化学药剂在油气田产出污水处理中的应用

孙翔宇

（大庆油田水务公司净水剂公司，黑龙江大庆 163453）

对于石油以及天然气等能源来说，它们的产生、运输等过程中会出现一定的天然伴生水以及原始封存水体。结合现如今的情况加以分析，我国有不少老油气田在开发中期以及后期阶段后，油气井中的含水情况较为显著，而含水上升则会对油气田的开发造成一定的阻碍，同时也会给地面污水处理工作带来一定的压力。随着现在水平的不断提升，我国在石油、天然气等能源的需求方面也有了更多的要求，随着这一需要的上涨，油气产量也开始不断攀升，随之而来的是越来越多的油气田含油污水量的上升。根据现在的情况来看，目前在开展污水处理过程中，化学药剂的使用逐渐普遍起来，不仅化学药剂的种类在不断增多，投入量也随之有了很大的变动，这些因素的存在都会对污水处理造成十分重要的影响。

1 油田污水的处理现状以及化学药剂的主要概述

1.1 油田污水的处理现状分析

随着社会的不断发展，人们的环保意识也越来越强。在油气污水处理领域，油田采出水经深度处理后排放或注回已经受到人们越来越多的重视，所以，针对油田污水处理工作积极采用化学药剂已经成为至关重要的一点。化学药剂的使用对于油田污水处理有着十分重要的作用，是处理污水的重要途径之一。重点对化学药剂展开分析研究，使其得到更为合理的使用，除了可以帮助油田污水降低污染之外，甚至还能使其得到再次利用，在实现资源节约目的的同时又能够保证效益的增长，这充分体现了可持续发展理念。

油田污水指的是在原油开采过程中，随着开采进度的不断推进，原油开始不断产生，油田污水也随之从地下冒到了地上，此外，当原油以及油田污水一起到达原油脱水站之后，经过专业的脱水操作，最终得以分离。原油污水除了这一来源途径之外，在洗井过程中产生的废水等也算油田污水。一般来说，油田废水有着很多的来源，不仅包括来自地下不同深度的地层水，还有在原油开采各环节中产生的废水，后者十分常见，基于这一来源的废水，会使得污水中的成分变得更为复杂，通常包括石油类的悬浮类物质、固体颗粒等。除此之外，在油田污水中，还可以检测到不少的化学物质。从上述分析可以看出，油田污水中有着很多成分，并且这些成分复杂，所以在针对油田污水回注之前，必须要先使其接受有效的处理，如果没有经过有效处理便开始回注，污水中的某些物质会起到破坏作用，随之产生很多沉淀物质，导致堵塞裂缝与地层缝隙的现象。更有甚者还会影响注水层的渗透效果，促使注水效率变低，同时还会使得注水井的使用年限受到不利影响，这样一来就会造成资源浪费问题。

1.2 化学药剂的主要概述

目前在油田开发工作中，所用到的化学药剂种类日渐丰富，一般来说，根据使用功能加以区分，可以分为钻井化学药剂、油气开采化学药剂、油气集输化学药剂、油气处理化学药剂以及通用化学药剂。虽然这些都属于化学药剂，但是种类不同，其功效也有着很大的区别。在众多化学药剂中，含油污水处理药剂应用的频率比较高，从功能上进行分析，其应该归属于油气处理化学药剂的范畴，这类化学药剂的作用主要是为了能够保障污水处理效果，追求污水处理效率，从而促使污水质量得以改善，最终使得经过处理后的污水能够满足相关的标准要求。

2 当前化学药剂存在的主要问题

2.1 技术标准不完善

以我国现如今的化学药剂使用现状为例进行说明，虽然在整体上我国已经制定出台了不少规定标准，但是针对其中一些比较关键的内容却没有进行过多的详述定义。例如，对于很多常见的污水处理药剂而言，对其固体含量、密度等有着相关的说明，但是针对每种产品本身的作用以及重要性却没有充分展现。在这一问题的影响下，产品本身的可控性会受到一定的干扰，这对于产品检验效果十分不利。因此，在制定规划相关标准规范时，需要详细明确地规定药剂的具体使用含量。如果在标准规范制定过程中遇到了比较多的困难，至少也需要对于实际使用的药剂量进行相应的衡量，这样才能更好地展现药剂本身的质量。

2.2 产品命名不清晰

化学药剂可以被理解为复杂性化合物，因而在对其命名时会出现一定的难度。根据现在的情况来看，在命名时可以结合化学药剂的功能加以制定。

3 油气田污水处理中化学药剂的应用

3.1 缓蚀剂

金属在与其周围的介质进行接触时，可能会致使金属表面产生一定的破坏，这种情况被命名为腐蚀。在油气污水中，存在着很多离子，除此之外还包含着不少细菌以及具有腐蚀性的气体，因而油气污水有着较为显著的腐蚀性，在这一情况下，污水管道以及相关的处理设施很容易会被损坏腐蚀。在遭到严重腐蚀后，油气生产系统也会随之受到影响，情况严重的话，还会引发事故，进而导致周围环境出现污染。根据可靠数据统计发现，一部分油田污水腐蚀速度能够达到5 mm/a及以上，在这样的状况下，周围的管线以及设施设备都面临着不断更换改造的命运，对于油田开发工作产生了极大的阻碍，并且由于更换改造相关的管线设备，使用成本以及维护费用也会不断上涨，不利于成本节省。对此，为了能够尽可能降低腐蚀性，各个油田纷纷开始重点探究腐蚀原因以及防腐对策，在众学者以及相关工作人员的不断努力下，不少优秀的防腐对策也得以产生。

对于这种情况而言，可用的缓蚀剂种类比较丰富，并且不同种类的缓蚀剂，其组成成分也有着较大的不同，最终展现出的缓蚀效果也各有差异。对于缓蚀效果比较卓越的化学药剂来说，其中的组分中一般都有以氮为核心的各类有机化合物、酰胺以及咪唑啉类等。举例说明，中原油田经常会用到XHZ-1，这种缓蚀剂是咪唑啉类与季铵盐的复配产品，如果想要得到良好的缓蚀效果，这种药剂的投入量不得少于50mg/L。

3.2 阻垢剂

在对油田进行注水时，经常会出现结垢现象，结垢问题的产生会给油田生产特别是供水工作造成不利影响，各种问题会随之而来。根据相关工作人员的经验来看，在出现结垢现象后，井筒会因这一问题进而出现堵塞，一般来说，在这种情况下，与之有关的地层也会随之受到影响。根据调查发现，水垢的形成和相关盐类的饱和度及结晶情况有着十分紧密的联系。根据了解发现，水中的成分是影响结构的重要原因，水垢的形成原因十分复杂，其中包含的成分也比较多，不仅有碳酸钙、硫酸钙等，还有黏土类物质。通常情况下，生产中的堵塞物主要有水垢以及有机质。在油田生产工作过程中，时常会出现结垢问题，特别是对于部分污水输送管线等位置来说，要十分关注，否则将会致使管线之间的摩擦加大，进而会产生一些不必要的能源耗损。

油田常用的防垢剂：①无机磷酸盐。这种除垢剂的组分主要包括焦磷酸四钠、三聚磷酸钠等，通过研究发现，这类除垢剂来源比较广泛，容易获取，并且成本也比较低。但是其也有一定的缺点，它在实际使用过程中容易产生正磷酸钠盐，并且经过一定的反应会造成磷酸钙的出现。②有机磷。这种除垢剂的类型较为繁多，其中使用最为普遍的是羟基乙叉二磷酸钠以及氨基三甲叉磷酸。一般来说，这种物质具有十分显著的不溶于水性，但是其在温度十分高的条件下在水中会产生分解，如果投入量比较少，可以辅以其他化学药剂共同产生作用，作用效果较为不错。③聚合物。这种物质主要有聚丙烯酸。④复配型复合物。也就是将几种单剂加以混合，这些单剂之间不会发生反应，都可以发挥不错的效果，能够较好地满足复杂的除垢要求。

3.3 杀菌剂

（1）酸钠盐还原菌属于厌氧菌的一种，这种细菌在原油污水处理过程中较为常见，因而需要引以为重，通过对其分析发现，其可以对硫酸盐产生反应，使其发生还原反应。根据相关了解可知，酸钠盐还原菌喜欢在物体表面附着，而在水样检测时重点研究的是细菌在溶液中的生存情况，而这种细菌在水中没有显著的存活性，但却能够在部分管线的表层大量繁殖，其对环境有着极强的适应性，在高温高压等环境中都能够得以存活繁殖，其在代谢过程中会使硫酸盐还原，进而造成硫化物等的出现，这对管道而言，有着十分不利的影响，会对其造成较大的危害。

（2）氧化性杀菌剂。这种药剂指的是能够利用强氧化作用，使得细菌结构得以被破坏，这样它就无法实现正常代谢。

（3）非氧化性杀菌剂。这种杀菌剂借助在细菌表面附着的方式，形成一层高浓度离子团，这样一来，细菌代谢便会受到一定程度的抑制，最终实效杀菌效果。细胞膜属于一类应用广泛的选择性透过膜，其能够对细菌的离子平衡产生一定的影响，进而会导致蛋白质变性，这样也能够促使细菌繁殖受到阻碍。

3.4 混凝剂

不管是水中的胶体颗粒还是大量悬浮物，都能够在混凝剂的作用下得以凝集，进而形成沉淀，最终将其去除。对于油田污水而言，其中混杂着固体悬浮颗粒，并且这些物质表层带负电荷，在电荷的影响之下，这些颗粒物无法进行有效聚集，因而需要在混凝剂的帮助下使其实现下沉效果。在混凝剂的作用下，固体悬浮颗粒表层的负电荷能够得以被中和，并且颗粒物也能够在较短的时间内凝聚下沉。

4 油田污水处理的发展趋势

油田开采至中后期时，油气的产量会随之受到影响，因而会利用到一系列助产方式。注水开发目前是一种应用比较广泛的方式，这种方式在提升采收率的过程中，会利用到不少助剂，这样一来，采出水的含量也会不断增加，采出水的成分也会随之变得复杂。所以随着聚合物驱油技术的不断发展，油田采出水中存在着很多高分子聚合物，这也给污水处理工作造成了极大的阻碍。对于油田采出水来说，其需要经过很多步骤处理后才能被回注利用，如果处理结果不符合标准，会使得油田生产系统受到严重阻碍。所以油田化学剂的使用需要在油田生产系统中各个环节得以体现，合理利用化学药剂，能够起到不错的作用效果。

5 结束语

油田在开采以及生产过程中，肯定会造成大量污水的产生，这些油田污水中存在着不少有害成分，如果不能有效处理，将其直接排放，会给环境造成不小的污染压力，包括对地表水、地下水以及大气等污染。随着科学技术的不断发展，油田化学剂被用于处理油田污水，并且表现出了不错的效果，其中缓蚀剂、杀菌剂等多种化学药剂的使用，使得油田污水中的众多有害成分都得以被去除，尽可能避免了油田污水的污染问题，有效缓解了石油开采所带来的环境问题。