0 引言
現階段由于海上采油平臺壽命短，且采油風險高，因此必須采用注水的開發方式進行石油開采。但是這樣就會造成很多采油污水，對海洋環境造成危害，因此需要對污水進行處理回注。本文首先對海上油田注水技術的發展現狀和存在的問題進行分析，然后再針對海上采油污水處理技術和工藝進行分析和探討，不斷提高我國海上油田采油污水回注處理水平，維護我國的生態平衡。
1 海上油田采油污水注水處理技術現狀及存在的問題
海上采油是現階段最重要的，最具發展潛力的采油方式。這種采油方式在很多國家都得到廣泛的應用。海上采油具有開采效率高，石油資源利用率高的優勢，同時海上采油也具有很多的不足。因為是在海上進行采油，一旦采油方法應用不當，就會對海洋環境造成危害，對海洋水資源造成危害。其中最重要的就是海上油田采油污水的問題，下面就讓我們對這些問題進行仔細分析。
1.1 傳統注水處理技術 在我國傳統的污水回注處理技術主要是運用去除污水中的懸浮物和去油的方式來進行的。在國外經常使用的海上污水處理器有氣體浮選裝置、水力旋流器、波紋板分離器等，我國海上油田污水處理技術主要運用的是隔油、混凝汽浮和過濾技術為主。例如我國渤海油田進行采油污水處理就包括斜板除油、氣浮以及通過核桃殼進行過濾這三個步驟。除此之外，海上油田采油污水注水處理技術也采用離心分離的方法來進行。海上油田傳統的直接注入海水的處理過程是以浮物和去氧來進行展開的。在我國的青島油田中主要采用了海水粗過濾、壓力斜板沉淀以及細過濾和超重力脫氧、電解氯化殺菌等方式來對海上油田采油污水進行回注處理。
圖 1 是海上污水處理的工藝流程圖。
圖 2 是污水凈化系統流程圖。
圖 2
1.1 海上油田注水過程中存在的問題 對海上油田注水過程中存在的問題進行分析主要包含三個方面的內容。首先是海上油田采油污水回注處理工藝中存在的問題。在對海上油田采油污水進行處理的過程中，其中最重要，最
關鍵的環節就是出油系統。現階段的海上油田采油污水處理工藝可以把污水中大部分的懸浮油、乳化油以及分散油等物質進行去除，但是在出水中仍然含油一些少量的油類物質，使得過濾污水的材料很快失去過濾效果，且大大降低了注水的能力，對油田生產造成了很大的影響和阻礙。另外在海上油田回注水的工藝中還存在另外的問題，在傳統的會注水處理過程中，傳統工藝中無論是絮凝工藝還是過濾工藝，對細菌的去除作用都很小，細菌除去效果不明顯。在這些細菌中，硫酸鹽還原菌會把硫酸鹽進一步還原為硫化氫，而硫化氫會對注水管造成危害，使注水管的管線受腐出現問題，還會導致腐蝕物脫落，這種現象導致的結果就是使回注水中的懸浮固體含量增高，對主水管的流通造成阻礙。除此之外，大量細菌的集聚以及懸浮固體的集聚形成的粘液團也造成了堵塞的問題。
例如我國某一海上油田在處理污水時把核桃殼過濾器作為最后的精濾器，最后導致過濾器中出水的油量和懸浮物的含量都比較高。懸浮物含量為 18mg/L，含油量為 27mg/L，而相關的海上石油注水水質指標為含油量≤15mg/L，懸浮物含量≤10mg/L，因此傳統的注水處理技術是達不到這樣的指標要求的。
其次是海上油田采油污水回注的儲層損害問題。我國海上油田采油污水回注處理技術發展的比較晚，與發達國家相比還有很大的距離。國外國家海上油田注水技術已經發展了很長的時間，也得到很大的進步，對于海上油田采油污水回注的儲層損害問題產生的原因、損害程度、損害影響以及處理技術等進行深入的研究。通過大量的研究可以發現在注入水中攜帶有大量的物質，例如懸浮固體、石油液滴以及細菌等物質，在這些物質共同的作用下會造成儲層堵塞的問題，大大的降低了儲層的滲透能力，使儲層不能正常流通，嚴重一影響了儲層的注水能力，尤其是細菌具有很大的繁殖功能，會進一步降低儲層的滲透能力。我國的海上油田采油污水回注處理技術研究的比較晚，很多地方還都沒有進行深入研究，尤其是在對海上油田采油污水造成儲層危害的研究中存在很多的不足。另一方面我國對這一方面的研究文獻報道的數量比較少，不能有效的改善這種情況。
最后是海上油田采油污水回注海水中存在的問題。在海上油田開采過程中，海水是海上油田采油污水回注的首要選擇，也是最合適的選擇，但是因為海水中的水分含鹽量高，尤其是硫酸鹽的濃度非常高，地下巖層中具有濃度特別高的鈣離子，這兩中元素相結合就會使硫酸鹽或者碳酸鹽發生沉淀，從而產生水垢，對水水地區周圍的儲層受到阻塞，影響注水能力，不利于油田的壓力平衡，對海上油田產量也造成很大的影響。當形成水垢之后，就只能通過機械鉆等方式來對水垢進行清除，這就需要將注水井進行臨時關閉，不僅會影響注水進度，同時水垢處理成本也比較高。
另一方面，在很多注入海水中的油田都會因為硫酸鹽還原菌還原成為硫化氫導致儲層的屬性變為酸性，對采油井以及地面的相關設施造成危害，使其腐蝕程度嚴重，同時還會產生大量的硫化物水垢，最后造成設備管線的嚴重堵塞。所以在將海水作為注入水的水源時，還需要開展一些與硫化物相關的一些修復工作，同時也需要建立一定的安全保護系統。除此之外，不正確的注水方式也會對海上油田采油污水回注處理工作造成影響，最后引起放射性性的污染，整個海洋環境造成嚴重的影響，因此再對采油出水進行注水的過程中，需要根據海上油田的實際情況來選擇合適的注水方式，在注水的過程中需要嚴格按照相關的要求進行操作，避免因操作不當而導致注水過程出現問題，對后期的維護工作造成很大的影響。
我國由于海上油田開發的比較晚，在污水回注處理技術和工藝的研究中還存在很大的不足，更多的是關于對硫酸鹽垢問題的關注，至于其它的油田酸化以及硫化物垢等方面的研究還比較少，在以后的發展過程中需要加大對這方面的研究。例如在我國南海的某個油田中，在早期的時候，油田污水注入水源以硫酸根含量豐富的海水為主，但是海水中蘊含的硫酸根離子與油田出水中的鋇、銘等離相結合，最后形成沉淀物，使該油田中的油井出現很多的結垢，不利于海上油田開采工作的順利開展。在對海上油田油井進行維修的過程中，如果某個井下管柱中有大量的結垢，那么與這個井相對應的位置的油管的內部和外部也會有污垢，這是海上油田發展過程能中需要解決的重要問題。
0 海上油田采油污水回注處理技術和工藝
通過上文的分析我們可以了解到由于海上采油平臺具有壽命短、采油風險高等原因，因此在對海上油田進行采油的過程中需要采用注水開發的方式對海上油田采油污水進行回注處理，可以有效的促進海上油田的可持續發展，減少海上油田開采對環境的污染。海上油田在開采的過程中產生的水含有很多的油物質，并且礦化度以及固體懸浮物的含量都比較高，并且在這過程中還存在有很多的細菌，并且在采油的過程中和輸送的過程中加入的各種藥劑，極大的增加了污水的處理難度。在海上油田的開采過程中由于油田的出水量和注入水量不均衡，所以需要利用直接注入海水以及打水源井的方式來對水量進行補充。但是運用這兩種方法一方面打水源井實施成本較高，井水的礦化度程度比較低，與儲層水的鹽度相比，相差程度比較大，導致儲層粘土顆粒出現轉移，使滲流孔出下堵塞的想象。因此我們需要對傳統的海上油田采油污水回注處理技術和工藝進行了研究，并根據傳統工藝中存在的問題研發新的注水工藝。不斷促進我國海上油田采油污水回注處理技術的提高。具體聯系污水寶或參見http://m.dongaorq.cn更多相關技術文檔。
0.1 海上采油過程膜法水處理新技術 海上油田開采采出水經過傳統的絮凝工藝和沉淀工藝之后，含油量會有所降低，一般會降低到 10mg/L 以下，并且在剩下的油物質中主要是以乳化油和溶解油這兩種形式為主的。因此傳統的方法把出水中的含有表面活性劑等的物質都處理完了，所以再對剩下的乳化油和溶解油進行處理的時候，傳統的處理方法就不太好處理。而膜分離技術在處理油田采出水中的應用可以很好的解決這一問題，在這項技術中對超濾和微濾膜技術的運用可以有效的去除采油污水中的乳化油類。在進行這一工藝的時候，首先需要選擇合適的膜工藝以及膜組件，這樣就可以提高出水除油率，可以一次性除去水體中粒徑<100 lam 的油滴，而且在對油和乳化油分散的過程中具有很強的適應性，除油率可以達到 90%，同時這種工藝還可以有效的去除出水中的細菌，不會造成二次污染，在實施的過程中不會出現質量變化的問題，而且這種工藝在使用過程中耗能少，流程短，具有很強的實用性。
微濾膜在運用的過程中大多使用的是陶瓷微濾膜。例如在對遼河油田的某個采油廠過濾后的采出水進行注水處理的時候，采用的就是 0.8μm 的陶瓷膜，最后使水中存在的懸浮物固體含量由原來的 20~50mg/L 下降到 1mg/L以下，使懸浮物顆粒的直徑降低到 1μm 以下，使出水中的含油量降低到 3μm 以下，從而可以滿足特低滲透油田注水對出水水質的要求。
隨著人們環境保護意識的不斷提高以及人們越來越關注環境問題，最近幾年，在對海上油田采油污水回注處理過程中對超濾膜處理技術的研究越來越深，我國各大油田都開始對此技術展開研究，并對研究成果進行運用實驗，
最后使污水處理后的出水水質能夠完全符合《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》中最高標準的要求。除此之外，我國的一些大型油田已經開展了對超濾處理油田采出水的中試研究，并且取得了一定的成績，使處理過的出水質量達到了油田會注水中 SY /T 5329- 1994 的 A1 標準，有效的滿足低滲油田以及特低滲油田對注水質量的要求。
我國大慶油田通過對 500m3/d 的超濾膜處理油田污水技術的運用，最后對油、懸浮物以及細菌的去除率分別達到 100%、84.3%和 97.8%，顆粒粒徑的中值打到 0.7μm，
通過此技術凈化后的水質已經能夠達到特低滲透油田回注水水質標準。
圖 3 是生化處理—超濾膜處理工藝流程。
2.2 納濾軟化海水和采出水的注水技術 在海上油田采油污水回注過程中使用最多的就是污水直接注入海水的方式，但是在這個過程中，會產生大量的污垢，從而導致出現一系列的問題，不僅會增加處理成本，同時也會大大增加藥劑的使用量，油井在使用的過程中也會出現很多的問題，使其被頻繁維修，產生這些現象的原因就是因為海水中含有大量濃度高的硫酸根離子和鈣鎂離子。如果將低硫酸鹽海水作為主要的會注水，那么不僅可以防治出現結垢問題，同時還大量減少了還原性硫細菌的營養源頭，使硫酸鹽還原菌的活性大大降低，同時也有效降低了硫化氫的生成量以及發生油井酸化的可能性。另外還可以降低在注水過程中進行防腐蝕的資金投入，提高注水工作的安全性，降低安全隱患，油井維修費用也會得到大量的降低。
在國外的海上油田采油污水回注處理過程中，經過人們的研究發現，安裝一套完整的海水脫硫酸鹽設備，并對此設備進行運行所使用的費用比將采油出水直接注入到海水中的成本還要低，同時對此設備的運用還可以防止出現與放射性元素一起沉淀的現象，減少對海洋環境的污染，降低海上油田采油污水回注處理的成本。由于這項工藝去除了對阻垢劑的使用，同時也就可以有效的避免出現與阻垢劑相關的一些儲層受損害的問題，另外也可以有效的防止因污水排放而帶來的環境污染問題，也可以大大減少對設備的使用。在使用脫除硫酸鹽的過程中最關鍵的技術是納濾膜分離技術，這項技術的特點是膜的表面具有一定量的負電荷，這些負電荷可以對海水中的那些硫酸根離子進行選擇性的去除，最終可以得到含有低硫酸鹽的海水。這項技術在在淡化海水處理方法應用的比較廣泛，國外的一些海上油田已經開始應用這項技術，這就說明海水淡化裝置結構趨勢得到了大大的降低。
納濾軟化海水技術已經成為現階段海上油田采油注水的重要使用技術。在 1991 年的時候，英國的北海油田中就有對這項技術的使用，開始將納濾軟化海水技術運用到海上采油污水回注中，在深海采油過產能中，對除硫酸根技術的使用最為關鍵。在國外的 F irassol 油田中，在那些水深大約為 1500 米的儲層中含有大量的鋇和銘離子，該油田就采用了除硫酸根技術，有效的將海水中的硫酸根離子的濃度降低到 40mg/L，減少結垢問題的出現。
對于納濾軟化海水技術，我國對這方面的研究比較少，因此國家應該加大對這方面的投入，組織一批專業的技術人員加大對這方面的研究，并對研究成果進行實驗，保證其實驗效果的有效性。只有這樣我國的海上油田采油污水回注處理技術才能大大的提高，從而減少污水排放對環境污染，減少對生態環境的危害。
表 2 是對各種膜類型以及孔徑大小和功能的分析。
3 總結
綜上所述，隨著油田行業的不斷發展，海上油田采油方式得到廣泛的應用，但是在應用的過程中也存在很多的問題。現如今我國海上油田污水處理工作中尚且存在諸多問題，例如部分油田回注水沒有達到排放標準，對海洋環境造成污染，影響海洋生態平衡，且油田開采過程中會消耗大量的水資源，導致回注水與采出水之間失去應有的平衡，這些都是我們在海上油田開采工作中需要注意的。在整個海上油田開展作業中，不同的油田資源開發方式會生成不同類型的工業廢水，因此對廢水的處理方法也會有所不同，如何有效的處理回注污水，降低回注污水對海洋環境的污染，成為新時期海上油田發展的重要命題。在新時期發展的背景下，為處理海上油田采油污水回注處理技術中所存在問題，需要不斷優化水質標準，充分利用污水回注技術中的源頭處理技術，積極改善水資源的質量，從綜合視角出發，分別利用物理技術、生物技術、化學技術對海上油田采油污水進行處理，有效提升海上油田污水回注水的處理質量。(來源：灘海開發公司)
