气田采出水处理及回注地面工艺技术探析

气田采出水处理及回注地面工艺技术探析

师红磊1,孟俊峰2,王勇2

（1.长庆油田采气二厂米脂天然气处理厂，陕西 榆林 718100； 2.长庆油田第一采气厂第二净化厂内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗无定河蒙大工业园区，内蒙古 鄂尔多斯 017300）

摘要：国际对能源的大量需求，使气田开采规模逐渐加大，因而气田采出水量在不断增多，在这一背景下，如何对气田采出水进行有效处理是行业人员较为关注的问题。本文先分析气田采出水处理及回注地面工艺技术现状，进而重点探究气田采出水处理及回注地面工艺技术优化对策，以期为相关行业人员提供参考。

关键词：气田采出水；回注地面；采出水处理

引言：在天然气产量逐渐增加的情况下，气田采出水量也在不断加大。如何对气田采出水予以有效处理，降低处理成本，控制环境污染，推动采出水处理行业可持续发展，是行业人员较为关注的问题。目前，我国气田采出水处理及回注地面工艺技术尚处于发展阶段，行业人员应在分析工艺技术应用现状的基础上，探究优化工艺技术的措施。

1气田采出水处理及回注地面工艺技术概述                 

所谓气田采出水，是指采集天然气时夹带的地下水。在天然气采集过程，气田采出水的有效处理一直是难点问题。一方面，地下水长期处于地下会滋生大量细菌和病毒，这些细菌和病毒往往会随着地下水一同带出地面，但由于危害性难以确定，如果未有效处理，可能造成环境污染，为人民生命安全带来威胁。另一方面，气田采出水含有大量矿物质，如锌、钡、氯化物、硫化物等，不免存在有害成分。以工业生产为例，工业生产过程产生的废水通过含有大量有害成分，所以不可直接排放，要在排放前进行严格处理，所以同理，气田采出水在回注地面前也要通过有效处理，这就需要应用气田采出水处理及回注地面工艺技术。

第一，不含醇的气田采出水处理工艺。这种方式主要在天然气处理厂中配置水处理设施，并由专业人员操纵设施进行专业水处理，技术流程为：将杀菌剂加入采出水中，通过沉降处理后加入絮凝剂，待过滤完成后将过滤水送入水罐中。

第二，含醇的气田采出水处理工艺。这种方式较为成熟，可结合采用油浮和过滤的方式，以保证采出水达标。其中，沉降工艺主要通过旋流反应沉降设备进行沉降处理，吸附污泥，净化采出水水质；油浮工艺主要通过取适量油加入气田污水中，发挥乳化作用，进而采取常规水处理方式，加入化学药剂，如混凝剂、絮凝剂等，吸附杂质和油，最后进行过滤，使水质提高[1]。

第三，气田采出水化学处理工艺。目前，常用的化学处理法包括盐析法、混凝沉降法、生物处理法、粗粒化法以及化学氧化法等。其中，生物处理法主要利用微生物对水中有机物进行降解和分离，这种处理方式成本较低，能取得良好除油效果；化学氧化法主要利用氧化剂进行氧化反应，这种处理方式较为便捷，由于氧化剂种类较多，也具备较高选择性，但往往成本较大，较易污染环境。

2气田采出水处理及回注地面工艺技术现状

2.1气田采出水难以回注地面

气田采出水处理通常要花费大量资金，由于气田采出水具备较高矿化程度，含有较多含毒化学物质，所以不能向气层中注入，而应注入深度2千米以上的深层地层中，且在注入过程还要采取有效措施阻止采出水进入气层。但在深层地层中，岩石缝隙往往较小，难以接纳大量气田采出水，因而要对采出水回注问题予以解决，而解决这一问题需要投入较大成本。总体来讲，我国气田采出水回注地面存在一定难度，这也为气田开发带来较大影响。

2.2回收烃类油污含有杂质

在气田采出水处理过程，烃类油污属于附属经济品，但其含有大量泥沙，呈现浓黑颜色，存在较为严重的乳化问题，这降低了烃类油污产生的经济价值。同时，烃类油污所含泥沙颗粒较小，仅靠泥沙颗粒自重保持静止状态，无法取得良好分离效果，一旦轻微晃动，油污会立即变得浑浊。

2.3油水分离后存在悬浮物质

在气田采出水处理中，油水分离完成后通常有悬浮物质存在，如果未采取有效处理措施，悬浮物质会逐渐积累，而悬浮物质越来越多后，会堵塞水管，进而影响采出水回注系统的正常运行[2]。

2.4采出水处理工艺设备落后

目前，我国气田采出水处理及回注地面工艺技术还处于初始发展时期，工艺设备较为落后，不少气田采出水处理厂所配置的设备设施缺少自动化功能，还需要人工方式进行操作，采出水处理效率较低、效果较差。

3气田采出水处理及回注地面工艺技术优化对策

第一，优化气田采出水沉降环节，增加沉降时间，保证油、水分层充分性，在必要情况下，可在采出水中加入破乳剂，以助力油水分离。

第二，结合环境温度选用合适的采出水处理方案，我国气候具备四季分明特征，冬夏两季温差较大，在不同环境温度下，气田采出水处理反应不同，如果一年四季均使用相同采出水处理方案，难以得到理想处理效果。尤其冬季寒冷温度较低，会影响采出水杂质絮凝效果和沉降质量，水质达标难度较大。所以采出水处理厂应关注环境温度问题，特别是位于北方地区的采出水处理厂，可在管道混合器或反应罐周围采取伴热措施，适当加热液体，以减缓絮体析出速度，使采出水沉降效果得到加强。总体来讲，气田采出水处理厂应依据不同季节温度优化采出水处理方式。

第三，采用活性白土或蒸馏富集的方式，通过吸附过滤，对烃类油污进行有效处理。在目前烃类油污褪色除杂处理中，活性白土方式适用范围较广，处理效果较好，但在具体应用中也存在一定不足，如过滤时间较长、会有大量废弃白土产生等。而蒸馏富集方式虽能避免这一现象，可降低废弃物处理成本，使烃类油污附加值提高，但在具体应用中需要加设过滤装置，且过滤流程相对复杂，也会加大成本。

第四，优化悬浮物质过滤分离。一方面，可在除油罐中引入气田不同采区采出水进行均质，进而排出悬浮物质，对剩余均质水予以处理，这种方式虽较为便捷，但通过混凝处理会有大量污泥产生，而污泥处理相对复杂。另一方面，可在除油罐外部增设过滤装置，过滤其中部分悬浮物质，这种方式有利于除油罐后续运行，也没有污泥产生，无需污泥处理环节，但需要改动采出水处理设备，在实际应用中还存在一定限制[3]。

第五，优化絮凝剂沉降环节，保证沉降时间，使水罐中的气田采出水絮凝沉降充分。同时，气田采出水中含有少量铁离子，为提高除铁率，优化调整反应温度、搅拌速度，合理控制加药顺序等。

第六，针对气田采出水与药剂混合不充分的问题，可利用多级涡轮反应沉降罐替换原有立式反应罐，通过多级涡流，增加微小漩涡，使微粒碰撞频率加大，以达到充分融合采出水和药剂的效果，使药剂反应效率提高。

第七，目前不少气田采出水处理厂都采用立式储油罐除油，当采出水进入除油罐后，会由于油、水密度不同发生油水分离，其中，油在罐中处于上层位置，待油液位达到排油口高度后，从出油口排出。在自动化技术快速发展的背景下，虽已采用具备油水界位设备的立式储油罐，但还需人工操作除油过程，自动化水平依然较低。为解决这一问题，将采出水中的凝析油有效去除，使气田采出水处理效果加强，可在工艺系统出油口位置增设自动控制阀，通过联锁自动控制阀和油水界位设备，使自动控制阀在油水界位达到设定值的情况下自动开启，将位于除油罐上层的凝析油去除，进而在排到油水界位后自动关闭控制阀，通过强化自动化水平，降低人工操作对气田采出水处理效果的影响。

结论：通过气田采出水处理及回注地面工艺技术，可有效处理气田采出水，降低回注地面造成的环境污染。所以，行业人员应在分析这一工艺技术应用现状的基础上，采取相应技术优化措施，以实现对技术的高效应用，充分发挥技术价值。

参考文献：

[1]车军杰,王周恒,张国栋,等.高效旋流分离技术在气田采出水处理中的应用[J].当代化工研究,2022,(24):125-127.

[2]王海龙,梁天军,解双博.气田采出水处理及回注地面工艺技术分析[J].化工管理,2020,(15):186-187.

[3]张洋.气田采出水处理工艺问题及对策[J].清洗世界,2020,36(10):90-91.