目前,我國各大油田汙油泥年產生量的總和約佔國內原油總產量的2% [1],其中塔河油田汙油泥年產生量為4~6萬t。汙油泥的組成成分極其複雜,其中重質油含量佔比較高 [2]。同時,汙油泥中還存在著大量的苯、蒽等有毒有害物質[3],對油田環境和人員健康具有較大的安全隱患,嚴重製約著油田的綠色可持續發展。
1 汙油泥的危害
1.1 環境汙染
汙油泥如果無法得到及時處理,將會對油田地下水資源造成汙染,使得地下水中的COD、BOD以及石油類含量嚴重超標[4]。同時,汙油泥中的原油滲透到地表後,易發生土壤板結現象,影響地表植被的正常生長[5]。原油在汙油泥中的含量一般高於5%,因此汙油泥在堆放過程中會造成原油中輕質組分自然揮發,造成周邊環境中烴含量超標。
1.2 能源浪費
汙油泥中的原油含量一般較高,如果不能採取有效手段對其進行回收,將會造成我國石油資源的巨大浪費。汙油泥無害化處理過程中,可以通過合理的工藝手段,將汙油泥中的原油組分提取出來。這不僅能夠降低汙油泥中原油含量,還可以實現石化能源的回收再利用,從而達到環保效益與經濟效益雙贏的目的[5]。
2 汙油泥處理工藝
2.1 熱水洗處理技術
熱水洗處理法是指將汙油泥、水以及化學藥劑混合加熱,將汙油泥中的有機物質從土壤中脫離出來,最終經油水分離,實現原油資源的回收利用。目前塔河油田根據高含液汙油泥的特性,主要採用化學熱洗的工藝進行處理,並取得了良好的治理效果。
2.2 熱解吸處理技術
熱解吸法是指在無氧的環境下,採取間接加熱的方式對汙油泥進行無害化處置,熱解過程產生的氣體最終經冷凝系統處理後可實現原油回收。目前塔河油田根據低含液率汙油泥的特性,主要採用熱解吸的工藝對其進行處理,2018年約處理受浸泥土13.1萬噸,回收原油1120.8方,取得了良好的環保與經濟效益。
2.3 調質-機械分離處理技術
調質-機械分離技術是指在汙油泥中按比例加入一定量的化學藥劑,並通過改變汙油泥的各種理化性質,使汙油泥實現固液分離的一種工藝方法[6]。調質-機械分離技術具有操作過程簡單易行、設備能耗低等優勢,但在實際應用案例中由於汙油泥中原油含量相對較高,故需要與其他工藝技術結合,才能實現處理後的油泥達標排放[7],同時該技術必須配套水處理系統,否則極易造成水體汙染。
2.4 溶劑萃取技術
溶劑萃取技術是指利用萃取劑對汙油泥進行萃取,再通過蒸餾的方式將萃取劑與原油分離,實現原油回收的目的[8]。溶劑萃取技術在應用過程中具有原油回收率高、能耗低、不易產生二次汙染等優勢,但由於超臨界萃取劑成本較大,在大規模推廣方面難度較高。
2.5 超聲波處理技術
超聲波處理技術是指利用超聲波原理,將汙油泥內部結構進行深度破壞,從而降低汙油泥中的原油粘度,以減弱原油與其他雜質間的相互粘連,從而將汙油泥中的原油與水、泥等雜質有效脫附出來,最終達到分離的目的。超聲波處理技術具備處理流程簡單、處理周期短等優點,因此作為一種輔助處理工藝,其與傳統處理工藝相結合後能夠獲得良好的處理效果,但超聲波處理技術在實際應用過程中需要消耗大量的電能,能耗較高,從而增加汙油泥的整體處理成本[3]。目前國內該工藝在處理汙油泥方面應用案例較少,相關技術研究仍處於實驗室階段。
2.6 回灌調剖處理技術
回灌調剖處理技術是指利用汙油泥與地層間良好的配伍性特點,將汙油泥作為主要原材料,通過加入分散劑、懸浮劑等系列化學藥劑,製備得到汙油泥調剖劑,並應用於注水井的調剖作業中。該類型的調剖劑與其他的化學調剖劑相比而言,具有抗溫、抗鹽和抗剪切等優良的性能,能夠適用於大劑量調剖劑注入的作業,且不受礦化度、溫度等方面的影響,因此汙油泥調剖劑可廣泛用於注水井的調水增油挖潛[4]。
2.7 生物處理技術
生物處理技術是建立在生物學的基礎上,利用微生物將汙油泥中的有機物質降解為二氧化碳和水等無機物質,從而實現汙油泥的無害化處理[9]。1992年,美國 Gulf Coast 煉油廠建成首套汙泥生物處理示範裝置,隨著該生物處理裝置的不斷優化改進,目前已逐漸實現商業化應用。
4 結論及展望
汙油泥處理技術目前方法繁多,但在實際應用過程中都存在各自的優缺點,目前而言,熱解吸處理工藝在大規模處理汙油泥方面具有一定的優勢,但由於工藝本身對汙油泥的理化特性要求較高,無法對各類汙油泥進行處理,因此制約了其應用範圍。綜上所述,在處理汙油泥過程中,應根據汙油泥的特性,採用不同的處理工藝,同時僅靠單一的工藝和技術很難滿足日趨嚴格的環保要求,因此多種工藝、方法的聯合利用是未來汙油泥無害化處理的發展方向。