延长油田含油污泥处置利用技术现状及展望

＊郑川江 柳伟明 李玉蓉

（延长油田股份有限公司志丹采油厂 陕西 717500）

延长油田地处陕北，在油气开采、炼制过程中产生大量含油污泥，组分性质复杂、有害物超标、处理难度大、处理费用高，不仅影响现场生产，造成资源浪费，还会危害到人类的生存环境与身体健康。特别是，陕北地处黄土高原，生态环境更为脆弱，其所带来的环境污染问题更加严重。为此，油泥无害化处理与资源化利用已成为石油生产企业亟待解决的重要课题。

1.含油污泥性状及危害

(1)含油污泥性状

目前，延长油田含油污泥主要为联合站、炼油厂储罐底泥或现场落地油泥等，其含水14.7%～70.5%，含油8.7%～56.7%，泥砂固体4.6%～75.2%；沉降罐、隔油池底泥相对密度1.03～1.11，pH值6.5～8.0；污泥比阻大，可压缩、可流动性能较差。原油族组分以饱和烃、芳香烃为主（＞80%）；不同沸程区间组分含量差异明显，重油为主，轻油次之。重金属等指标符合我国农用污泥限值要求，但石油烃类超标百余倍，为主要污染源。

(2)含油污泥危害

目前，油气行业含油污泥已被列入《国家危险废物名录》。在陕北地区，油泥约占其危险废物年产量的67.1%。近年来，环保形势趋紧，资源开发与环境保护的矛盾引人关注。未经减量化处理的临时堆存，占用大量土地，易对水土、大气造成严重污染，还可能导致燃爆事故；陕北耕地资源短缺、饮用水源有限，这将使环境不能承受之重。同时，污染物通过农作物、水生生物富集间接进入人体，或通过空气、饮用水被直接摄入，都会危及人类健康。

2.污泥处置利用技术研究现状

(1)处置利用控制标准规范

20世纪90年代，美国等发达国家就已颁布了油泥处置利用相关标准以及较为完善的环保法规。2001年起，国内先后出台了危险废物污染控制技术规范、标准以及法律法规，但对油泥缺乏更具针对性的指标限值。近年，黑龙江、陕西、新疆相继发布了相关的地方标准（DB23/T 1413-2010、DB61/T 1025-2016、DB65/T 3998-2017），因处置利用途径不同，控制指标及限值也都存在明显差异。2020年7月，陕西发布了《含油污泥利用与处置污染控制技术规范（征求意见稿）》，进一步明确了处置利用过程中有关工程设计、运行、环评以及监管的要求。

(2)处置利用技术研究现状

含油污泥处置利用技术主要包括调质-机械分离（预）处理、热处理、溶剂萃取、生物处理以及污泥调剖等综合利用技术。其中，调质-机械分离后还需深度处理；填埋、焚烧“简单粗暴”，无法回收原油；热解、萃取工艺复杂，成本较高；热洗成本低，但需高适配性药剂；生物处理周期过长。同时，上述方式均存在二次污染风险。目前，国外已开发出多种工艺技术及配套设备，实现了规模化现场试验或应用，如SAS MIST ECO油泥分离药剂及模块化系统、VacuDry®高温真空蒸馏工艺、TCC®移动式热解吸机械清理工艺、AquaCritox超临界水热氧化工艺等。近年来，国内在新技术室内研究中取得了新进展，如阴燃处理法、微波热处理法、电动力学法等[1-2]；其中，调剖处理也为其资源化利用提供了新方向。

(3)延长油田含油污泥相关技术进展

目前，延长油田油泥处置主要依靠相关资质企业，主要工艺包括浓缩→干燥→焚烧、热洗→分离→压滤→固化、调理→气浮→分离等。2014年3月起，先后规划建设8个减量化处理工程，其中，志丹、定边等采油厂分别采用了调质（絮凝、均化）—叠螺分离机脱水、低温离子法技术。

3.污泥处理工艺技术

2009年起，延长石油集团开始致力于油泥处理技术研究与现场试验，已取得相关授权专利20余项，并参与起草了陕西省地方标准《含油污泥处置利用控制限值》。

魏彦林、杨志刚等[3-4]通过“热洗→三相分离→压滤→固化”现场试验，除油率达90%；污泥制砖浸出液COD满足标准限值要求；此外，利用“pH调节→絮凝脱水→低温热解”实现了对含水＞70%、含油＞10%油泥的油水分离；还探索了“筛分流化-化学调质-机械分离”技术最佳工艺参数，经处理污泥剩余含油小于2%。

杨东元等[5-7]利用“超临界流体多级萃取-裂解耦合”，闪蒸即得轻油，萃取分离重油，处理后可达填埋标准；将油泥经化学调质-离心脱水至含水＜80%，再与经破碎的煤气化、煤液化以及煤油共炼残渣等混合、造粒、煅烧，可得粒度≤10目的轻质微孔陶粒；“多段炉干化脱水-汽柴油多级多段分馏-高温气化”也实现了油泥中原油回收利用。

姚彬、扈广法等[8-9]掺配油泥制成多组分料浆用于合成气生产，料浆浓度＞62%、粘度＜1200mPa·s，流动性、稳定性较好，满足生产工艺要求。将油泥与煤掺配制备水煤浆，ANSYS Fluent模拟表明，掺配比5%时，相较于空白水煤浆，粗煤气中有效气（CO+H2）体积分数由81%提高至86%，在保证气化炉运行更经济的同时实现了节能环保。

杨鹏辉等[10]利用真空管式热解炉对油泥作热解处理，原油回收率达83%；同时，残渣与标准煤混合制成燃料的热值达24000kJ/kg，且燃烧烟气符合标准限值要求。王凤超等[11]利用长官庙联合站污泥，将其与煤、生物质等混合成型，原料煤:污泥:黏土:杏壳＝4:4:1:1，添加水量5%，制得型煤热值达16505kJ/kg，焚烧废气、残渣污染物均满足油泥综合利用要求。

田耕虎[12]筛选出“油泥+弱凝胶”（9:1）调剖剂体系，油泥固含量10%、悬浮剂0.1%～0.2%、M分散剂0.15%～2%，岩心封堵率达96.4%，突破压力＞9MPa，封堵作用明显。吴亚等[13]优化出“油泥-弱凝胶复合调剖体系”，掺油泥15%，候凝2d（70℃）粘度达20000mPa·s；注入0.3PV，封堵率99%，突破压力＞10MPa。

4.配套技术及设备

在配套技术研发方面，杨东元、扈广法等[14-16]先后开发了多种预处理技术，如以CO2或水为溶胀剂的“超临界流体快速溶胀调质”技术；或以含氟水溶性高分子共聚物以及表活剂作调质剂，或采用含氟聚羧酸类分散剂，并利用超声波强化传质分散；处理后，油泥可直接与煤掺配制水煤浆。魏彦林等[17]研发的处理药剂-表活剂（2.5%～10.0%）、生物酶（0.25%～2.0%）、氯化钙（0.05%～0.2%）、丙二醇（5%～10%）混合水溶液，可降低油水界面张力至10-2mN/m（室温）。

在处理设备研发方面，魏彦林、杨志刚等先后从油泥热解处理、掺配油泥制备水煤浆、调质造粒固型等方面，研发了多套处理设备或结构配件，如由油泥预制、超声波萃取、两相分离及萃取剂回收等系统组成的成套处理设备，有效提高了萃取效率和原油回收率[18]。

5.污泥处置利用技术发展趋势与展望

目前，我国油泥处置利用市场空间大，为相关技术、设备研发提供了机遇。但随环保监管力度持续强化以及法规、标准不断完善，技术提标升级将会给行业发展带来新挑战。

业者更多聚焦于原油及能量的回收利用，对其中某些污染物关注度有限；但排放相关指标限值正在不断细化、完善，技术研发应再向前一步，方可从容应对新形势、新变化的要求。

此外，对于单一技术的不足，应从污泥性质、技术特点、现场条件等入手，结合产业政策发展需要，将不同工艺技术协同耦合，形成更具针对性的环保达标、经济可行的处置利用方式；对油田自身来说，当地质条件符合要求时，油泥调剖不失为一种有效的资源化利用途径。