化學(xué)藥劑在油氣田產(chǎn)出污水處理中的應(yīng)用

　　在石油和天然氣的生成、運(yùn)移期間會有一定的天然伴生水以及原始封存水體。目前我國許多老油氣田進(jìn)入了開發(fā)中后期，油氣井呈現(xiàn)出中高含水的趨勢，含水的上升給特別是中低滲油氣藏帶來了較大的開發(fā)難度，同時也給地面污水處理場站帶來了較大的壓力，對產(chǎn)出污水的處理面臨的較大的難度。本文探討了化學(xué)藥劑在油氣井產(chǎn)出污水處理中的重要作用，為該類化學(xué)藥劑的合理利用提供指導(dǎo)。

　　1、緩蝕劑

　　金屬與周圍介質(zhì)接觸被導(dǎo)致表面被破壞的現(xiàn)象稱為腐蝕。油田污水中包含了各種離子，同時各類細(xì)菌及具有腐蝕性的氣體也被包含在內(nèi)，所以具備很強(qiáng)的腐蝕性，容易對污水管道和水處理設(shè)備造成腐蝕破壞。這些設(shè)備在嚴(yán)重腐蝕情況下，油田生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行也會受到明顯影響，嚴(yán)重情況下還會引發(fā)事故，導(dǎo)致環(huán)境污染。個別油田污水腐蝕速度每年可超過5mm，這就導(dǎo)致相關(guān)管線和設(shè)備一年后就不得不更換或改造，這對油田正常開發(fā)會產(chǎn)生干擾，且使用和維護(hù)成本也因此大幅提高。因此為減輕腐蝕，各油田都開始對腐蝕及防腐問題進(jìn)行了大量研究，一些先進(jìn)的防腐技術(shù)和措施也被研發(fā)出來。

　　這種處理的緩蝕劑有很多種，其組分差異很明顯，且對應(yīng)的緩蝕效果差異也較大。油田污水處注水系統(tǒng)常用的緩蝕劑有：伯胺類、聚胺類、仲胺類、咪唑啉類、酰胺類、二胺類以及季銨鹽類等。對于部分高效的緩蝕劑來說，它們往往含有以氮為核心元素的各類有機(jī)化合物、酰胺及咪唑啉類等。如中原油田現(xiàn)用的緩蝕劑XHZ-1，為咪唑啉類和季銨鹽的復(fù)配產(chǎn)品，要想確保緩蝕率在八成以上，則投加量最低需達(dá)到50mg/L。

　　2、阻垢劑

　　在對油田進(jìn)行注水時，結(jié)垢現(xiàn)象時有發(fā)生，給油田供水系統(tǒng)帶來了諸多問題，注水系統(tǒng)的各部分結(jié)構(gòu)都會受其影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，結(jié)垢后，井筒內(nèi)將極有可能發(fā)生堵塞，通常情況下，相應(yīng)地層也會受到破壞。水垢的形成和相關(guān)鹽類的飽和度及結(jié)晶情況存在一定密切關(guān)系。影響結(jié)垢的主要因素是水的成分，水垢成分較為復(fù)雜，包括碳酸鈣、硫酸鈣和粘土類物質(zhì)等。一般情況下生產(chǎn)中的堵塞物主要包括水垢、有機(jī)質(zhì)等。結(jié)垢問題在油田生產(chǎn)系統(tǒng)中時有發(fā)生，尤其是在部分污水輸送管線、設(shè)備的管道處，這樣會導(dǎo)致管線摩擦加大，且能耗增加。

　　油田常用的防垢劑有：

　　(1)無機(jī)磷酸鹽。常見的此類除垢劑主要有磷酸三鈉、焦磷酸四鈉、三聚磷酸鈉。這類藥劑的主要特性表現(xiàn)為材料來源廣，生產(chǎn)容易，價格低。其缺點(diǎn)在于工作中容易水解產(chǎn)生正磷酸鹽，且因反應(yīng)而產(chǎn)生一些磷酸鈣。

　　(2)有機(jī)磷。此種類型的除垢劑的種類十分豐富，但最為常見的有羥基乙叉二磷酸鈉(HEDP)以及氨基三甲叉磷酸。通常情況下，此類物質(zhì)幾乎不溶于水，但是在高溫下，卻可在水中發(fā)生水解。如果對其投放量過少，其可以和其他各類處理劑方便搭配使用，其應(yīng)用頻率很高。

　　(3)聚合物。此類物質(zhì)主要有聚丙烯酸、聚馬來酸酐等，后一種可以有效阻止硫酸鈣和硫酸鋇沉淀。

　　(4)復(fù)配型復(fù)合物。也就是將幾種單劑組合起來而形成的，這些單劑之間不發(fā)生反應(yīng)，都可以高效發(fā)揮作用，可以較好的滿足復(fù)雜的除垢要求。

　　3、殺菌劑

　　(1)硫酸鹽還原菌(SRB)是一種常見的厭氧菌，其屬于脫硫弧菌屬中的一種致黑芽梭菌，其可以將硫酸鹽還原。這種細(xì)菌附著表面生長的，因而水樣檢測出含有的菌量主要能夠?qū)?xì)菌在相關(guān)溶液中的存活狀況進(jìn)行反應(yīng)，而脫硫弧菌可能并不適宜在水中存活，但卻能夠在部分管線的表層大量繁殖，其有很高的環(huán)境適應(yīng)能力，可以在高礦化度、高溫高壓下生存，這種菌最宜生長溫度為35℃，其在代謝過程中可以將相應(yīng)硫酸鹽還原成硫化物而對管道產(chǎn)生危害。此類細(xì)菌適宜在死水區(qū)生存，比如具有低流速的沖洗罐以及管線等，且可以在鋼鐵表面快速的繁殖，而促使了鋼鐵的腐蝕，且在嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致管線穿孔。其分泌出的黑色粘稠殘?jiān)€會導(dǎo)致地層孔道堵塞，對原有的生產(chǎn)過程中帶來嚴(yán)重影響，在此類細(xì)菌的繁殖過程中，往往會隨著腐生菌以及鐵細(xì)菌的產(chǎn)生，該過程能夠促進(jìn)此類細(xì)菌的生長。

　　(2)氧化性殺菌劑。主要是在強(qiáng)氧化作用下，使細(xì)菌的結(jié)構(gòu)破壞掉，從而使其無法正常代謝而死亡。

　　(3)非氧化性殺菌劑。這類殺菌劑可以吸附到細(xì)菌表面，且形成一層高濃度的離子團(tuán)，這樣細(xì)菌的代謝過程就受到抑制，而起到殺菌效果。細(xì)胞膜屬于一類應(yīng)用廣泛的選擇透過性膜，其可以對細(xì)菌的離子平衡產(chǎn)生一定影響，同時破壞了細(xì)菌的能量轉(zhuǎn)換過程，進(jìn)而會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，而對細(xì)菌的生長繁殖起到阻值作用。

　　4、混凝劑

　　混凝劑也是一種常用的污水處理劑，無論是水中的膠體顆粒，還是大量固體懸浮物，都可將其凝聚在一起，從而以沉淀物的形式將其除去。污水中的固體懸浮顆粒表面帶服電荷，這樣在電荷作用下其不容易聚集沉淀，因而需要通過混凝劑來促使其下沉，混凝劑可以中和固體懸浮顆粒表面負(fù)電荷，且促使其迅速的凝聚而下沉。

　　綜上所述，隨著新技術(shù)不斷發(fā)展和創(chuàng)新，水處理工藝水平也在不斷提高，生物處理技術(shù)、膜處理技術(shù)等技術(shù)解決了很多過去無法解決的問題。(來源：中國石油長慶油田分公司第一采氣廠)