油田污水处理、分注、测试工艺技术
油田采出水处理技术
96.0
污水中，还有悬浮于水中呈微粒状的无机和有机非溶性（或 微溶性）物质
非溶性无机物 碳酸钙、硫酸钙、粘 土、砂、铁、氧 化镁、 氧化铝、硫化铁、硫 酸钡、硅土*等
有机物 细菌、酵母、藻类、原 生动物、硅藻、腐 生物、 丹宁酸、脂肪酸盐类、 聚合物、油等
*硅土既可为水中悬浮物，也可溶解于水内
二、净化采出水的回注与排放
板组捕集的原油浮升至板组上方的油层，
经可调堰板流入油室。流出板组的污水分 出油泥后，经可调堰板流入水室。板组组 合件与水平面呈45倾角，板间距 20~30mm。
粗粒化除油罐
DFX双流双滤料过滤器
DFX双流双滤料过滤器代表了从工业液流中过
滤污染物技术的先进水平。该过滤器通过一个 悬浮床实现了上向流过滤与下向流过滤的结合。
陶瓷膜过滤器 ：陶瓷超滤膜主要由Al2O3、TiO2或ZrO2 （氧化锆）等无机材料制造，由载体层、过渡层和膜层组 成。载体层和过渡层由固态粒子烧结法制成，膜层由溶胶 －凝胶法制作。 活性炭过滤器：活性炭是一种具有很大比表面积的孔性物 质，比表面积一般在1000m2/g以上，孔径10~105Å ， 主要依靠物理吸附分离水中的杂质。
油田采出水处理
在油气田生产过程中必然要产生一些废液（含油污水、污 油）、废渣（含油污泥、水垢）和废气（加热炉烟囱排放 气、甘醇再生塔顶气、立式固定顶储罐蒸发的油气、应急 放空天然气等）。 这些“三废”如不加以治理，随意排放，必然对环境造成 严重污染，破坏生态平衡。
谈油田分层注水技术工艺
在测试过程中所存在的压力不稳定等因素也有一定的负面影响。 其中还油田还
存在一 部 分水井 待调 试水 嘴也 导致 了该 类情 况 的发生 。 胜利 油 田河 口采油厂埕 东油 田建立 了 自身的水井 设计运 行管理 体系 ， 通过 该体系来 确保 油田分层 注水技术 能够高效 的发 挥作用 ， 并优 化了现有 的不 同类 型油藏 分注 水井 的技术 配套状 况 。 同时 ， 胜 利油 田河 口采油 厂埕 东油 田还对 自
况， 并结合 水井结 垢腐 蚀的 发展趋 势 ， 以本 区域 水质 以及工 具所 具有 的特 点为 基础， 确定 了五类 分层 注水 管柱 。 通过 这种 油 田分 层 注水技 术 的应用有 效 的改
善 了该油 田井下分 层注水 管柱技 术状况 ， 该油 田所应 用的五类 配套 的油 田分工艺技术。
［ 关键 词］ 分层 注水 、 技术 工艺 、 探 析 中图分 类号 ： Ｆ ２ ８ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ６ ４ — ０ １
油 田开发进 入后期 阶段时 ， 地层压 力 降低 ， 原油 的稠度 增高 ， 给油 田的开采
一
、
油田 分层 注水 工艺探 析
从 注水 井的层 面 来说 ， 在相 同的压 力系 统下 进行混 合注水 ， 会存在 某些层 断有 大量进水 ， 而 某些层 段进水量 较少 ， 甚 至存在一 些根本 不进水 的层段 ， 换句 话说 ， 不进水 层段 中的 油是无 法驱 替 出来 ， 油 田分 层注 水技 术就 是在这 种背景 下产 生并得 以不断 发展 起来 的。 分层注水 技术 的原理是 把所射 开的不 同层断 以
油田钻修井废水处理工艺技术研究及应用
油 气田环境保护
ENVIRONMENTAL PROTECTION OF OIL & GAS FIELDS
Vol31 No3
油田钻修井废水处理工艺技术研究及应用
张建忠李涛李辉胡旭辉
（中国石油冀东油田分公司井下作业公司）
摘要在钻井、完井、井下作业等油气田开发生产过程中，会产生钻井泥浆压滤液、压井液、洗井液、压裂 和酸化返排液等含油钻修井废水，这些废水组成复杂难处理，无法直接外排或回注。文章对冀东油田钻修井废 水的水质特性及组成进行分析，开发了 1套钻修井废水一体化处理技术，介绍了电催化、絮凝沉降、铁碳微电 解、多级砂滤等核心工艺，开展了絮凝剂、助凝剂及pH值调节剂的最佳条件试验研究。研究结果表明：最佳药 剂添加浓度分别为絮凝剂50 mg/L、助凝剂6 mg/L，最佳絮凝效果反应条件pH值为9。同时，现场试验应用 结果表明：该工艺处理后的污水水质能够达到SY/T 5329—2012（（碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》相关 指标要求，实现了钻修井废水的合规化处置。
2021 年6 月
Hale Waihona Puke 张建忠等：油田钻修井废水处理工艺技术研究及应用
• 43 •
冀东油田井下作业公司结合油田钻修井废水的 水质特性，开发出1套适用于油田钻修井废水的一 体化处理技术，研制了絮凝剂、pH值调节剂等相关 药剂，并实际应用于现场，取得明显成效，有效解决 油田钻修井废水的合规化处理的问题，同时实现资 源化利用。本文对钻修井废水处理的工艺原理、药 剂添加量及相关作用进行说明，分析了现场实际应 用情况，为油田含油钻修井废水处置工作提供参考 和建议。
冀东油田的多元分离装置主要采用两台套碳钢防 腐多元分离器，规格型号分别为4 600 mmX2 300 mmX 5 400 mm（双斗）,3 400 mmX 2 300 mmX 5 400 mm （单斗，含一分四配水装置）。向该装置内加入絮凝 剂、助凝剂及适应絮凝条件的pH值调节剂，分离器 上端配备防爆型搅拌机，工作状态下搅拌速度为90〜 120r/ min 。
油田分注工艺
工作温度120℃；工作压力25MPa；坐
封压力18～20MPa；洗井排量25～
30m3/h；解封力10～15kN。
HB -
75 4
3 分 注 封 隔 器 工 作 原 理
Y341-115（HB757-2）
2
封隔器
分 注 配 套
Y341-115是封隔器的统一编号。 Y-压缩式；3-支撑方式，表示无支 撑；4-坐封方式，表示液力坐封； 1-解封方式，表示上提管柱解封。 HB757-2是华北老编号。
地 面 定 量 分 注 工 艺
地面定量配水装置原理图
定量配水原理
出水孔
地层 压力P3
传压孔 压力P1
进水孔 压力P1
水嘴出口 压力P2
P1-进口压力，即注水压力；P2-喷嘴内腔压力； P3- 出 口 压 力 ， 即 地 层 压 力 ； ΔP- （ P1-P2 ） 。 当 P1=P3时无流量，P1＜P3时无实际意义，都不考虑。 P1＞P3时，流体经喷嘴小孔进入喷嘴内腔，再经 喷嘴和阀芯之间的环形空隙流入地层。
套变井分注工艺 最小井径不足110mm，用普通的井下工具无 法采取措施，为提高措施井成功率，采油 工艺研究院研制直径φ95mm封隔器及配套 工具，使得这些工具能通过最小井径100mm 的变形井段，并在下部的51/2″套管井段实 现密封，从而满足油井分层酸、堵、找、 卡、注水井分层注水调配的需要，从而提 高部分套管变形井的生产效率。
油田污水处理分注测试工艺技术
预处理：对收 集的污水进行 初步处理，如 过滤、沉淀等
分注测试：将 预处理后的污 水按照一定比 例分注到不同
的测试井中
数据采集：对 分注后的测试 井进行数据采 集，如压力、 流量、水质等
数据分析：对 采集到的数据 进行分析，评
估分注效果
优化调整：根 据数据分析结 果，对分注工 艺进行优化调 整，以提高污
工艺流程：分注测试技术应用于油田污水处理的工艺流程，包括预处理、生化处理、深度处 理等环节
技术特点：分注测试技术具有高效、节能、环保等优点，能够满足油田污水处理的需求
应用案例：分注测试技术在油田污水处理中的应用案例，包括国内外油田污水处理的成功案 例和经验总结
案例一：某油田采用分注测试工艺技术，成功解决了污水处理问题，提高了油田生产效率
提高处理效率：通过技术创新提高污水处理效率，降低成本 环保要求：满足日益严格的环保要求，降低对环境的影响 智能化：实现污水处理过程的智能化，提高自动化程度 资源化：将污水处理后的水进行资源化利用，如灌溉、工业用水等
采用先进的膜分离 技术，提高污水处 理效率
应用智能化控制系 统，实现远程监控 和自动调节
加强设备维护，减少故障 率
提高操作人员技能水平， 降低人为失误
成本效益分析：比较不同工艺技术的成本和效益 投资回报率：计算不同工艺技术的投资回报率 生命周期成本：考虑工艺技术在整个生命周期内的成本 环境效益评估：考虑工艺技术对环境的影响，如减少污染、节约资源等
降低成本：通 过分注测试工 艺技术，可以 减少污水处理 成本，提高经
济效益。
提高效率：分 注测试工艺技 术可以提高污 水处理效率， 缩短处理时间， 降低人工成本。
环保效益：分 注测试工艺技 术可以减少污 水排放，降低 环境污染，提 高环保效益。
油田污水处理工艺设计
油田污水处理工艺设计油田是地球上不可或缺的能源产地，然而，其开采过程中会产生大量的污水。
这些污水含有许多有毒有害物质，不仅危害环境，还会对人类健康造成影响。
因此，在油田开采中，必须采取适当的污水处理工艺，将污水处理成符合环境标准的可排放水，有益于环境保护和可持续发展。
污水处理工艺设计必须考虑以下几个方面：污水特性、处理效率、处理成本、设备结构和运行管理等。
为了达到最佳处理效果，最低的设备成本和运行费用，应在这些方面做到优化设计。
1、油田污水的特性油田污水是指在采油、注水、处理和储存等方面产生的含水量高，悬浮物质含量高，盐度高，pH 值低等特点的污水。
在污水处理过程中，必须根据污水特性来选择适当的处理工艺。
2、处理效率油田污水处理的效率应能够将污水中的各种污染物降低到规定的排放标准，包括化学需氧量(COD)，生化需氧量(BOD5)，总悬浮固体(TSS)，油脂和油脂含量(FOG)等。
要实现这些因素，需要选择合适的处理设备及处理工艺设计。
3、处理成本污水处理的成本也是设计的一个重要影响因素之一。
处理成本包括设备建设成本、设备操作和维护成本、化学品成本、电力成本等。
在实际工程中，应当采取合适的工艺来降低处理成本。
4、设备结构油田污水处理设备应满足以下四个要求：一是可靠性，能够持续运行长达数月或数年。
其次是自动化程度高，能够在低人力投入的情况下实现全面的污水水平。
第三要求是处理规模与污水产生量大小相匹配，只有这样才能避免不必要的设备投资和运行成本。
最后一个要求是设备操作维护方便，能够对设备进行日常保养和维修。
5、运行管理油田污水处理后，仍需在日后的使用中进行相关的管理工作。
管理内容包括日常清洗、检验和维修工作，监测水质变化情况，分析原因和提高维护工作质量水平。
最适合油田污水处理的工艺设计包括：物理处理、化学处理和生物处理。
其中，物理处理是将污水中的悬浮物、油脂等物质通过自然的物理过程脱除，对于油水混杂的污水处理效果最好。
油田含油污水处理及回用技术
油田含油污水处理及回用技术油田含油污水处理及回用技术随着石油开采的不断推进，油田含油污水问题日益严重。
油田污水含有大量的石油烃类物质，不仅对环境造成污染，还严重影响地下水资源的开发和安全。
因此，开展油田含油污水处理及回用技术的研究具有重要的意义。
目前，针对油田含油污水处理，常用的方法主要包括物理处理、化学处理和生物处理等。
1. 物理处理物理处理是通过物理力学原理将含油污水中的固体颗粒和油水分离。
常见的方法有沉降、过滤、离心和气浮等。
沉降是指将含油污水经过静态沉淀池等设备，利用离心力和重力将其中的固体颗粒沉降到底部，从而实现固液分离的过程。
过滤是通过滤料的孔隙结构将含油污水中的固体颗粒拦截，实现固液分离。
常用的滤料有砂石、活性炭等。
离心是通过转速高速旋转的离心机，使含油污水中的固体颗粒和油水分离。
离心技术具有处理效果好、处理速度快的优点。
气浮是利用气泡的浮力将含油污水中的油水分离。
通过向污水中注入含气的气液混合物，使气泡悬浮在污水中，将其带走。
气浮技术适用于含油污水中油含量较高的情况。
2. 化学处理化学处理主要是利用化学物质与含油污水中的有机物或无机物发生反应，使其凝固或沉淀，从而达到去除有机物和重金属离子的目的。
常用的化学处理方法有絮凝、中和和氧化等。
絮凝是指向含油污水中添加絮凝剂，使其中的悬浮颗粒凝聚成大颗粒，便于沉淀和过滤。
中和是利用酸碱反应，将含油污水中的酸碱度调整到中性或碱性，从而改善油水分离情况。
氧化是指利用化学氧化剂，如高锰酸钾、过硫酸钠等，氧化含油污水中的有机物，使其降解为无害物质。
3. 生物处理生物处理是利用微生物的生物活性，降解含油污水中的有机物。
生物处理常用的方法包括好氧处理和厌氧处理两种。
好氧处理是在含氧条件下，将微生物与含油污水接触，通过微生物的代谢活性，将有机物降解为无害物质。
好氧处理所需的设备复杂，但处理效果较好。
厌氧处理是在氧气缺乏的条件下进行，微生物通过厌氧反应将有机物转化为沼气等可再利用的产物。
油田采油污水回注处理技术及处理工艺方案
油田采油污水回注处理技术及处理工艺方案摘要：在处理油田污水时，采取回注的方式不仅可以有效防止空气污染，还能降低成本。
反之，将不符合标准的污水回注可能会损害地质结构，导致侵蚀和结垢问题。
因此，对污水进行适当处理后再回注至油田是非常重要的。
本文油田采油污水回注处理技术及工艺，并对油田采油污水处理技术方案进行了设计。
关键词：油田采油污水；回注处理技术；工艺引言在整个采油过程中，大量的污水会被产生，一旦处理不好会造成严重的环境污染。
这些油田污水需要经过特定处理才能符合注水标准，然后才能进行回注。
有多种类型的污水处理方法可供选择。
如果我们忽视了这一环节，不可避免地会导致环境污染，危及生态环境的健康。
因此，我们必须高度重视深入分析污水处理的重要性，并采用科学研究和合理的污水回注技术来解决这一问题。
一、油田采油污水回注处理技术分析（一）MBR污水处理工艺MBR污水处理工艺的基本原理是利用膜生物反应器来进行污水处理，其核心是采用膜分离设备替代传统的微生物工艺处理。
这种处理方法在效率和可靠性方面表现出众，同时也减少了商业用地的需求，最终改善了实际效果。
尽管MBR技术在全球范围内得到广泛应用，但在中国，其应用水平仍然相对较低，技术实力相对不足。
这与中国水资源日益匮乏的情况相关。
（二）SSF污水处理技术SSF污水处理工艺的核心在于结合浮泥过滤的实际应用解决方案。
该工艺的关键在于油烟净化器和计量结构设备的一部分，主要依赖于物理和可逆化学过程。
这种解决方案的处理技术相对来说较为简单，成本较低，操作也相对容易，而且不需要大量的商业用地。
尽管这种工艺技术在当今的污水处理领域中推广较慢，但大庆油田已经成功应用了这一工艺。
实际效果非常出色，更有效地解决了问题，同时也合理减少了污染。
此外，SSF工艺技术在处理油田污水方面具有巨大潜力，但需要不断的技术创新和发展趋势，以实现对中国油田发展趋势的有益突破。
（三）电解技术在油田污水处理中，电解法主要用于处理含乳液的废水。
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主，油水分离较慢。 低浊度污水：含油小于100mg/l、 乳化程度高，油珠及悬浮物粒径分 布以小颗粒为主，油水分离较慢。
一、含油污水处理工艺技术
2、含油污水分类
稠油污水
含油高、乳化程度高、油水比重差小，含砂较多，胶质沥青质含量高、油 水分离比稀油污水时间长难度大。
压滤或精滤
▓ 污水除油及净化处理效率高 ▓ 设备组装化、自动化程度高， 现场预制工作量小 ▓ 回收油品质下降，处理难度大 ▓ 流程动力消耗大，维护工作量 较大
一、含油污水处理工艺技术 污水处理技术
开式生化流程 隔油
浮选
生化降解
沉降
吸附过滤
▓ 污水除油净化处理效率高 ▓ 工序较多，有时还需增加 除盐、降温等工艺 ▓ 处理后的污水能够达到地 表排放标准 ▓ 适用于采出量大但回注量 小需要外排的油田
应用逆向流分
离沉降技术。悬浮
物沉降方向与水流
方向相反，罐底设
滑泥坡，安装动力
收油
出水 排泥设备，加密加
大排泥力度，提高
沉降罐有效容积，
悬浮物去除率提高 进水 30%。
逆向流沉降罐结构图
通过控制反 应器喷嘴尺寸 及水的流速， 药剂快速均匀 分散，水力搅 拌促使颗粒碰 撞凝聚，絮凝 体尺寸粒径变 化从微米级增 加到毫米级。
含聚污水
含聚合物、含油高、乳化程度高、乳化油水界面膜强度大，不容易破乳， 污水粘度大，油水分离难度最大，需要消耗的药剂量大，聚合物污泥量大， 含水率高，难以处理。
腐蚀性污水
污水矿化度高、PH值低于6，高含二氧化碳、硫化氢，SRB等，腐蚀速度大 于0。076以上。
一、含油污水处理工艺技术
3、处理后的污水水质基本要求
重力式流程 自然(或斜板)除油 混凝沉降
压力(或重力)过滤
▓ 对原水含油量、水量变化波动适应性强 ▓ 自然除油回收污油品质良好 ▓ 投加药剂混凝沉降后水质净化效果良好 ▓ 压力滤罐数量较多、操作量大 ▓ 处理工艺自动化程度稍低 ▓ 适用于规模较大、对水质要求不高的油 田污水处理
一、含油污水处理工艺技术 污水处理技术
常规污水处理方法
除油：重力收油、气浮、旋流 除悬浮物：混凝沉降、气浮、过滤 除氧：密闭隔氧、除氧剂 缓蚀：投加缓蚀剂 杀菌：投加杀菌剂 阻垢：投加阻垢剂 ······
一、含油污水处理工艺技术 污水处理技术
常用工艺流程
▓ 重力式处理流程 ▓ 压力式处理流程 ▓ 浮选式处理流程 ▓ 开式生化处理流程
一、含油污水处理工艺技术 污水处理技术
油田污水处理、分注、测试工艺技术
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
提纲
一、含油污水处理工艺技术 二、分注工艺技术 三、分层测试工艺技术
一、含油污水处理工艺技术
水是石油的天然伴生物。目前我国大部分油田采用 注水开发方式，随着油田的不断开发，油井采出液不断 增加，造成油田污水越来越多，给油田污水的排放和处 理带来很大的困难。为有效利用采出污水，对污水进行 处理回注是经济实用的办法，同时要确保油田的高效注 采开发，对油田注入水水质有一定的要求，所以油田含 油污水处理技术是发展我国石油生产的一项重要技术。
一、含油污水处理工艺技术 污水处理技术
三段式污水处理流程
除油
混凝沉降
压力过滤
自 斜 粗气旋
水
混
胶
深层过滤
然 板 粒浮流
中
凝
体
表面过滤
重 (管) 化 除 除
胶
剂
与
力 除 (聚 油 油
体பைடு நூலகம்
在
混 粒状
纤维 滤芯 滤网 无机 有机
除 油 结) 工 工
的
水
凝 滤料
滤料 网、布、 金属 膜
膜
油 工 除艺艺
性
工 艺油
一、含油污水处理工艺技术 注入水水质标准
SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》
溶解氧(mg/L) 硫化氢(mg/L) 侵蚀二氧化碳(mg/L) 总铁含量(mg/L) pH值
＜0.05 ＜2.0 -1.0＜CO2＜1.0 ＜0.5
7±0.5
一、含油污水处理工艺技术 污水处理技术
高效混凝旋流反应器
一、含油污水处理工艺技术 污水处理技术
压力过滤
吸附 絮凝
把悬浮颗粒吸附到滤料颗粒表面。
产生具有最佳过滤性而非最易沉淀的絮体，必要时辅以助滤剂， 生成小而致密的絮粒，提高絮粒与滤料颗粒表面间的接触机率。
沉淀 去除粒径小于孔隙空间的颗粒。
磁铁矿 石英砂 金刚砂
对油田注入水，除要求水量稳定、取水方便和经济 合理外，还必须符合以下要求：
➢ 水质稳定与油层水相混不产生沉淀 ➢ 水注入地层后不使粘土产生水化膨胀或产生混浊 ➢ 不得携带大量悬浮物，以防注水井渗滤端面堵塞 ➢ 对注水设施腐蚀性小
一、含油污水处理工艺技术 注入水水质标准
SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》
质
中 的
剂 相
核桃壳、石 纤维束、 纱线、 英砂、金刚 纤维球、 烧结金 砂、磁铁矿、 纤维棒 属、陶
网或 合成 树脂
陶瓷 膜、 金属
聚合物 类，包 括亲水
艺
工
水
互 陶瓷、无烟 等
瓷等 网 膜、 性和疏
艺
解
作 煤等
玻璃 水性
用
一、含油污水处理工艺技术
除油
8 7
3
2 1
自然除油罐结构图
56 4
1--进水管
一、含油污水处理工艺技术
1、含油污水来源
➢采出水
油井
计量站
脱 水
联合站
外输油 污水处理 注水系统 注水井
➢生产过程污水：
过滤器反洗水、排污回收水、洗井水、油水井作业废水等。
➢其它系统来水
一、含油污水处理工艺技术
2、含油污水分类
普通稀油 污水
低含水 阶段
高含水 阶段
含油高、乳化程度低，油珠粒径分 布以大颗粒为主，油水分离快速。
2--中心反应筒
3--配水管
4--集水管
5--中心管柱
6--出水管
7--溢流管
9
8--集油槽
9--出油管
10
10--排污管
污水处理技术
一、含油污水处理工艺技术 污水处理技术
混凝沉降 水中胶体粒子及微小悬浮物聚集沉降析出的过程。通过合理设置药剂投加位
置、次序、时间间隔，确保药剂与水充分混合，发挥应有的混凝作用。
压力式流程 旋流(或立式罐)除油 聚结分离 压力沉降
压力过滤
▓ 污水在站内停留时间较短， 处理净化效率高 ▓ 对水质、水量波动的适应能 力稍低 ▓ 系统流程机械化、自动化水 平稍高 ▓ 可充分利用来水水压，减少 系统二次提升
一、含油污水处理工艺技术 污水处理技术
浮选式流程 接收(溶气浮选)除油
射流或诱导浮选分离