中海油能源发展有限公司采油服务分公司曹妃甸FPSO作业公司 天津市滨海新区 300452
摘要：现如今，我国是21世纪快速发展的新时期，随着国民经济的不断增长、科学技术的不断创新，海上油田开采技术的发展得到了质的飞跃。在海上油田开采过程中会产生大量的采油污水，这些污水里含有各种污染物，会严重威胁生态海洋环境，不利于建设稳定和谐社会。对此，有关部门必须高度重视海上油田污水处理技术的科学高效应用工作，要积极优化和改善污水处理工艺技术，加强对污水处理的监督管理工作，确保相关工作人员能够履行好自身的职责，避免将含有大量污染物的采油污水直接排放到海洋中，文章主要对海上油田污水处理技术展开分析与探讨。
关键词：海上油田；污水处理技术；实践应用
引言
随着海上油田开发进行，原油含水率上升，在开发过程中产生大量的采油污水，污水中含有油、悬浮物及有机物等污染物，直接排放会对海洋环境造成重大污染。而由于海上平台空间小，承重能力有限，陆上油田的一些成熟的处理工艺无法应用。因此，需要质量轻、处理效果好的高效处理设备。本文作者概述了海上油田污水的处理技术，主要包括海上油田注水水源及水质处理、采出水处理达标排放技术，以期为该领域的研究提供参考。
1海上油田污水的水质及分离原理
油田污水最为显著的特征就是偏碱性、含铁少、矿化度高及硬度低。人们依据油田污水中油粒的大小，将污水中的油划分为4种不同的类型，它们分别是游离油、分散油、乳化油及溶解油。其中，游离油中的油粒直径大于50μm。分散油中的油粒直径为20～50μm，分散油中的油珠能够较为容易地从污水中有效分离出来，并且在海上油田污水中，分散油占污水与含油量的60%。乳化油中的油粒直径要小于20μm，该油粒会与水结合变成一种乳状液体，属于水包油型乳状液。污水处理人员在处理该种类型的原油污水时较为困难，需要经过反相破乳处理，乳化油占据了污水含油量的10%。最后一种是溶解油，该油通常以分子状态溶解在水中，油粒直径大小无法准确测量，溶解油在原有污水中占据的比例很小，工作人员难以对其进行消除。根据油田污水中不同直径的油粒，工作人员可以采用不同的油水分离方式。比如，针对直径超过50μm的油粒，可以利用油水之间存在的密度差，促使油粒能够基于水的浮力作用有效上浮到收油设备的表面，实现油与水的分离操作目标。根据斯托克定律公式可知，油滴的尺寸越大，其直径平方也会越大，上升速度也会呈现出越来越快的趋势。由此可得，油滴尺寸越大，油滴上升到收油设备表面所消耗的时间也会越短，比较容易实现油与水的分离。此外，油田污水分离操作工作效率会受到温度的影响，温度越高，水的黏度越低，而污水中的油滴垂直运动速度则会增大，通过在较高温度环境下展开油与水的分离操作能够有效提高工作效率。如果是面对直径偏小的油粒分离操作，比如分散油，它具有上浮速度偏慢的特点，工作人员可以借助外力促使油粒从油田污水中有效分离出来，基于水利旋流器的离心作用将油与水进行分离。工作人员在油田污水分离操作中还可以科学采用过滤方法，将污水中的油成功吸附到过滤介质上。比如，通过上的核桃壳过滤器装置，从污水中分离出乳化油和分散油，为了最大限度地提升回收油的质量和效率，还可以在设备上游融入一定量的化学药剂。
2海上油田污水处理技术
2.1粗粒化处理法
粗粒化处理法，主要目的是去掉水中的油渍。在含油污水的处理过程中，粗粒化因其操作简单、成本低等优势应用广泛。在含油的污水中放置粗粒化材料装置，就会发现污水中的油珠越来越大，这时候，污水就会实现油水分离。粗粒化的过程，就是分散油的过程，在这个过程里，一定要仔细选择粗粒化材料的质量，必须要亲油、吸油的材料，比如：石英砂等。
更要注意的是，粗粒化也不是适合任何含油的污水，一旦遇到无法汇聚的污水，粗粒化就难以实现它的去油功能了，这就要去探寻别的方法了。
2.2海上采油过程膜法水处理新技术
海上油田开采采出水经过传统的絮凝工艺和沉淀工艺之后，含油量会有所降低，一般会降低到10mg/L以下，并且在剩下的油物质中主要是以乳化油和溶解油这两种形式为主的。因此传统的方法把出水中的含有表面活性剂等的物质都处理完了，所以再对剩下的乳化油和溶解油进行处理的时候，传统的处理方法就不太好处理。而膜分离技术在处理油田采出水中的应用可以很好的解决这一问题，在这项技术中对超滤和微滤膜技术的运用可以有效的去除采油污水中的乳化油类。在进行这一工艺的时候，首先需要选择合适的膜工艺以及膜组件，这样就可以提高出水除油率，可以一次性除去水体中粒径<100lam的油滴，而且在对油和乳化油分散的过程中具有很强的适应性，除油率可以达到90%，同时这种工艺还可以有效的去除出水中的细菌，不会造成二次污染，在实施的过程中不会出现质量变化的问题，而且这种工艺在使用过程中耗能少，流程短，具有很强的实用性。微滤膜在运用的过程中大多使用的是陶瓷微滤膜。例如在对辽河油田的某个采油厂过滤后的采出水进行注水处理的时候，采用的就是0.8μｍ的陶瓷膜，最后使水中存在的悬浮物固体含量由原来的20~50mg/L下降到1mg/L以下，使悬浮物颗粒的直径降低到1μｍ以下，使出水中的含油量降低到3μｍ以下，从而可以满足特低渗透油田注水对出水水质的要求。随着人们环境保护意识的不断提高以及人们越来越关注环境问题，最近几年，在对海上油田采油污水回注处理过程中对超滤膜处理技术的研究越来越深，我国各大油田都开始对此技术展开研究，并对研究成果进行运用实验，最后使污水处理后的出水水质能够完全符合《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》中最高标准的要求。除此之外，我国的一些大型油田已经开展了对超滤处理油田采出水的中试研究，并且取得了一定的成绩，使处理过的出水质量达到了油田会注水中SY/T5329-1994的A1标准，有效的满足低渗油田以及特低渗油田对注水质量的要求。我国大庆油田通过对500ｍ3/ｄ的超滤膜处理油田污水技术的运用，最后对油、悬浮物以及细菌的去除率分别达到100%、84.3%和97.8%，颗粒粒径的中值打到0.7μｍ，通过此技术净化后的水质已经能够达到特低渗透油田回注水水质标准。
2.3减量化技术
减量化技术也称源头控制技术，主要包括防止水流进入生产井和防止污水升至平台技术。防止水流进入井筒技术，主要包括机械封堵和化学堵水，前者主要依靠各种机械工具和完井技术防止水流进入井筒，后者则依靠注入化学药剂，通常是聚合物凝胶。该技术一般被看做油藏或采油生产领域的工作，而不被看做是环保方法。减少污水升至平台技术研究应用较多的是井下油水分离技术和海底分离技术。井下油水分离技术指在井筒中安装分离装置，处理指在生产井中安装分离装置，将产出液进行分离，分离出来的油通过管线输到地面，直接进入地面油管网，分离出来的水在井下直接注入到其它层段。即一口油井中，一个油层采油，同时也给另一个对应层注水。该技术存在的主要问题是分离效率有待提高。
结语
综上所述，与西方发达国家相比较，我国海上油田污水处理技术研究应用水平较为落后，各地区石油企业必须结合自身污水处理工作的实际情况，合理引进和利用先进的海上油田处理技术，并结合我国海上油田污水水质情况，优化设计污水处理设备，形成符合我国海上油田污水处理工作实际需求的处理技术路线，全面提升污水处理工作的质量和效率。
参考文献：
［1］刘涛，包木太，李希明，等．油田污水处理工艺中COD的去除研究进展［J］．化工进展，2019，28（11）：2035-2039．
［2］杜春安，潘永强，吴晓玲．海上油田污水处理技术研究进展［J］．化工进展，2018（2）：54-56．