除器污水温度更低，约在40℃以下，污水不易处理。

l 4）其他脱水工艺
l a)小规模油田简易化学脱水工艺
l b)高粘原油脱水工艺
l 2.洗盐污水
l 洗盐工艺流程如图3—6所示。
l 原油炼制时，对原油含盐量有比较严格的要求。一般采出水含盐量低于5000mg/L时，可不设洗盐设施。但当采出水含盐量大于5000mg/L甚至为1×105～3×105mg/L时，脱水后原油含水率即使为0.5％以下，其含盐量绝对值也是很可观的。如某油田采出水含盐为2×105mg/L，脱水后原油含水率为0.5％，则此原油含盐量为100Oppm，大大超过原油允许含盐量。另外在脱水过程中原油中还滞留一部分盐类。对于这种原油，脱水后还要进行洗盐处理。含水合格原油加入一定比例的淡水，经混合后进入电脱盐器（实际上也是电脱水器）将水脱出以达到脱盐目的。洗盐水由底部放出进入污水处理场进行处理。

l 3.洗井水
l 在油田注水过程中，尽管注入水经过比较严格的处理，但水中毕竟还含有一定浓度的油和悬浮物等杂质，这些杂质一部分被截留在油层表面或注水井附近的岩层内。这样，注入一定时间后由于杂质的堵塞使注水压力增加或注水量减少。因此，经过一定时间注水后要对注水井进行洗井。在注水井修井作业后也需洗井。洗井工艺流程如图所示。
l 有些油田的注水井洗井水是就地排放，容易造成环境污染，一也有些油田采用双管流程将洗井水集中到污水处理站与采出水一并进处理。