1、油田化學論文/油田污水處理化學藥劑概述及應用    資料整理來源 阿果石油供需網          摘  要隨著在原油生產過程中油田污水對環境的污染越來越嚴重，使得對油田污水處理變的尤為重要。本文首先對油田污水的來源、處理的意義進行了介紹，然后對油田污水處理中所使用的各種化學藥劑的應用機理、使用情況及開展方向等進行論述。具體介紹了緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑、混凝劑、除氧劑幾種化學藥劑，并對油田化學藥劑應用實例進行了分析，最后對油田污水處理化學藥劑未來的開展趨勢進行了展望

2、。關鍵詞：回注水；污水處理；緩蝕劑；阻垢劑；混凝劑目  錄摘  要. I目  錄. II第1章 概述. 11.1 油田污水的來源及污水處理的意義. 11.2 油田污水處理化學藥劑概述. 2第2章 化學藥劑在污水處理中的應用. 32.1 緩蝕劑. 3 腐蝕及其危害. 3 緩蝕劑的類型及緩蝕機理. 3 緩蝕劑的選擇及應用. 42.2 阻垢劑. 5 結垢及其危害. 5 化學防垢及阻垢劑的選擇. 52.3 殺菌劑. 7 污水處理中常見的細菌及其危害. 7 殺菌劑的種類及殺菌機理. 7 殺菌劑的選擇. 82.4 混凝劑. 9 混凝劑的定義. 9 絮凝劑. 92.5 除氧劑.

3、 12 除氧劑的除氧機理. 12 油田污水處理中常用除氧劑. 12第3章 油田污水化學藥劑應用實例分析. 143.1 DWF絮凝劑的開發與應用. 143.2 現場應用實驗. 14第4章 油田污水處理化學藥劑的現狀及開展方向. 164.1 油田污水處理化學藥劑應用存在的問題及開展方向. 16 絮凝劑. 16 殺菌劑. 16 防垢劑. 17 混凝劑. 174.2 油田污水處理化學藥劑前景展望. 17參考文獻. 19致  謝. 20第1章 概述1.1 油田污水的來源及污水處理的意義在石油的生成、運移和儲集的過程中，石油主要天然伴生物是水。根據油藏分布，在適宜的地點打上一定深度的專用注水井給

4、地層注人高壓水補充能量，保持地層壓力，驅動原油從油井里開采出來的人工注水驅油技術是目前在提高采油速度和采收率方面應用最廣泛的一項重要措施，全國各油田根本都采用注水開發方式。靠自然能量地層本身蘊涵的彈性能量只能采出油藏儲量的1%10%。為了提高后續開采率，在油田處于旺盛期時就開始注水。在注水采油過程中，注人地下補充地層壓力的水和原油一起產出，經過油水別離，產生大量油田污水。現在我國陸上油田出油含水量已達80%90%。隨著油田開發時間的增長，產出的污水也隨之增多。假設將這些廢水直接排放，既浪費珍貴的水資源，又造成嚴重的環境污染如果再將此水回注地層，補充地層壓力，這樣既防止環境污染，又實現了水資源的

5、循環利用。但這種污水經過地層時攜帶了大量成分復雜的礦物質，其中主要成分包括二價鈣離子、二價鎂離子、三價鐵離子、碳酸氫根離子、碳酸根離子、硫酸根離子、少量原油、硫化氫以及為有害細菌提供了滋生環境的大量有機雜質等。這些物質的含量根據不同地區的地質特性略有不同。如將這種污水不經處理直接注人地層，它們經過一定的化學過程，將會引起注水管、抽油管的嚴重腐蝕或結垢，使地層空隙堵塞。腐蝕的結果是使注水管和抽油管洞蝕或破裂，結垢的結果是使抽油管、注水管逐漸堵塞，無法注水和采油，使造價昂貴的抽油井和注水井出現嚴重的事故發生在地層中的結垢，會破壞地層的滲透性，堵塞地層即垢堵，使原油產不出來，使整口井報廢。同時這種污

6、水不合理的回注和排放還會使地面設備不能正常工作，會造成嚴重的環境污染。因此，對油田污水進行有效的處理，防止腐蝕、結垢和細菌的危害，具有巨大的經濟效益和社會效益。石油行業注水開發油田，隨著開采時間的延長采出污水量不斷增加，將油田污水處理后代替地下水進行回注是循環利用水的一種方式。如果污水處理回注率為100%，即不管原油含水率多高，從油層采出的污水和地面處理、鉆井、作業過程排出的污水全部處理回注，那么注水量中只需要補充由于采油造成地層虧空的水量便可以了。這樣，不僅可以節省大量清水資源和取水設施的建設費用，而且，使油田污水資源變廢為寶，實現可持續開展，提高油田注水開發的總體經濟效益。1.2 油田污水

7、處理化學藥劑概述在油田污水處理過程中，為形成防治設備及管線腐蝕、結垢、降低膠體、懸浮顆粒含量和抑制有害細菌增生等的環境條件，所參加的化學藥劑統稱為污水處理劑。主要有殺菌劑、阻垢劑、緩蝕劑、混凝劑和除氧劑等。從20世紀70年代起，我國將水處理劑應用于工業冷卻水系統。油田含油污水處理處于初級階段，除了從國外引進專門的藥劑外，多采用循環冷卻水系統的水處理藥劑。所投加的的處理藥劑多為簡單的無機化合物，如石灰、二氧化碳、硫酸鐵、氯氣、亞硫酸鈉和無機磷酸鹽等。隨著油田開發水平的不斷提高和科技進步，對水處理劑的要求也不斷提高，促進了油田污水處理劑的更新和開展。為更有效的到達緩蝕、阻垢、殺菌和凈化的目的，更好

8、地降低污水對環境的污染，逐步開發研制了新型、高效的有機水處理劑，以及同時具有緩蝕阻垢或殺菌阻垢、殺菌除氧等多種功能的水處理劑。目前所使用的油田污水處理劑，以有機化合物為主，大都是幾種有機物化合的復合配方，從而彌補單一藥劑的局限性，提高油田污水吃處理效果。第2章 化學藥劑在污水處理中的應用2.1 緩蝕劑 腐蝕及其危害金屬與周圍介質接觸，由于化學或電化學原因引起的破壞稱為腐蝕。油田污水因其具有較高的礦化度、含有腐蝕性氣體H2S、CO2、O2和微生物SRB、TGB等特點，所以一般具有較高的腐蝕性，造成污水集輸管線、水處理設備、油水井及井下工具的腐蝕破壞。油田污水系統管線設備的嚴重腐蝕會影響油田生產系

9、統正常運行，還會引起火災，造成環境污染。個別油田污水腐蝕速度最高可達5mm/a以上，污水提升泵、管線和設備投產不到一年就因腐蝕更換或改造，既影響生成又污染環境，直接或間接影響到油田正常開發。因此，為減輕腐蝕，各油田都投入大量的人力物力，研究腐蝕及防腐問題，在生產時間中推廣應用先進防腐技術和措施。 緩蝕劑的類型及緩蝕機理緩蝕劑種類很多一般pH值在68范圍內，屬于中性介質，可用中性介質緩蝕劑緩蝕。按作用機理，這類緩蝕劑可分成三類：1氧化膜型緩蝕劑：這類緩蝕劑是通過氧化產生致密的保護膜而起緩蝕作用的。重鉻酸鹽如Na2Cr2O7、K2Cr2O7，亞硝酸鹽如NaNO2、NH4NO2，鉬酸鹽如Na2MoO

10、4等，屬于這類緩蝕劑；2沉淀膜型緩蝕劑：這類緩蝕劑是通過在腐蝕電池的陽極和陰極外表上形成沉淀膜而起緩蝕作用。氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸三鈉三聚磷酸鈉等，屬于這類緩蝕劑。3吸附膜型緩蝕劑：這類緩蝕劑是通過在腐蝕電池的陽極外表和陰極外表上行成吸附膜而起緩蝕作用的。烷基三甲基氯化銨、烷基氯化吡啶、聚氧乙烯烷基銨等，屬于這類緩蝕劑。由于除氧劑可以通過出去水中溶解氧而起緩蝕作用，殺菌劑可通過抑制水中硫酸鹽復原菌的繁殖而起緩蝕作用，因此，在某種意義上，這些化學劑都可看做緩蝕劑。 緩蝕劑的選擇及應用1污水處理緩蝕劑的選擇緩蝕劑的種類很多，用途各異，必須根據腐蝕介質的具體情況，查清腐蝕因素和機理，通過

11、試驗找出具有針對性的緩蝕劑，才能找到較好的防腐效果。選擇緩蝕劑必須遵循一下幾點：1確定腐蝕原因：對于油田生產系統，腐蝕的主要原因不外乎pH值、含鹽量、H2S、CO2、O2、細菌等。但必須找出腐蝕的主要原因，測定各氣體的溶解量，分析腐蝕介質的離子組成、腐蝕產物。對于抑制H2S腐蝕可選用吡啶類和脂肪胺類吸附性緩蝕劑；防治CO2腐蝕可用咪唑啉類緩蝕劑。2進行室內評價：根據腐蝕原因準備幾種緩蝕劑，先在室內評選緩蝕率高的緩蝕劑及其用量，然后在現場應用。室內評價一般采用掛片試驗法。3現場試驗確定緩蝕劑用量和加藥方式：設立緩蝕檢測點，隨時檢測緩蝕速度，以便調整、改良緩蝕劑品種、加藥量和加藥方式。4進行經濟技

12、術指標比擬：對緩蝕劑的價格、用量、毒性及緩蝕率進行全面分析，選擇相對緩蝕率較高，本錢較低，對環境污染輕的緩蝕劑品種。2油田污水處理系統常用緩蝕劑油田污水處理系統的緩蝕劑品種繁多，來源復雜，緩蝕效果差異也較大。對于油田污水處理系統防腐效果較好的緩蝕劑有含氮的有機化合物，脂肪胺及其鹽類，酰胺及縻唑啉類等。如中原油田現用的緩蝕劑XHZ-1，為咪唑啉類和季銨鹽的復配產品，投加量50mg/L就能使緩蝕率到達80%以上。油田污水處注水系統常用的緩蝕劑有：伯胺類、仲胺類、二胺類、聚胺類、酰胺類、季銨鹽類和咪唑啉類等。2.2 阻垢劑 結垢及其危害油田注水系統結垢是一個普遍存在的問題，結垢可發生在生產系統的多個

13、部位或環節。水垢的形成主要取決于其中鹽類是否過飽和以及鹽類結晶的生長過程。影響結垢的主要因素是水的成分和類型。油田污水處理系統形成的水垢，除了碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇等無機化合物外，還有有機質和腐蝕產物及粘土等。生產中所形成的堵塞物實質上是由水垢、有機質和腐蝕產物組成的混合物。油田生產系統結垢是經常發生的事，特別是污水輸送管線、污水處理設備和注水設備、管線結垢嚴重，使管線有效直徑減少外表狀況惡化摩足增大、能耗增加；水垢造成水流阻力增大、注水能耗增高，設備和管道局部腐蝕，如果在注水地層和生產井內形成水垢，還會引起嚴重的地層傷害，可能導致油水井過早報廢；結垢還會影響正常生產，增加生產本錢，甚至被迫停

14、產。 化學防垢及阻垢劑的選擇1化學防垢機理1分散作用低分子量的聚合物一般具有較高的電荷密度，可產生離子間斥力。共聚物還具有外表活性功能，它們在水溶液中把膠體顆粒包圍起來，呈穩定狀態。膠體顆粒的核心也包括CaCO3和CaSO4等晶體，因此起到防垢的作用。2螯合和絡合作用防垢劑把能形成沉淀的金屬離子Ca2+、Mg2+、Ba2+變成可溶性的螯合離子或絡合離子，從而抑制金屬離子和陰離子CO32-、SO42-結合生成成沉淀。如ATMP和EDTA即屬這類防垢劑。3絮凝作用阻垢劑把水中的CaCO3及CaSO4晶核的膠體顆粒吸附在高分子聚合物的長連上，結合成礬花懸浮在水中，發揮阻垢作用。如聚丙烯酰胺和聚丙烯酸

15、鈉等。4晶核變形作用在形成晶體垢的過程中，有機高分子聚合物進入晶體結構，破壞了晶體正常生長，從而使晶體發生畸變，改變了原來的規那么結構，使晶體不再繼續增大，從而防止或減輕結垢。2阻垢劑的選擇中選擇阻垢劑時，應考慮一下因素：1垢的化學組成分析垢樣的主要成分，找出成垢的主要離子，如是碳酸鈣還是硫酸鈣垢，然后又針對性的選擇阻垢劑，取得良好的阻垢效果。2結垢的嚴重程度許多阻垢劑的效果受過飽和程度的影響。當單位體積中只有少量的垢形成時，許多阻垢劑都有好的效果，在結垢速度高時，就要根據結垢的嚴重程度來選擇阻垢劑及其投加量，這時可根據實驗室的評價結果來指導選擇有效的阻垢劑。3溫度阻垢劑通常是隨溫度的升高而降

16、低其效果，沒種阻垢劑都有一個上限溫度，超過此溫度時，其阻垢效果就會明顯減小，甚至失效。4與其他污水處理劑的配伍性阻垢劑與系統種的其他藥劑如殺菌劑、緩蝕劑、除氧劑，是否其反響而抵消各自的效果，這一點很重要，選擇時一定要考慮阻垢劑與其他藥劑的配伍性。3油田常用的防垢劑1無機磷酸鹽主要有磷酸三鈉Na3PO4、焦磷酸四鈉Na4P2O7、三聚磷酸鈉Na5P3O10和六偏磷酸鈉NaPO3。這類藥劑價格低，防CaCO3垢較有效。但是易于水解產生正磷酸鹽，可與鈣離子反響生成不溶解的磷酸鈣，隨著水溫的提高，水解速度加快，使用最高溫度為80。2有機磷主要有氨基三甲叉磷酸ATMP、乙二胺四甲叉磷酸EDTMP、羥基乙

17、叉二磷酸鈉HEDP等。這類藥劑不易水解，使用溫度高達100以上。投加量比擬低有較好防垢效果，并且與其他污水處理劑配伍性較好，是廣泛應用的阻垢劑類型。3聚合物主要有聚丙烯酸PPA、聚丙烯酰胺PMA、聚馬來酸酐HPMA等，其中聚馬來酸酐防止CaSO4 、BaSO4垢效果好。4復配型復合物幾種作用不同的單劑按一定比例混合在一起，只要相互間不發生反響，無抵消作用，且各自發揮自己的特點，都可復配成復合物使用。2.3 殺菌劑 污水處理中常見的細菌及其危害隨著油田的開發，原油含水不斷升高。為了保護環境和維持地層產能，多年來將污水處理后回注已成常規。回注污水必須投放殺菌劑進行處理。這是由于污水中含有多種有害成

18、分如硫酸鹽復原菌SRB、腐生菌TGB、鐵細菌和其它有機物質。硫酸鹽復原菌屬厭氧菌，是一種普遍存在的細菌，在高礦化度、較高壓力和較高溫度下都能生存，最宜生長溫度為2040，它繁殖時將污水中的硫酸鹽復原成硫化物和原子態氧。硫酸鹽復原菌常存在于水流不快處和死水區如流速低的管線、沖洗罐、原油存儲罐以及罐的結垢沉淀處或有機物殘渣下面。硫酸鹽復原菌在鋼鐵外表繁殖，將加速鋼鐵的局部腐蝕，引起地下、地面生產管線穿孔。硫酸鹽復原菌產生的黑色粘稠殘渣會堵塞地層孔道，降低注水量，對原油生產造成影響。污水中的有機物和硫酸鹽復原菌繁殖產物對喜氧細菌如腐生菌、鐵細菌的繁殖創造了有利條件。腐生菌是一種非單群菌落，它產生的致

19、密粘液常附著在管線和設備上，吸附水中的懸浮物、沉淀物，造成注水系統的過濾器堵塞和設備腐蝕，同樣降低注水量，影響原油生產。 殺菌劑的種類及殺菌機理1殺菌劑種類按殺菌劑的化學成分可分為無機殺菌劑和有機殺菌劑兩大類。無機殺菌劑有：氯、臭氧、次氯酸鈉等。有機殺菌劑有：季銨鹽、有機氯類、而硫氰基甲烷、戊二醛等。按殺菌機理可分為氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑。氯、次氯酸鈉等屬于氧化性殺菌劑，季銨鹽、戊二醛屬于非氧化性殺菌劑。2殺菌機理殺菌劑的殺菌機理可分為以下三種：1滲透殺傷或分解菌體內電解質；2抑制細菌的新陳代謝過程，如抑制蛋白質合成；3氧化絡合細菌細胞內的生化過程。氧化性殺菌劑。如氯、臭氧等均為強氧化劑

20、，通過強氧化作用破壞細菌細胞結構，或氧化細胞結構中的一些活性基團而發揮殺菌作用。非氧化性殺菌劑。如季銨鹽除能降低外表張力外，還能選擇性地吸附到菌體上，在細胞外表形成一層高濃度的離子團，直接影響細胞膜的正常功能。細胞膜是選擇透過性膜，調節著細胞內外的離子平衡，起到離子出入、能量轉換及輸送功能，細胞膜被殺菌劑破壞后，就使蛋白質變性，抑制酶的生物活性，從而抑制細菌的生長繁殖。 殺菌劑的選擇1殺菌劑的選擇1選擇殺菌劑要根據不同的水質及細菌的種類，特別是pH值。因為當pH值較高時，不宜用氯氣等氧化性殺菌劑，而季銨鹽類殺菌劑pH值越高越好。當水中含Fe2+和H2S時，不宜使用氧化性殺菌劑，因為不僅增加氧化

21、性殺菌劑用量，而且影響污水處理的水質；2殺菌劑要與其他水處理劑配伍，不能與其他水處理劑反響相互抵消其效果；3殺菌劑要具有良好的溶解性，參加殺菌劑后不至于影響水質，即不能增加水中的膠體顆粒數，殺菌劑能均勻溶解于水中，且清澈透明；4同一個污水處理系統應間隔選用不同種類的殺菌劑，以免細菌產生抗藥性，確保殺菌劑的效果；5殺菌劑最好是高效低毒，易降解，無環境污染。2.4 混凝劑 混凝劑的定義污水中的固體懸浮物、膠體顆粒可用混凝劑出去。能使水中固體懸浮物形成絮凝物而下沉的物質叫混凝劑。由于固體懸浮顆粒外表帶服電荷，互相排斥，所以不易聚結下沉。為使這些固體懸浮顆粒易于聚結下沉，混凝劑應具有兩個作用：以上中和

22、固體懸浮顆粒外表負電荷；另一個是使失去負電荷的固體懸浮顆粒迅速聚結下沉。起前一個作用的化學藥劑為凝聚劑，起后一個作用的化學藥劑為絮凝劑。 絮凝劑絮凝劑是用來使溶液中的溶質、膠體或者懸浮物顆粒產生絮狀沉淀的物質，在固液別離和水處理過程中，用以提高微細固體物的沉降和過濾效果，被廣泛應用于化工、礦業、環保等領域。絮凝劑主要是有機非離子型和陰離子型的水溶性聚合物。如聚丙烯酰胺、聚乙二醇、羧甲基淀粉、羧乙基淀粉、羧乙基纖維素等。隨著工業的開展，水污染的情況日益嚴重，水的凈化處理顯得越來越重要。水的凈化處理方法有許多種，如生化、離子交換、吸附、化學氧化、電滲析等，但“絮凝沉淀法被普遍認為是一種較為有效的預

23、處理方法。隨著科學技術的開展，絮凝劑的種類也日益豐富，根據化學成分的不同，可分為無機、有機和微生物絮凝劑。1絮凝劑的作用機理1使膠體凝聚的方法 參加帶相反電荷的膠體，此時水中原有膠體和參加膠體發生電中和，使兩種膠體的負電位都減少。 添加和膠粒電荷符號相反的高價離子，從而降低膠粒的負電位，因為高價反離子較易由擴散層進入到吸附層。2水質在凈化過程中的三種反響機理 凝結作用。微細粒子的外表電荷經中和后，利用粒子與粒子之間彼此微弱的吸引力而形成凝集作用，這種力量非常薄弱，容易受到機械力的破壞。凝結作用可借助化學藥劑的參加而完成，現在所使用的聚合鋁型凈水劑就是依靠中和粒子上的電荷而凝聚的。 架橋作用。在

24、兩個或多個固體細微粒子間，利用絮凝劑起架橋作用，使細微粒子聚集較大的顆粒的絮體，有機絮凝劑那么主要依靠架橋作用使粒子沉降。 沉降作用。絮體一旦形成，便需在靜止狀態下借重力而沉降，由絮體沉降的快慢可測知形成絮體的大小。如果絮體具有足夠的沉降速度，能于較短時間在沉降區完全沉淀下來，那么可得非常清澈的水質。2無機絮凝劑分類無機絮凝劑是最早使用的第一代絮凝劑，它應用范圍非常廣泛。按金屬鹽可分為鋁鹽系及鐵鹽系兩類；按陰離子成分又可分為鹽酸鹽系和硫酸鹽系兩類；按分子量的大小可分為低分子系和高分子系兩類。無機高分子絮凝劑的研制與開發已經由單純的聚合鋁、聚合鐵開展到在聚合鋁、聚合鐵中引入硅酸離子，或者在聚合鋁

25、、聚合鐵或聚硅酸中引入單種金屬離子Al、Fe，或同時引入這兩種金屬離子或多種金屬離子Al、Fe、Ca等。現在開發的產品已經開展到與有機高分子復合。1聚鋁類無機高分子絮凝劑一般認為聚鋁是一種高效的無機高分子，是指Al3+鹽到AlOH3間的一系列準穩態物質，即二鋁到十三鋁的羥基絡合物。它的研究開發對整個無機高分子絮凝劑的開展產生著極大的影響。聚鋁是一系列的準穩態物，環境條件的變化會使它發生脫穩現象，脫穩即絮凝。通常，聚合鋁的鹽基度越高，絮凝效果越強，但過高時將失去穩定而生成難溶解的氫氧化鋁沉淀，導致絮凝效果降低。鹽基度以75%85%為最正確。2聚鐵類無機高分子絮凝劑我國聚合鐵研制始于20世紀80年

26、代初，首先研制出聚合硫酸鐵PFS。PFS是在硫酸鐵分子族的網狀結構中插入羥基后所形成的一種無機高分子絮凝劑，可有效去處水中的懸浮物、有機物、硫化物、亞硝酸鹽、膠體及金屬離子，具有除臭、破乳及污泥脫水等功能，對浮游微生物也有較好的去除效果。PFS處理含油污水效果遠比硫酸亞鐵顯著，且對金屬設備的腐蝕性也大大降低，其缺乏之處是產生的污泥量較多、出水帶色。3硅酸鹽類無機高分子絮凝劑聚合硅酸和活化硅酸屬陰離子型絮凝劑，其作用機理是靠分子鏈上的陰離子活性基團與膠體微粒外表間的范得華力、氫鍵作用而引起的吸附架橋作用，而不具有電中和作用。聚硅酸絮凝劑是一種應用較早的絮凝劑。聚硅酸是用中和法即由硅酸鈉在加酸條件

27、下水解、聚合反響到一定程度的中間產物。由于硅酸溶膠具有強烈的縮聚作用，隨縮聚反響的進行，分子量不斷增大，最終轉化為高分子凝膠，失去其混凝活性。因而活性硅酸不能長期存放，必須現場配置使用，從而降低其實用性。不穩定性和陰離子性等特性在一定程度上制約了活性硅酸在廢水處理中的應用。于是，人們研制出聚硅酸鹽絮凝劑，聚硅酸鹽是一類新型無機高分子絮凝劑，是在聚硅酸即活化硅酸和傳統的鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑的根本上開展起來的聚硅鋁酸與金屬鋁鐵鹽的復合產物1。3有機絮凝劑有機高分子絮凝劑與無機絮凝劑相比，具有用量少，絮凝速度快，受共存鹽類、介質pH及環境溫度的影響小，生成污泥量少，脫色性好等優點。但缺點是有些有機高分

28、子絮凝劑的水解、降解產物有毒，生產本錢較高。所以，現多以有機高分子絮凝劑與無機高分子絮凝劑配合使用，或者添加無機鹽與污染物電荷中和，來促進有機高分子絮凝劑的作用。依據化學成分，有機絮凝劑可分為合成有機高分子絮凝劑和天然有機高分子絮凝劑兩大類。1合成有機高分子絮凝劑合成有機高分子絮凝劑多為水溶性的聚合物，具有相對分子質量大、分子鏈官能團多的結構特點，按其所帶的電荷不同，可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性絮凝劑，在水處理中，使用較多的是陽離子、陰離子和非離子型聚合物；主要有聚丙烯酰胺、磺化聚乙烯苯、聚乙烯醚等系列，其中以聚丙烯酰胺系列應用最為廣泛，在市場上占有絕對優勢。2天然有機高分子絮凝劑

29、天然有機高分子絮凝劑有純天然的，但大多數還是經化學改性而成。此類絮凝劑原料來源廣泛，價格廉價，無毒，易于降解和再生，具有巨大的開發潛能。在20世紀80年代以來，國外學者就開始了對天然有機高分子改性絮凝劑的研發。目前，此類絮凝劑的產量約占高分子絮凝劑產量的20%。他們的研究開發為天然資源的利用以及生產無毒絮凝劑開辟了新途徑。按其原料來源不同，一般可分為淀粉衍生物、纖維素衍生物、植物膠改性產物、多聚糖類及蛋白質類改性產物等，其中最具開展潛力的是水溶性淀粉衍生物和多聚糖改性絮凝劑2。2.5 除氧劑 除氧劑的除氧機理在污水處理過程中，由于隔氧措施不徹底，或清污水混合處理，都有可能使系統中含有不同程度的

30、溶解氧。由于溶解氧是加劇腐蝕的主要因素之一，尤其在高礦化度的油田污水處理系統中，即使很低的溶解氧含量，也會引起嚴重的腐蝕。當系統中同時存在二氧化碳和硫化氫時，二者互相作用使腐蝕更加嚴重。因此，防止氧進入系統或把已進入系統的溶解氧出除去，降低系統腐蝕已成為污水處理過程的重要局部。油田污水處理系統中采用的除氧劑多為亞硫酸鹽Na2SO3、NH4HSO3、SO2。這些除氧劑的除氧機理是利用水中的溶解氧，把SO32-氧化成SO42-從而把溶解氧除去。除氧反響受水的pH值和催化劑的影響很大，一般情況下，pH值越高反響越快；催化劑鎳鹽、鈷鹽能加快除氧劑與溶解氧的反響速度。 油田污水處理中常用除氧劑1二氧化硫

31、二氧化硫通常是在具有壓力的鋼瓶里，以液化氣形式提供應現場。催化劑加到除氧劑的上游，理論上1份溶解氧需要4份二氧化硫。二氧化硫的主要特點是價格低，缺點是需要特殊的處理設備，需分別參加催化劑。2亞硫酸鈉亞硫酸鈉一般制成含催化劑的固體粉末，到現場用清水溶解后使用。理論上每1份溶解氧需消耗8份亞硫酸鈉。亞硫酸鈉的優點是價格低，運輸方便；缺點是溶液不防凍，液體和蒸汽有毒性、腐蝕性，與空氣中氧反響降低除氧效率。3亞硫酸氫鈉亞硫酸氫鈉可制成含催化劑的粉末，也可制成含催化劑的濃縮液35%。理論上每1份溶解氧需消耗份亞硫酸氫鈉。亞硫酸氫鈉的優點是可制成濃縮液，在高礦化度的鹽水中反響速率快，缺點是具有毒性和腐蝕性

32、。4亞硫酸氫銨亞硫酸氫銨可制成粉末或濃縮液70%，理論上每1份溶解氧需消耗份亞硫酸氫銨。亞硫酸氫銨的優點是價格低，可制成高濃縮液。缺點是具有毒性和腐蝕性。5聯氨在常溫下，聯氨與氧的反響較緩慢，但在90以上那么反響迅速，因此聯氨主要用于高溫除氧。聯氨作為除氧劑的優點是除氧效率高，不影響水質，缺點是價格昂貴3。第3章 油田污水化學藥劑應用實例分析油田采出污水處理是油氣開采過程中的重要環節處理后如水質達不到回注水及外排指標將直接影響油田的穩產增產節能降耗與生態環境大港油田通過開發新型絮凝劑，取得了較好的采出污水處理效果。3.1 DWF絮凝劑的開發與應用采出污水處理工藝中混凝過程混合凝聚和絮凝是應用最

33、普遍的關鍵環節之一決定著后續流程的運行工況最終出水質量和本錢目前其他行業廢水處理主要為混絮凝沉降過濾工藝而油田采出污水處理量大水溫也較高，高溫會導致劇烈的熱運動很難實現混絮凝沉降較適宜采用混絮凝直接過濾工藝但直接過濾技術對絮凝劑的性能要求較高要求絮凝劑必須耐高速拌動與高流速否那么投加的藥劑將直接穿過濾層起不到絮凝攔截作用結合油田污水處理工藝現狀大港油田開發研制了DWF型油田污水直接過濾絮凝劑。DWF絮凝劑是一種由無機高分子和有機高分子陽離子絮凝劑復配而成的高效水質凈化劑投加到水中能與水中帶負電的膠體粒子快速發生電中和凝聚及吸附橋架等物理化學作用并可在較高流動狀態下使水中的膠體粒子聚結形成較粗實

34、的懸浮顆粒無需沉降別離直接在過濾條件下使油滴和機械雜質被攔截去除該藥劑與傳統配方藥劑相比一是克服了單一無機絮凝劑pH值偏低對加藥設備與管線的腐蝕二是與無機有機凈水藥劑分處加藥相比既可減少1臺加藥泵及電耗又可防止兩處加藥量不匹配影響水質三是藥劑為固體較其他水劑運輸方便四是在較高流速條件下能產生絮凝在高濾速條件下能起到助濾作用實現了油田污水直接絮凝過濾五是直接過濾可防止油污對濾料的污染。3.2 現場應用實驗在東二站污水處理系統對DWF絮凝劑進行了現場投加試驗加藥量為20mg/L時過濾器出口平均油含量由加藥前的降至懸浮固體含量由降至油含量和懸浮固體含量分別降低了65%和70%除油去懸浮固體效果顯著4

35、。第4章 油田污水處理化學藥劑的現狀及開展方向4.1 油田污水處理化學藥劑應用存在的問題及開展方向 絮凝劑應用絮凝劑處理聚合物驅含油污水時，由于污水中含有陰離子型的聚丙烯酰胺，投加陽離子有機絮凝劑后易產生膠狀物質，這種膠狀物質的黏性很大，很容易與濾料粘結在一起，反沖洗時很難沖洗干凈，隨著時間的延續，這種膠狀物質在濾料頂部的積累會導致過濾器處理能力的下降，嚴重時會堵塞過濾器，影響生產。針對這一問題在絮凝劑的選擇上，應使用與聚合物配伍性良好的藥劑。近年來含聚污水中使用的絮凝劑仍為陽離子型絮凝劑，技術上只是改良但沒有大的突破，建議開展新型絮凝劑的研制工作，特別是針對含聚污水配伍性問題研制非陽離子型絮

36、凝劑。 殺菌劑目前油田很多站都不加殺菌劑，這是油田細菌大量滋生的主要原因。即使是投加殺菌劑的站，各廠為控制藥劑費用，將殺菌劑的加藥量控制得很低，很難滿足有效殺菌濃度。殺菌劑品種單一，不能實現不同品種的交替加藥，不利于整個油田的細菌控制，這是殺菌劑使用中的潛在問題。通過對油井計量間轉油站聯合站污水站注水站注水井整個地面系統硫酸鹽復原菌分布情況分析發現，油井和計量間來液中SRB數量并不高，SRB數量是從轉油站或聯合站開始升高的。針對上述現狀，建議殺菌劑實施兩點加藥方式：第一點設置在轉油站，有效控制細菌在地面系統的繁殖，防止硫化物的產生；第二點設置在污水站，確保回注污水中的細菌滿足指標要求。加大殺菌劑研究力度，擴大殺菌劑品種，確保多品種殺菌劑在油田同時使用5。 防垢劑由于一些轉油站在摻水中存在不投加防垢劑、投加量不夠或所投加的防垢劑與水質特性不匹配等問題，導致目前地面油井摻水系統結垢問題比擬嚴重，特別是老區各采油廠一般二年左右就需要全面清洗系統、更新管線。除垢不僅投入大量資金，還影響正常生產。解決結垢問題最經濟有效的措施是投加防垢劑，針對油田結垢嚴重問題建議：發現結垢問題的各站均應投加防垢劑；投加防垢劑前，首先分析結垢原因和結垢類型，據此確定防垢劑的種類和投加量。 混凝劑油田污