浅析油田采出水处理技术

摘  要  油田采出水是石油开采过程中产生的副产物，其处理对于环境保护和油田可持续发展具有重要意义。 随着油田开发的不断深入，油田采出水处理技术得到了广泛关注和研究，成为环境保护和水资源再利用的重要课题。本文综述了当前油田采出水处理的主要技术，包括生物处理、物理处理、膜分离、电磁及多种技术的耦合应用等主流技术，并对未来发展趋势进行了展望。

关键词  油田采出水；生物处理；物理处理；化学技术

0 引言

油田采出水是指在石油开采过程中从采出液中脱出的含油污水，含有原油、悬浮物、盐类和其他化学物质的废水。由于其成分复杂，若直接排放会对环境造成严重污染[1]。因此，油田采出水的有效处理对于保护生态环境、实现水资源的循环利用具有重要意义。

1 油田采出水处理技术现状

油田采出水处理技术在国内外都有广泛研究，针对不同类型的油田采出水，开发了多种处理技术。

1.1 生物处理技术

生物处理技术利用微生物的代谢作用降解油田采出水中的有机物，具有能耗低、操作管理方便的优势，但处理周期较长且处理效果受水质波动影响较大。主要包括活性污泥法、生物膜法和厌氧消化等方法。如：张春元[2]利用A/O生物工艺实现了对油田采出水中有机物和硫化物的有效去除。张召召等人[3]对油田采出水生化处理技术的应用效果进行了评价，结果显示生化处理工艺能有效去除采出水中的油和悬浮物，提高水质达标率。山东大学的商洪国[4]利用石油烃降解菌、破乳菌对油田采出水处理，处理效果良好。

1.2物理处理技术

物理处理技术因其操作简单、成本低廉而广泛应用于油田采出水的预处理阶段。主要依赖物理原理和机械作用去除采出水中的污染物，常用的方法包括重力分离、过滤和浮选等。重力分离是利用油水密度差异，通过静置使油滴上浮，实现油水初步分离。该方法适用于油滴粒径较大的情况，但处理效果受油滴粒径、水流速度等因素影响。过滤是通过物理屏障截留水中的悬浮物和油滴。过滤技术能有效去除水中的悬浮物，但对溶解性油的去除效果有限。浮选是向水中注入微小气泡，使油滴附着在气泡上并随气泡浮升至水面，从而实现油水分离。浮选技术适用于油滴粒径较小的情况，但能耗较高，且需要后续处理浮渣[5]。

1.2 化学处理技术

化学处理技术通过添加化学药剂改变采出水中污染物的化学性质，从而实现污染物的去除。要包括絮凝沉降、氧化还原反应和离子交换等方法。如：肖军[6]以破乳剂、絮凝剂对模拟油田采出水处理，结果表明油水分离效率、悬浮物去除以及降低COD的效果较好。朱辽宇等人[7]利用碳酸钠、双氧水、絮凝剂等化学药剂对油田采出水进行处理，结果中含油量、铁等金属离子各项指标可达标。赵一帆，李子旺等人[8]利用PDMDAAC、PAC、CPAM 3种药剂复配，对油田采出水进行处理，对水中悬浮物、COD去除效果较好。

1.3膜分离技术

膜分离技术利用膜的选择透过性实现采出水中污染物的分离和去除。具有高效、节能的特点，在油田采出水处理中得到广泛应用。李宏斌[9]用PVC中空纤维膜对低渗透油田污水进行后期处理，处理结果较好。鞠伟澎，焦文海等人[10]用陶瓷膜处理油田采出水，效果较好。

1.4 电磁技术

电磁脉冲除油技术，利用电磁场的作用使油滴发生极化，促进油滴聚结上浮；三维电极技术通过在电极间形成大量微小的电化学反应区域，强化了污染物的去除效果；生物矿化技术则借助微生物的矿化作用，同步去除采出水中的硬度和有机物，这些新技术为采出水处理提供了更多的选择和思路[11]。

1.5多技术耦合处理工艺

为了克服单一处理技术的局限性，提高油田采出水处理效果，多技术耦合处理工艺逐渐成为研究热点。可以将气浮技术与生物处理技术相结合，可以提高油水分离效率和有机物去除率；将膜分离技术与化学处理技术相结合，可以实现采出水的深度净化和回用等。如：何佳兴，施文剑等人[12]用电磁法Fe3O4/PDA复合纳米材料去除高黏度油田采出水中的油相，效果俱佳。高越[13]用电絮凝和电氧化处理联合油田采出水，有良好的结果。欧阳诗昆等人[14]用氧化、解聚、絮凝联合工艺，对合水油田含聚合物采出水处理，结果达到回注标准。李金永[15]用电磁脉冲和电解絮凝处理油田采出水，实现高效处理。

2 存在问题

尽管油田采出水处理技术取得了显著进展，但仍存在一些问题，如生物处理技术对水质要求较高、膜分离技术易污染、气浮技术处理效率不稳定等。未来，油田采出水处理技术的研究应重点关注以下几个方面：一是开开发高效、低成本的化学药剂和生物菌种；二是优化优化膜分离技术的操作条件和膜材料性能；三是改进气浮技术的气泡生成和分布方式，提高处理效率；四是探索多技术耦合处理工艺的最佳组合方式；五是注重资源化利用，将处理后的采出水回注到油田地层，不仅可以减少废水排放，还能提高油田的采收率。加强油田采出水处理过程的自动化和智能化控制。

3 展望

油田采出水处理技术对于环境保护和油田可持续发展具有重要意义。当前，生物处理、膜分离、气浮、电化学等技术及其耦合应用已成为油田采出水处理的主流方向，在实际应用中，应根据采出水的水质特性和处理要求选择合适的处理技术或工艺组合。未来，随着技术的不断进步和创新，一些既能提高处理效率也能有更低的运行成本的新技将会应运而生，如电磁脉冲除油技术、三维电极技术、生物矿化技术等，这些油田采出水处理技术将更加高效、经济、环保。

参考文献

[1]张苗.生物矿化同步去除油田采出水硬度和有机物的过程研究[D].中国石油大学（北京），2023.

[2]张春元. A/O工艺处理高硫酸盐油田采出水试验研究 [J]. 油气田地面工程， 2022， 41 （09）： 52-55+60.

[3]张召召，杜宁波，张红岗，等. 油田采出水生化处理技术应用效果评价 [J]. 石油化工应用， 2024， 43 （04）： 119-122.

[4]商洪国. 石油烃降解菌、破乳菌的筛选及对油田采出水处理研究[D]. 山东大学， 2021.

[5]张国鹏.油田采出水处理关键工艺过程模拟研究[D].东北石油大学，2021.

[6]肖军.油田化学驱采出水处理药剂研究[J].中国石油和化工标准与质，2024，44（17）：127-129.

[7]朱辽宇，刘庆江，高娜，等.基于实验优化设计的油田采出水稳定技术研究[J].石油工程建设，2024，50（04）：28-34.

[8]赵一帆，李子旺，邢传胜，邓海发.PDMDAAC/PAC/CPAM复配处理油田采出水[J].辽宁化工，2023，52（01）：31-34.

[9]李宏斌，李玉春，许金东，等.PVC中空纤维膜在特低渗透油田采出水处理中的应用实践[J].油气田地面工程，2022，41（09）：25-29.

[10]鞠伟澎，焦文海，刘玉田，等.陶瓷膜处理油田采出水的膜清洗方法研究[J].水处理技术，2023，49（05）：101-105.

[11]崔青龙，丁海玲，刘文青.电絮凝-三维电极深度处理油田采出水工艺研究[J].油气田环境保护，2024，34（04）：15-20.

[12]何佳兴，施文剑，邵菊芳，等.Fe3O4/PDA复合纳米材料回收高黏度油田采出水中油相的研究[J].当代化工研究，2024，（07）：170-172.

[13]高越.基于电絮凝-电氧化工艺的油田采出水达标处理及节能评价[J].石油石化节能与计量，2024，14（03）：32-36.

[14]欧阳诗昆，周治国，武昊辉，等.合水油田含聚合物采出水处理技术的研究与应用[J].化学研究与应用，2024，36（01）：135-143.

[15]李金永，马文娟，李栋等.电磁脉冲除油及膜处理工艺在特低渗透油田采出水处理的应用[J].油气田地面工程，2023，42（08）：22-26.