注入水凈化劑

1、腐蝕及其危害

金屬與周圍介質(zhì)接觸，由于化學(xué)或電化學(xué)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(diǎn)，所以一般具有較高的腐蝕性，造成污水集輸管線、水處理設(shè)備、油水井及井下工具的腐蝕破壞。油田污水系統(tǒng)管線設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕會(huì)影響油田生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行，還會(huì)引起火災(zāi)，造成環(huán)境污染。個(gè)別油田污水腐蝕速度最高可達(dá)5mm/a以上，污水提升泵、管線和設(shè)備投產(chǎn)不到一年就因腐蝕更換或改造，既影響生成又污染環(huán)境，直接或間接影響到油田正常開(kāi)發(fā)。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(wèn)題，在生產(chǎn)時(shí)間中推廣應(yīng)用先進(jìn)防腐技術(shù)和措施。

2、緩蝕劑的類型及緩蝕機(jī)理

緩蝕劑種類很多一般pH值在6~8范圍內(nèi)，屬于中性介質(zhì)，可用中性介質(zhì)緩蝕劑緩蝕。按作用機(jī)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(guò)氧化產(chǎn)生致密的保護(hù)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Na₂MoO₄）等，屬于這類緩蝕劑；

（2）沉淀膜型緩蝕劑：這類緩蝕劑是通過(guò)在腐蝕電池的陽(yáng)極和陰極表面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(guò)在腐蝕電池的陽(yáng)極表面和陰極表面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(guò)出去水中溶解氧而起緩蝕作用，殺菌劑可通過(guò)抑制水中硫酸鹽還原菌的繁殖而起緩蝕作用，因此，在某種意義上，這些化學(xué)劑都可看做緩蝕劑。

3、緩蝕劑的選擇及應(yīng)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(jù)腐蝕介質(zhì)的具體情況，查清腐蝕因素和機(jī)理，通過(guò)試驗(yàn)找出具有針對(duì)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(diǎn)：

（1）確定腐蝕原因：對(duì)于油田生產(chǎn)系統(tǒng)，腐蝕的主要原因不外乎pH值、含鹽量、H₂S、CO₂、O₂、細(xì)菌等。但必須找出腐蝕的主要原因，測(cè)定各氣體的溶解量，分析腐蝕介質(zhì)的離子組成、腐蝕產(chǎn)物。對(duì)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(jìn)行室內(nèi)評(píng)價(jià)：根據(jù)腐蝕原因準(zhǔn)備幾種緩蝕劑，先在室內(nèi)評(píng)選緩蝕率高的緩蝕劑及其用量，然后在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。室內(nèi)評(píng)價(jià)一般采用掛片試驗(yàn)法。

（3）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定緩蝕劑用量和加藥方式：設(shè)立緩蝕檢測(cè)點(diǎn)，隨時(shí)檢測(cè)緩蝕速度，以便調(diào)整、改進(jìn)緩蝕劑品種、加藥量和加藥方式。

（4）進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比較：對(duì)緩蝕劑的價(jià)格、用量、毒性及緩蝕率進(jìn)行全面分析，選擇相對(duì)緩蝕率較高，成本較低，對(duì)環(huán)境污染輕的緩蝕劑品種。

2）油田污水處理系統(tǒng)常用緩蝕劑

油田污水處理系統(tǒng)的緩蝕劑品種繁多，來(lái)源復(fù)雜，緩蝕效果差異也較大。對(duì)于油田污水處理系統(tǒng)防腐效果較好的緩蝕劑有含氮的有機(jī)化合物，脂肪胺及其鹽類，酰胺及縻唑啉類等。如中原油田現(xiàn)用的緩蝕劑XHZ-1，為咪唑啉類和季銨鹽的復(fù)配產(chǎn)品，投加量50mg/L就能使緩蝕率達(dá)到80%以上。油田污水處注水系統(tǒng)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。

1、污水處理中常見(jiàn)的細(xì)菌及其危害

隨著油田的開(kāi)發(fā)，原油含水不斷升高。為了保護(hù)環(huán)境和維持地層產(chǎn)能，多年來(lái)將污水處理后回注已成常規(guī)。回注污水必須投放殺菌劑進(jìn)行處理。這是由于污水中含有多種有害成分如硫酸鹽還原菌（SRB）、腐生菌（TGB）、鐵細(xì)菌和其它有機(jī)物質(zhì)。硫酸鹽還原菌屬厭氧菌，是一種普遍存在的細(xì)菌，在高礦化度、較高壓力和較高溫度下都能生存，最宜生長(zhǎng)溫度為20~40℃，它繁殖時(shí)將污水中的硫酸鹽還原成硫化物和原子態(tài)氧。硫酸鹽還原菌常存在于水流不快處和死水區(qū)如流速低的管線、沖洗罐、原油存儲(chǔ)罐以及罐的結(jié)垢沉淀處或有機(jī)物殘?jiān)旅妗Ａ蛩猁}還原菌在鋼鐵表面繁殖，將加速鋼鐵的局部腐蝕，引起地下、地面生產(chǎn)管線穿孔。硫酸鹽還原菌產(chǎn)生的黑色粘稠殘?jiān)鼤?huì)堵塞地層孔道，降低注水量，對(duì)原油生產(chǎn)造成影響。污水中的有機(jī)物和硫酸鹽還原菌繁殖產(chǎn)物對(duì)喜氧細(xì)菌如腐生菌、鐵細(xì)菌的繁殖創(chuàng)造了有利條件。腐生菌是一種非單群菌落，它產(chǎn)生的致密粘液常附著在管線和設(shè)備上，吸附水中的懸浮物、沉淀物，造成注水系統(tǒng)的過(guò)濾器堵塞和設(shè)備腐蝕，同樣降低注水量，影響原油生產(chǎn)。

2、殺菌劑的種類及殺菌機(jī)理

1）殺菌劑種類

按殺菌劑的化學(xué)成分可分為無(wú)機(jī)殺菌劑和有機(jī)殺菌劑兩大類。無(wú)機(jī)殺菌劑有：氯、臭氧、次氯酸鈉等。有機(jī)殺菌劑有：季銨鹽、有機(jī)氯類、而硫氰基甲烷、戊二醛等。按殺菌機(jī)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(jī)理

殺菌劑的殺菌機(jī)理可分為以下三種：

（1）滲透殺傷或分解菌體內(nèi)電解質(zhì)；

（2）抑制細(xì)菌的新陳代謝過(guò)程，如抑制蛋白質(zhì)合成；

（3）氧化絡(luò)合細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的生化過(guò)程。

氧化性殺菌劑。如氯、臭氧等均為強(qiáng)氧化劑，通過(guò)強(qiáng)氧化作用破壞細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)，或氧化細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的一些活性基團(tuán)而發(fā)揮殺菌作用。

非氧化性殺菌劑。如季銨鹽除能降低表面張力外，還能選擇性地吸附到菌體上，在細(xì)胞表面形成一層高濃度的離子團(tuán)，直接影響細(xì)胞膜的正常功能。細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜，調(diào)節(jié)著細(xì)胞內(nèi)外的離子平衡，起到離子出入、能量轉(zhuǎn)換及輸送功能，細(xì)胞膜被殺菌劑破壞后，就使蛋白質(zhì)變性，抑制酶的生物活性，從而抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。

3、殺菌劑的選擇

（1）選擇殺菌劑要根據(jù)不同的水質(zhì)及細(xì)菌的種類，特別是pH值。因?yàn)楫?dāng)pH值較高時(shí)，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(dāng)水中含F(xiàn)e2 和H2S時(shí)，不宜使用氧化性殺菌劑，因?yàn)椴粌H增加氧化性殺菌劑用量，而且影響污水處理的水質(zhì)；

（2）殺菌劑要與其他水處理劑配伍，不能與其他水處理劑反應(yīng)相互抵消其效果；

（3）殺菌劑要具有良好的溶解性，加入殺菌劑后不至于影響水質(zhì)，即不能增加水中的膠體顆粒數(shù)，殺菌劑能均勻溶解于水中，且清澈透明；

（4）同一個(gè)污水處理系統(tǒng)應(yīng)間隔選用不同種類的殺菌劑，以免細(xì)菌產(chǎn)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(wú)環(huán)境污染。

我國(guó)陸上油田出油含水量已達(dá)80%~90%。隨著油田開(kāi)發(fā)時(shí)間的增長(zhǎng)，產(chǎn)出的污水也隨之增多。我國(guó)一些干旱地區(qū)，水資源嚴(yán)重缺乏，如何將采油過(guò)程中產(chǎn)生的污水變廢為寶，處理后用于飲用或灌溉，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。如果將此水回注地層，補(bǔ)充地層壓力，這樣既避免環(huán)境污染，又實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用。但這種污水經(jīng)過(guò)地層時(shí)攜帶了大量成分復(fù)雜的礦物質(zhì)，其中主要成分包括二價(jià)鈣離子、二價(jià)鎂離子、三價(jià)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(xì)菌提供了滋生環(huán)境的大量有機(jī)雜質(zhì)等。這些物質(zhì)的含量根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)特性略有不同。如將這種污水不經(jīng)處理直接注人地層，它們經(jīng)過(guò)一定的化學(xué)過(guò)程，將會(huì)引起注水管、抽油管的嚴(yán)重腐蝕或結(jié)垢，使地層空隙堵塞。腐蝕的結(jié)果是使注水管和抽油管洞蝕或破裂，結(jié)垢的結(jié)果是使抽油管、注水管逐漸堵塞，無(wú)法注水和采油，使造價(jià)昂貴的抽油井和注水井出現(xiàn)嚴(yán)重的事故發(fā)生在地層中的結(jié)垢，會(huì)破壞地層的滲透性，堵塞地層即垢堵，使原油產(chǎn)不出來(lái)，使整口井報(bào)廢。同時(shí)這種污水不合理的回注和排放還會(huì)使地面設(shè)備不能正常工作，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，對(duì)油田污水進(jìn)行有效的處理，防止腐蝕、結(jié)垢和細(xì)菌的危害，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

石油行業(yè)注水開(kāi)發(fā)油田，隨著開(kāi)采時(shí)間的延長(zhǎng)采出污水量不斷增加，將油田污水處理后代替地下水進(jìn)行回注是循環(huán)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(yè)過(guò)程排出的污水全部處理回注，那么注水量中只需要補(bǔ)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(jié)省大量清水資源和取水設(shè)施的建設(shè)費(fèi)用，而且使油田污水資源變廢為寶，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，提高油田注水開(kāi)發(fā)的總體經(jīng)濟(jì)效益。

在油田污水處理過(guò)程中，為形成防治設(shè)備及管線腐蝕、結(jié)垢、降低膠體、懸浮顆粒含量和抑制有害細(xì)菌增生等的環(huán)境條件，所加入的化學(xué)藥劑統(tǒng)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(jì)70年代起，我國(guó)將水處理劑應(yīng)用于工業(yè)冷卻水系統(tǒng)。油田含油污水處理處于初級(jí)階段，除了從國(guó)外引進(jìn)專門(mén)的藥劑外，多采用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水處理藥劑。所投加的的處理藥劑多為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物，如石灰、二氧化碳、硫酸鐵、氯氣、亞硫酸鈉和無(wú)機(jī)磷酸鹽等。隨著油田開(kāi)發(fā)水平的不斷提高和科技進(jìn)步，對(duì)水處理劑的要求也不斷提高，促進(jìn)了油田污水處理劑的更新和發(fā)展。為更有效的達(dá)到緩蝕、阻垢、殺菌和凈化的目的，更好地降低污水對(duì)環(huán)境的污染，逐步開(kāi)發(fā)研制了新型、高效的有機(jī)水處理劑，以及同時(shí)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。所使用的油田污水處理劑，以有機(jī)化合物為主，大都是幾種有機(jī)物化合的復(fù)合配方，從而彌補(bǔ)單一藥劑的局限性，提高油田污水處理效果。

絮凝劑是用來(lái)使溶液中的溶質(zhì)、膠體或者懸浮物顆粒產(chǎn)生絮狀沉淀的物質(zhì)，在固液分離和水處理過(guò)程中，用以提高微細(xì)固體物的沉降和過(guò)濾效果，被廣泛應(yīng)用于化工、礦業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域。絮凝劑主要是有機(jī)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(yè)的發(fā)展，水污染的情況日益嚴(yán)重，水的凈化處理顯得越來(lái)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(xué)氧化、電滲析等，但“絮凝沉淀法”被普遍認(rèn)為是一種較為有效的預(yù)處理方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，絮凝劑的種類也日益豐富，根據(jù)化學(xué)成分的不同，可分為無(wú)機(jī)、有機(jī)和微生物絮凝劑。

1、絮凝劑的作用機(jī)理

（1）使膠體凝聚的方法

① 加入帶相反電荷的膠體，此時(shí)水中原有膠體和加入膠體發(fā)生電中和，使兩種膠體的負(fù)電位都減少。

② 添加和膠粒電荷符號(hào)相反的高價(jià)離子，從而降低膠粒的負(fù)電位，因?yàn)楦邇r(jià)反離子較易由擴(kuò)散層進(jìn)入到吸附層。

（2）水質(zhì)在凈化過(guò)程中的三種反應(yīng)機(jī)理

① 凝結(jié)作用。微細(xì)粒子的表面電荷經(jīng)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(jī)械力的破壞。凝結(jié)作用可借助化學(xué)藥劑的加入而完成，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。

② 架橋作用。在兩個(gè)或多個(gè)固體細(xì)微粒子間，利用絮凝劑起架橋作用，使細(xì)微粒子聚集較大的顆粒的絮體，有機(jī)絮凝劑則主要依靠架橋作用使粒子沉降。

③ 沉降作用。絮體一旦形成，便需在靜止?fàn)顟B(tài)下借重力而沉降，由絮體沉降的快慢可測(cè)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(shí)間在沉降區(qū)完全沉淀下來(lái)，則可得非常清澈的水質(zhì)。

2、無(wú)機(jī)絮凝劑分類

無(wú)機(jī)絮凝劑是最早使用的第一代絮凝劑，它應(yīng)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(wú)機(jī)高分子絮凝劑的研制與開(kāi)發(fā)已經(jīng)由單純的聚合鋁、聚合鐵發(fā)展到在聚合鋁、聚合鐵中引入硅酸離子，或者在聚合鋁、聚合鐵或聚硅酸中引入單種金屬離子Al、Fe，或同時(shí)引入這兩種金屬離子或多種金屬離子Al、Fe、Ca等。開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到與有機(jī)高分子復(fù)合。

（1）聚鋁類無(wú)機(jī)高分子絮凝劑

一般認(rèn)為聚鋁是一種高效的無(wú)機(jī)高分子，是指Al3 鹽到Al（OH）3間的一系列準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)物質(zhì)，即二鋁到十三鋁的羥基絡(luò)合物。它的研究開(kāi)發(fā)對(duì)整個(gè)無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的發(fā)展產(chǎn)生著極大的影響。聚鋁是一系列的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)物，環(huán)境條件的變化會(huì)使它發(fā)生脫穩(wěn)現(xiàn)象，脫穩(wěn)即絮凝。通常，聚合鋁的鹽基度越高，絮凝效果越強(qiáng)，但過(guò)高時(shí)將失去穩(wěn)定而生成難溶解的氫氧化鋁沉淀，導(dǎo)致絮凝效果降低。鹽基度以75%~85%為最佳。

（2）聚鐵類無(wú)機(jī)高分子絮凝劑

我國(guó)聚合鐵研制始于20世紀(jì)80年代初，首先研制出聚合硫酸鐵（PFS）。PFS是在硫酸鐵分子族的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中插入羥基后所形成的一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，可有效去處水中的懸浮物、有機(jī)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(duì)浮游微生物也有較好的去除效果。PFS處理含油污水效果遠(yuǎn)比硫酸亞鐵顯著，且對(duì)金屬設(shè)備的腐蝕性也大大降低，其不足之處是產(chǎn)生的污泥量較多、出水帶色。

（3）硅酸鹽類無(wú)機(jī)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(jī)理是靠分子鏈上的陰離子活性基團(tuán)與膠體微粒表面間的范得華力、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(yīng)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下水解、聚合反應(yīng)到一定程度的中間產(chǎn)物。由于硅酸溶膠具有強(qiáng)烈的縮聚作用，隨縮聚反應(yīng)的進(jìn)行，分子量不斷增大，最終轉(zhuǎn)化為高分子凝膠，失去其混凝活性。因而活性硅酸不能長(zhǎng)期存放，必須現(xiàn)場(chǎng)配置使用，從而降低其實(shí)用性。不穩(wěn)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(yīng)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(wú)機(jī)高分子絮凝劑，是在聚硅酸（即活化硅酸）和傳統(tǒng)的鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑的基本上發(fā)展起來(lái)的聚硅鋁酸與金屬鋁鐵鹽的復(fù)合產(chǎn)物。

3、有機(jī)絮凝劑

有機(jī)高分子絮凝劑與無(wú)機(jī)絮凝劑相比，具有用量少，絮凝速度快，受共存鹽類、介質(zhì)pH及環(huán)境溫度的影響小，生成污泥量少，脫色性好等優(yōu)點(diǎn)。但缺點(diǎn)是有些有機(jī)高分子絮凝劑的水解、降解產(chǎn)物有毒，生產(chǎn)成本較高。所以，現(xiàn)多以有機(jī)高分子絮凝劑與無(wú)機(jī)高分子絮凝劑配合使用，或者添加無(wú)機(jī)鹽與污染物電荷中和，來(lái)促進(jìn)有機(jī)高分子絮凝劑的作用。依據(jù)化學(xué)成分，有機(jī)絮凝劑可分為合成有機(jī)高分子絮凝劑和天然有機(jī)高分子絮凝劑兩大類。

（1）合成有機(jī)高分子絮凝劑

合成有機(jī)高分子絮凝劑多為水溶性的聚合物，具有相對(duì)分子質(zhì)量大、分子鏈官能團(tuán)多的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，按其所帶的電荷不同，可分為陽(yáng)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(yáng)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(yīng)用最為廣泛，在市場(chǎng)上占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

（2）天然有機(jī)高分子絮凝劑

天然有機(jī)高分子絮凝劑有純天然的，但大多數(shù)還是經(jīng)化學(xué)改性而成。此類絮凝劑原料來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜，無(wú)毒，易于降解和再生，具有巨大的開(kāi)發(fā)潛能。在20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)外學(xué)者就開(kāi)始了對(duì)天然有機(jī)高分子改性絮凝劑的研發(fā)。此類絮凝劑的產(chǎn)量約占高分子絮凝劑產(chǎn)量的20%。他們的研究開(kāi)發(fā)為天然資源的利用以及生產(chǎn)無(wú)毒絮凝劑開(kāi)辟了新途徑。按其原料來(lái)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(chǎn)物、多聚糖類及蛋白質(zhì)類改性產(chǎn)物等，其中最具發(fā)展?jié)摿Φ氖撬苄缘矸垩苌锖投嗑厶歉男孕跄齽?/p>

1、除氧劑的除氧機(jī)理

在污水處理過(guò)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(tǒng)中含有不同程度的溶解氧。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(tǒng)中，即使很低的溶解氧含量（0.5mg/L），也會(huì)引起嚴(yán)重的腐蝕。當(dāng)系統(tǒng)中同時(shí)存在二氧化碳和硫化氫時(shí)，二者互相作用使腐蝕更加嚴(yán)重。因此，防止氧進(jìn)入系統(tǒng)或把已進(jìn)入系統(tǒng)的溶解氧出除去，降低系統(tǒng)腐蝕已成為污水處理過(guò)程的重要部分。

油田污水處理系統(tǒng)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(jī)理是利用水中的溶解氧，把SO32-氧化成SO42-從而把溶解氧除去。除氧反應(yīng)受水的pH值和催化劑的影響很大，一般情況下，pH值越高反應(yīng)越快；催化劑（鎳鹽、鈷鹽）能加快除氧劑與溶解氧的反應(yīng)速度。

2、常用除氧劑

1）二氧化硫

二氧化硫通常是在具有壓力的鋼瓶里，以液化氣形式提供給現(xiàn)場(chǎng)。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(diǎn)是價(jià)格低，缺點(diǎn)是需要特殊的處理設(shè)備，需分別加入催化劑。

2）亞硫酸鈉

亞硫酸鈉一般制成含催化劑的固體粉末，到現(xiàn)場(chǎng)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(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，運(yùn)輸方便；缺點(diǎn)是溶液不防凍，液體和蒸汽有毒性、腐蝕性，與空氣中氧反應(yīng)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6.5份亞硫酸氫鈉。亞硫酸氫鈉的優(yōu)點(diǎn)是可制成濃縮液，在高礦化度的鹽水中反應(yīng)速率快，缺點(diǎn)是具有毒性和腐蝕性。

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6.2份亞硫酸氫銨。亞硫酸氫銨的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，可制成高濃縮液。缺點(diǎn)是具有毒性和腐蝕性。

5）聯(lián)氨

在常溫下，聯(lián)氨與氧的反應(yīng)較緩慢，但在90℃以上則反應(yīng)迅速，因此聯(lián)氨主要用于高溫除氧。聯(lián)氨作為除氧劑的優(yōu)點(diǎn)是除氧效率高，不影響水質(zhì)，缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。

注入井在油田生產(chǎn)中的作用至關(guān)重要，一方面注入井不斷地補(bǔ)充油層能量，保持地層壓力，使油井保持旺盛的生產(chǎn)能力；另一方面是注入的水也作為油的排驅(qū)劑，將油向生產(chǎn)推進(jìn)二因此注入井的平穩(wěn)注入有利于油田的平穩(wěn)可持續(xù)發(fā)展。

注入井管柱是聚合物溶液從井1：3進(jìn)入地層的通道。油田上所用的注入井管柱主要有兩種，一種是籠統(tǒng)注入管柱，一種是分層注入管柱。用的最多的是籠統(tǒng)注入管柱，分層注入管柱是近年來(lái)針對(duì)聚合物溶液注入時(shí)的層間矛盾而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新工藝。注入井管柱的設(shè)計(jì)主要是考慮防止聚合物溶液的降解，下面分別就兩種管柱的結(jié)構(gòu)和防降解措施加以介紹。

注入井籠統(tǒng)注入管柱

所有聚合物溶液都是在流速非常高的情況下發(fā)生降解的，但是水解聚丙烯酰胺在正常操作條件下也很敏感，尤其是在鹽水的含量或硬度很高的情況下更是如此，其中對(duì)高價(jià)陽(yáng)離子尤為敏感，因?yàn)檫@些陰離子化的分子其離子的耦合相對(duì)來(lái)說(shuō)是很脆弱的，此外，伸展應(yīng)力同剪切應(yīng)力一樣對(duì)聚合物溶液具有破壞性，而這二者通常又是伴生的。因此，在注入井管柱中，主要防止鐵離子(可發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而導(dǎo)致降解)和節(jié)流現(xiàn)象的發(fā)生。故籠統(tǒng)注入管柱使用了光油管，其基本結(jié)構(gòu)為：油管 喇叭口(如圖1)。

注入井分層注入管柱

分層注入管柱主要是解決籠統(tǒng)注入時(shí)出現(xiàn)的層間、層內(nèi)矛盾及利用常規(guī)分層配水管柱配注聚合物出現(xiàn)的剪切降解問(wèn)題，從而達(dá)到分層注入，提高聚合物驅(qū)油效果。

同心雙管、井下工具與兩種永久式封隔器通過(guò)不同的密封形式組合，形成兩條相互獨(dú)立的注入通道。雙層注入時(shí)，由內(nèi)管注下層，內(nèi)外管環(huán)空注上層，雙層分注量在地面控制。上層洗井由內(nèi)管下入新型移位器將滑套開(kāi)關(guān)打開(kāi)后直接進(jìn)行，下層可下入連續(xù)油管完成洗井，管柱內(nèi)徑可滿足下層測(cè)靜壓、吸入剖面的要求。整套管柱主要由兩部分組成：一是可鉆式丟手部分；二是插入管柱部分。

化學(xué)試劑通過(guò)數(shù)據(jù)頭上的化學(xué)注入孔注入，通常化學(xué)注入孔上帶針閥、安全閥和單流閥確保安全。在加工工業(yè)使用化學(xué)劑注入系統(tǒng)在高壓或低壓下以精確的注入量往返回或注入流體中注入液態(tài)化學(xué)劑。往返回流體中注入的化學(xué)劑通常為甲醇、乙二醇、防腐劑、除氧劑、鉆井液添加劑（燒堿和液態(tài)聚合物）和消泡劑等?；瘜W(xué)注入泵系統(tǒng)也可以用來(lái)向高壓反應(yīng)釜定量輸送反應(yīng)原料。

化學(xué)注入泵系統(tǒng)由超高壓液壓部分、機(jī)械部分、驅(qū)動(dòng)空氣部分組成。液壓部分為化學(xué)注入系統(tǒng)提供超高壓的壓力源，驅(qū)動(dòng)空氣部分為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力源。化學(xué)注入系統(tǒng)最大工作壓力為1,050bar，高壓回路具有過(guò)濾、過(guò)壓保護(hù)裝置，具有油位、壓力顯示功能，具有保壓、卸荷的功能。驅(qū)動(dòng)空氣部分為整個(gè)系統(tǒng)提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)空氣回路最大工作壓力為10bar，驅(qū)動(dòng)空氣回路具有過(guò)濾、過(guò)壓保護(hù)裝置，具有壓力顯示功能，具有壓力調(diào)節(jié)的功能。