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“水中捞油”守护蓝色海疆——记华东理工大学海上油气田生产水处理技术

发布时间: 2023-05-19  点击次数: 575次

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  在华东理工大学,有一支专注海洋油气开采过程中生产水处理技术及装备的团队。他们有着同样朴素的愿望,那就是用自主研发的创新技术,助力海洋油气行业绿色发展。从2008年开始实验室技术研发,到2014年登上海上平台进行水质调研,再到2022年前往“深海一号"考察,团队自主研发绿色环保生产水处理技术装备,用实际行动守护蓝色海疆。

  让“水中捞油"更che底

  海洋石油开采过程是一个“水中捞油"的过程,海上油气田井下采出的是高温高压的油、水、气三相混合物,在开采过程中形成高乳化态油水气混合物,在平台经换热冷凝相变后,油水乳化程度还会进一步加剧。在油水两相分离不che底时,会造成生产水油含量严重超标,持续排放或回注将对海洋生态及地层地质环境产生难以逆转的恶劣影响。

  但是,在崖城13-1气田平台附近,却常常能看到水清海蓝鱼儿成群结队的场景。那么,这里的排海生产水中的油是怎么“捞"干净的呢?

  原来,这种让原本浑浊的含油污水,变得清澈透明可直接排海的“神奇"水处理技术,就是由华东理工大学杨强教授团队ling衔研发的短流程绿色分离变革性工艺。

  该技术以“多形态油类污染物协同分离"模块化装备为水处理系统核心,突破了当前主流化学破乳方法及“三段式"工艺模式,从源头上实现了绿色环保生产,处理后生产水中油含量这一关键指标优于国内、国际相关标准。

  打造水处理新模式

  含油污水中不仅携带有原油,还含有许多杂质、悬浮物和泥沙等污染物质,在含油污水处理的流程中,最难啃的骨头就是乳化油,呈现出“水包油"“油包水"“水油互包"的状态,油滴和水相互包裹、相互交融,难以对其进行分离,严重影响水质。

  为了清除乳化油这块流程上最大的“绊脚石",杨强教授团队成员通过查阅万余篇文献、分析水质、模拟计算,最终创造性地提出了亲疏水组合纤维物理破乳的设计理念,实现了不同粒径油滴逐级逐步进行分离。通俗地说,就是利用油、水在不同材质上的受力差异进行分离的物理法分离模式,为流动的油、水分别搭建“通行道"。与传统的化学法破乳模式相比,该技术处理流程短、占地面积小,并且不会产生浮渣危废造成二次污染,在降低操作成本的同时,还提高了处理效率。

  14年来,团队足迹遍布我国渤海、南海海域的30余个重点油气田平台,研究对象覆盖了稠重质油田、轻质油田、高乳化气田等不同水质条件的海洋油气田,深入解析各类污水中不同形态油类有机污染物的迁移、聚并、分离机制,最终开发出化学药剂近零消耗的新型物理分离方法,打造了海上油气田生产水处理新模式。

  执着深耕蓝色海疆

  一去平台,就是将近一个月,这是杨强教授团队每位成员都经历过的海上故事。无论是初期调研、侧线试验、开工调试,还是效果标定,都离不开参数的调整和取样、测试。团队成员登上平台便进入“战时状态",要连续30多天从不同的位点取样。样品测试需要经过降温、萃取、沉降、过滤等复杂流程,最多的时候,一天要对40余个各种不同类型的水样进行测试。

  从陆地到海洋,从气田到油田,团队由最初的四五个人“勇闯天涯",发展到如今,已有30多人深耕海疆。团队开发的含油污水紧凑绿色处理装备,实现了最大处理能力由720立方米/日到7000立方米/日,再到2.4万立方米/日的跨量级增长,且在相同的处理能力下,占地面积只有传统装备的1/5。

  不仅如此,团队更是啃下了亿吨级大型稠油油田秦皇岛32-6油田的生产污水处理这块“硬骨头",在油品黏度高、密度大、综合含水率高、平台空间狭小的苛刻条件下,研发出一套适合含有高悬浮物的稠油油田污水处理技术装备。

  为海洋油气行业添绿

  新型高效、绿色环保,杨强团队自主研发的生产水处理技术及装备在业界声誉逐渐响亮起来。与传统技术相比,该技术在海上平台关键参数的占地及处理量综合指标、吨水处理成本指标上均领xian于国ji*技术水平。

  2016年7月,在崖城13-1气田平台投运的含油生产水处理装备,突破了海上气田平台深度降压增产挖潜的环保难题,为平台带来近3000万元/年的经济效益。

  2018年9月,精简、优化设备结构并升级改造后的含油生产水处理装备在曹妃甸WHPA平台开工投运,每天可提升平台原油产量30%以上,多产原油近3.65万立方米/年,实现了2.9亿元/年的经济效益。

  2021年1月,生产污水短流程绿色处理新方法及装备投用于秦皇岛32-6海上重质油田,以单套设备取代了传统“斜板—浮选"两级设备,两年内累计增油61.08万立方米,吨水处理碳减排90%。

  此外,团队的技术成果已推广应用于渤海、南海多个油气田平台生产水处理过程。投运以来,各项目运行稳定可靠,性能指标优良,解决了我国海上油气田生产水处理难题,取得了显著的社会、经济效益。