讓“水中撈油”更徹底
海洋石油開采過程是一個“水中撈油”的過程，海上油氣田井下采出的是高溫高壓的油、水、氣三相混合物，在開采過程中形成高乳化態(tài)油水氣混合物，在平臺經(jīng)換熱冷凝相變后，油水乳化程度還會進一步加劇。在油水兩相分離不徹底時，會造成生產(chǎn)水油含量嚴重超標，持續(xù)排放或回注將對海洋生態(tài)及地層地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生難以逆轉(zhuǎn)的惡劣影響。
但是，在崖城13-1氣田平臺附近，卻常常能看到水清海藍魚兒成群結(jié)隊的場景。那么，這里的排海生產(chǎn)水中的油是怎么“撈”干凈的呢?
原來，這種讓原本渾濁的含油污水，變得清澈透明可直接排海的“神奇”水處理技術(shù)，就是由華東理工大學楊強教授團隊領(lǐng)銜研發(fā)的短流程綠色分離變革性工藝。
該技術(shù)以“多形態(tài)油類污染物協(xié)同分離”模塊化裝備為水處理系統(tǒng)核心，突破了當前主流化學破乳方法及“三段式”工藝模式，從源頭上實現(xiàn)了綠色環(huán)保生產(chǎn)，處理后生產(chǎn)水中油含量這一關(guān)鍵指標優(yōu)于國內(nèi)、國際相關(guān)標準。
打造水處理新模式
含油污水中不僅攜帶有原油，還含有許多雜質(zhì)、懸浮物和泥沙等污染物質(zhì)，在含油污水處理的流程中，最難啃的骨頭就是乳化油，呈現(xiàn)出“水包油”“油包水”“水油互包”的狀態(tài)，油滴和水相互包裹、相互交融，難以對其進行分離，嚴重影響水質(zhì)。
為了清除乳化油這塊流程上最大的“絆腳石”，楊強教授團隊成員通過查閱萬余篇文獻、分析水質(zhì)、模擬計算，最終創(chuàng)造性地提出了親疏水組合纖維物理破乳的設(shè)計理念，實現(xiàn)了不同粒徑油滴逐級逐步進行分離。通俗地說，就是利用油、水在不同材質(zhì)上的受力差異進行分離的物理法分離模式，為流動的油、水分別搭建“通行道”。與傳統(tǒng)的化學法破乳模式相比，該技術(shù)處理流程短、占地面積小，并且不會產(chǎn)生浮渣危廢造成二次污染，在降低操作成本的同時，還提高了處理效率。
14年來，團隊足跡遍布我國渤海、南海海域的30余個重點油氣田平臺，研究對象覆蓋了稠重質(zhì)油田、輕質(zhì)油田、高乳化氣田等不同水質(zhì)條件的海洋油氣田，深入解析各類污水中不同形態(tài)油類有機污染物的遷移、聚并、分離機制，最終開發(fā)出化學藥劑近零消耗的新型物理分離方法，打造了海上油氣田生產(chǎn)水處理新模式。
執(zhí)著深耕藍色海疆
一去平臺，就是將近一個月，這是楊強教授團隊每位成員都經(jīng)歷過的海上故事。無論是初期調(diào)研、側(cè)線試驗、開工調(diào)試，還是效果標定，都離不開參數(shù)的調(diào)整和取樣、測試。團隊成員登上平臺便進入“戰(zhàn)時狀態(tài)”，要連續(xù)30多天從不同的位點取樣。樣品測試需要經(jīng)過降溫、萃取、沉降、過濾等復雜流程，最多的時候，一天要對40余個各種不同類型的水樣進行測試。
從陸地到海洋，從氣田到油田，團隊由最初的四五個人“勇闖天涯”，發(fā)展到如今，已有30多人深耕海疆。團隊開發(fā)的含油污水緊湊綠色處理裝備，實現(xiàn)了最大處理能力由720立方米/日到7000立方米/日，再到2.4萬立方米/日的跨量級增長，且在相同的處理能力下，占地面積只有傳統(tǒng)裝備的1/5。
不僅如此，團隊更是啃下了億噸級大型稠油油田秦皇島32-6油田的生產(chǎn)污水處理這塊“硬骨頭”，在油品黏度高、密度大、綜合含水率高、平臺空間狹小的苛刻條件下，研發(fā)出一套適合含有高懸浮物的稠油油田污水處理技術(shù)裝備。
為海洋油氣行業(yè)添綠
新型高效、綠色環(huán)保，楊強團隊自主研發(fā)的生產(chǎn)水處理技術(shù)及裝備在業(yè)界聲譽逐漸響亮起來。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該技術(shù)在海上平臺關(guān)鍵參數(shù)的占地及處理量綜合指標、噸水處理成本指標上均領(lǐng)先于國際先進技術(shù)水平。
2016年7月，在崖城13-1氣田平臺投運的含油生產(chǎn)水處理裝備，突破了海上氣田平臺深度降壓增產(chǎn)挖潛的環(huán)保難題，為平臺帶來近3000萬元/年的經(jīng)濟效益。
2018年9月，精簡、優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)并升級改造后的含油生產(chǎn)水處理裝備在曹妃甸WHPA平臺開工投運，每天可提升平臺原油產(chǎn)量30%以上，多產(chǎn)原油近3.65萬立方米/年，實現(xiàn)了2.9億元/年的經(jīng)濟效益。
2021年1月，生產(chǎn)污水短流程綠色處理新方法及裝備投用于秦皇島32-6海上重質(zhì)油田，以單套設(shè)備取代了傳統(tǒng)“斜板—浮選”兩級設(shè)備，兩年內(nèi)累計增油61.08萬立方米，噸水處理碳減排90%。
此外，團隊的技術(shù)成果已推廣應用于渤海、南海多個油氣田平臺生產(chǎn)水處理過程。投運以來，各項目運行穩(wěn)定可靠，性能指標優(yōu)良，解決了我國海上油氣田生產(chǎn)水處理難題，取得了顯著的社會、經(jīng)濟效益。
