油田含硫污水的来源和特点

油田含硫污水的来源和特点硫化物在油田采出水中普遍存在，带来了严重的腐蚀、结垢、硫酸盐还原靑ISRB殖，处理困难等一索列复杂问题-油田采出水中的硫化物主要以少.SO?'的形式存在，还有少量的s3o32\硫化物主要来源于以下四牛方面：一是地层中存在的.随着石油开采I加帶到地HH\-是世产过樓中产主的：［是仃KL物腐收陆解严生的硫化物H四是硫酸盐还原菌（SRB）的还原作用将水中的EtV还原成/-油田污水中的硫化物.主要是「1硫酸盐还原1^1（SRB：■还原硫酸盐湎产生的-屮上要仃以卜一四卒方面的危害；一是具有较强的腐蚀性.水中計对铁的腐蚀性比C1更强【1】，会在钢铁的表面形成局部坑蚀或腐蚀，绘路使铁质管道穿孔，破坏注水系统的管线、设备；二是易造成地层堵塞，計的腐蚀产物主要是F馬沉淀物，它不浴于水且能便水体发黑.悬浮厠塔加•如果将这种水注入地层'不仅会堵銮地层.塔加注水井洗井次数.Ifil'.ll会导致注水压力升高.油井产液量下降、原汕产量障低.園内油日I每勺因此造成的直接和间接经济损失近百亿元；三是増大了油水处理难度，F詣还是一种乳化油稳定剂，会增大污水除油难度口另外，污水中的硫酸盐促进了SRB的裁殖，血呂RB产生的代谢产物H爲具有较强的腐蚀性，可引起拈采设备、注水管线及其它金届材料严虫腐辿•沥腐蚀产物（如硫化亚铁和氢駁化训铁〕易与水中嵐垢离子口宙世成/垢.造成管道堵塞和储层怖害，最终形成恶性循环⑷；四是降低了蘿合物驱油的驱替效果.污水中的硫化物会障低聚合厠耕液的粘度.便•其难収乜到聚合物軀的水硕要求-因此.对含硫沁水开展除硫机理研究井进行回注技术研究.一方血叫减小环境沁染，另一方面可以充分利用油田污水进行回注，减少油井回注水的需求，节釣生产成本，减少水资源的消就.具仃段大的经济效益、环境效益*社会效益.在石汕开采过程中.随若地卜水与原汕的不断带i\汕层压力会逐渐卜陆.需要人L汴水或注气対汕层补充傩量-采卜;水随原汕一咆进入原汕集输系统的腹水转汕站.原油脱水后产生了丈量含袖汚水-采油污水中的主要污染物有盐类、硫化物、悬浮物、原油*有害气体、有机物、SR生物，还有泥沙等成分凹・其中蔽及其硫化物对设备和管道造成了槪大的危害.井便水质恶化.增大了含硫采汕⑴水的处理粧度-管道腐蚀油［II河水中的硫化物会对设备、管道造成严重腐till141。管道的腐蚀会大大缩短管道的使用寿命，我国部分油［II的地卜管线在投入使用之后，佇的不到三年就出现了大而积腐蚀穿孔，甚至直接报废。因为管道腐蚀、穿孔造成泄漏而不得不中断生产、维修设备，大大降低了管道的输送效率，增加了管道运行和维护的难度W另外，由于油［II河水中含有一些具令毒性且难以彼生物降解的物质囚，一貝污水泄漏将导致土壤和地卜水环境污染,并且会对周边的水域、耕地以及环境造成严重污染冈，而污染后也很难治理恢复。若要有效控制管道腐蚀，首先要了解河•水管道中的硫循环过程。图是管道中硫循环示意图与污水管道中H?S气体的生成模型。图11管道中硫化包的释放如图1」所示,管道中微生物较为丰富,硫循环也正是以微生物为媒介进行的转化过程。在管道内的液相中、管道底部与侧壁上的沉淀层及粘性层中含有大呈硫酸盐还原菌（SRB）,能够将污水中有机硫或硫酸盐还原为H?S或其它有恶臭的含硫化合物:在气相中,从水相中溢出的H2S和少量02被粘附于管道顶部的硫化细菌吸附，产生酸性物质，腐蚀管道。除此Z外，金屈硫化物沉淀和未被完全氧化或还原的单质s在河水管道中沉积，有利于微生物的滞留、生长和緊殖，从而导致恶性循环。因此，除硫过程中必需杀菌。硫化氢的希性含硫油田污水中可能携带有HqS,另外油田污水中的SRB繁殖也会产生H2S,H2S是一种无色气体，具仃特异的臭鸡蛋气味。H2S溶于水后会形成册酸，腐蚀破坏金屈材料，易造成井卜管柱突然断落，井口装置的破坏，地面管线和仪表的爆破等，严重时甚至会引发井喷或着火事故。随着天然气和石油工业的发展，探井和生产井工作呈不断加大以及油气输送、加工、利用等方而都可能产生大量硫化氢，增加了油气生产的危险。SRB的危害大虽繁殖,在厌氧环境中,油田采出水中硫酸盐还原菌(SRB)靠还原硫酸盐或氧化某些有机物而获取能址,大虽繁殖,在厌氧环境中,阳极反应4Fe->4Fe"+8e水的电离8H2O->SH++SOH-阴极反应8H++8e->8H(吸附于铁表而)会发生如卜反应:细菌去极化反应SO?+8H+SRB->S’+4H2O细菌阴极去极化反应F*+S'-FeS腐蚀产物3Fe腐蚀产物3Fe处+60H，->3Fe(OH)2总反应4Fe+SO?+4H2O->FeS+3F<OH)2+20H*总反应SRB参打的这些反应导致了对管线.金属设备的腐蚀。SRB引起腐蚀的过程可用图1-2表示。图1-2SRB图1-2SRB腐蚀的过程SRB的滋生使水发黑发臭、悬浮物增加、水质变差。另一方而，SRB产生的代谢产物具有较強的腐蚀性，可引起钻采设备、注水管线及其它金屈材料严重腐蚀，而腐蚀产物FeS和Fe(OH)2等易与水中成垢离子反应生成河•垢，会堵塞管道和油层，造成储层伤害，增大注水难度,降低原油产S-0此，油田水中SRB的存在,会对注水管道和油层产生综合性破坏円，国内每年由此造成的直接经济损失近亿元。1.23油田含硫污水中硫的存在形式n然界中硫以三种形式存在，元索硫、无机硫化物及含硫有机物。这三者在化学和生物作用卞相互转化，构成硫的循环。在门然界中硫化物上要由硫酸盐还原而成，分为同化硫酸盐还原反应和异化硫酸盐还原反应。油田产出河水中的硫化物主要以s、s2\so/及少呈s2o32-的形式存在，s、S：•与SOF•是硫的主要存在方式。按照腐辿性強弱可将硫及硫化物划分为活性硫和非活性硫1101。能够和金屈管道及相关设备直接发生反应的硫及硫化物