摘要：在油气田的开发中，容易受到含水量高的影响，使实际的资源采出含有较大的水量，需要关注膜分离技术的应用。具体而言：基于膜分离技术原理，从工业用水、油气田水蒸气、石油开采环境用水方面的处理工作出发，进行技术的应用分析，明确技术操作可行性；结合实际的油气田水处理作业，分析实际操作压差、膜的种类、液料浓度、膜孔径大小等因素对处理作业的干扰，在参数优化中提高分离效果。最后，开展方案试验，以期实现高效的水处理。
关键词：膜分离技术,油气田,水处理
0引言
对于膜分离技术而言，基本流程有粗过滤、细过滤、反渗透、离子交换等步骤，且广泛应用在海上油田注水、气水分离、地面油水分离等方面。同时，在技术应用于油气田水处理时，一方面对于材料、环境和温度等方面的适应性较高，另一方面具有操作简单、分离效率高的特点，可辅助油气田进行水处理工作，节约分离成本和提高开采效率。不过在实际的油气田水处理工作中，仍存在较多不足，需要在环境工程中，开展膜分离技术的应用及要点分析。
1膜分离技术原理概述
在进行膜分离技术的应用中，核心采用了化学原理，是在分子水平条件下，使不同粒径分子混合物穿过半透膜实现分离，因此半透膜也被称为分离膜和滤膜。且在膜壁中含有较多大小不同的空洞，能根据孔径大小的差异实现不同的混合物液体分离，有着错流过滤、分离、浓缩等特征。在实际分离中：第一，借助泵加压的方式将待处理的料液涌向滤膜，不同性质的物质分子有着不同的状态；第二，小于滤膜孔径的物质会穿过膜后形成透析液，反之大于滤膜孔径的物质会截留在膜外，流回料罐内；第三，实际分离有着透析液和回流液两个出口，应待液体干燥后，再进行后续处理，实现有效膜分离[1]。
2油气田水处理中膜分离技术的应用
在油气田生产企业中，其应有的膜分离技术主要体现在三个方面。具体而言：第一，应用在工业用水中。借助膜分离技术可以过滤石油生产加工中的杂质及其他成分，可以为油田进行回注涌水，提高工业用水的应用范围。且膜分离技术中的反渗透装置也能实现有效的苦咸水、海水过滤，实现生产水资源的提供；第二，应用在开采环境用水中。实际开采中存在不同等级、不同类型的废水，可借助膜处理技术进行废水的处理，保证开采工作具有充足的水资源支持；第三，应用在水蒸气处理中。海上油田开采中会伴随着大量水蒸气，传统的碳吸附及冷凝技术存在不足，需要应用膜分离技术过滤水蒸气，预防水蒸气转变为液态水、固态冰块，进而降低油气传输的能耗和对管道的腐蚀[2]。
3油气田水处理中膜分离的操作要点
以A企业的油气田生产看，在日常的膜处理技术应用中存在较多问题，需要对温度进行针对性处理，通过操作要点的研究，确保膜分离效果得到提高。
3.1实际操作压差、膜种确定
首先，在进行油污水处理中，压差不断增加会出现油滴被挤压变形的问题，因此要关注油滴的压缩性和其过滤临界点，避免出现膜孔堵塞和渗透量降低等问题。需要注意的是，其操作压差需要结合操作经验和实际料液组成，进而确保操作压差具有科学合理性。其次，注重膜的种类选择。要根据油气田的含污水状况及需求的膜孔径大小，完成膜种的选择，进而保证油气田水的分离效果。例如，当开采油气田中的分散油、浮油较多下，需要应用微滤膜；当开采油气田中具有溶解油、乳化油时，则需要应用亲水性的超滤膜，因此要在过滤中结合液料的浓度，进行膜种选择。
3.2处理工作的节能设置
在实际的水处理中需要做好节能工作，能降低分离成本和提高分离效率，具体参考图1。结合图1，以其中的膜污染控制的节能措施看，有前处理、气液两相流、换向冲洗、化学添加剂和自动化控制等；以膜清洗的节能措施看，有优化清洗剂、温度控制、气液两相流、微观波动清洗、清洗循环、系统监测与优化。需要企业做好对应的改进。同时，要关注实际操作时间，在膜分离处理中，当处理时间过长后，其膜表面容易出现污染，需要控制实际操作的时间，及时清理膜表面的胶状物，进而提高膜分离效果。
3.3液料浓度、环境温度优化
首先，结合经验，在进行油气田水处理中，实际上是让液料进行浓缩的过程，因此当液料的浓度达到临界值时，其膜的通过率会降低。具体而言，当液料的浓度较低时，膜面则不容易形成覆盖层，反之在液料浓度增加时，膜面会产生覆盖层，进而造成阻力增加、稳定流通量减少等特点，同时细小颗粒也无法参与到膜控制中，进一步降低膜分离的稳定性。其次，进行环境温度设置，环境温度会影响液料的过滤效果，一般温度上升、渗透液黏度下降，扩散效果提高、膜透过率加强。因此需要做好膜过滤中的温度控制[3]。
3.4膜孔径大小设计
合理选择膜孔径也能提高过滤效果和液料流通效果。一般膜孔径的提高可以增加液体的流通量，不过在膜孔径增加下其膜表面的曲折率就会降低。同时，在膜孔径增加后，其内吸附的能力会提升，进而会增加污染率，降低渗透通量，此外，在油气田水的过滤处理中，其液料的流动状态也是影响实际膜分离效果的因素，需要综合液料的流动速度对膜布材料进行合理选择。
3.5膜处理技术升级方向
膜处理技术需要结合生产需要进行升级，当前主要有三个方向。具体而言：第一，朝着自动化、智能化方向发展。提高膜处理的自动化程度，可以降低人为作业强度，并提高各参数的控制精确度；第二，模块结构和膜材料性能的优化。当前主要应用聚丙烯、聚酰胺、聚醚脂等材料，不过具有易堵塞、老化和高能耗问题，需要升级应用新的高性能材料；第三，适当应用新的膜分离技术。当前分类有反渗透、超滤、微滤和纳滤等方面，在技术具有瓶颈和升级后，能更好地开展油气田水处理。
3.6膜处理方案应用实践
在落实上述膜处理操作要点后，经过实际的油气田水处理工作开展，膜处理效果良好，可以有效开展海上油田注水的膜分离工作。以原油注水作业看，具体而言，可以对海水中的悬浮颗粒、沉积物和溶解物质进行过滤，同时也能设计成膜组及过滤模块，提高海水的处理效率。同时，可以完成高效的注水工作，利于保证原油的产量，利于降低生产成本。
4结语
在膜分离技术支持下，可有效分离油气田水体中的油脂、重金属、微生物等物质。具体而言：结合膜分离应用中的问题，从操作压差确定、膜种类选择、液料浓度优化、环境温度设置、液料流动状态分析、膜孔径大小设计、实际操作时间讨论等方面，展开油气田水处理方案的研究；提出膜处理技术的升级方向，需朝自动化、智能化方向发展。对处理方案进行验证，实际的油气田水处理工作具有较高的稳定性、效率性，能提高油田的开采效率。
参考文献
[1]范利花.膜分离技术在城镇污水处理中的应用[J].清洗世界，2024，40（6）：117-119.
[2]徐燕.膜分离技术在油气田水处理中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2023，43（20）：178-180.
[3]阚子建.膜分离技术在油气田水处理环境工程中的应用研究[J].清洗世界，2023，39（1）：88-90.
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