油田投入開發后,隨著開采時間的增長,油層本身能量將不斷地被消耗,致使油層壓力不斷下降,地下原油大量脫氣,粘度增加,油井產量減少,甚至會停噴停產,造成地下殘留大量死油采不出來。為了彌補原油采出后所造成的地下虧空,保持或提高油層壓力,實現油田高產穩產,并獲得較高的采收率,必須對油田進行注水。然而注水溫度和環境條件適合好氧菌(如腐生菌TGB)及厭氧菌(如硫酸鹽還原菌SRB)等各類細菌的生長和繁殖,這加劇了生產管線和設備的腐蝕,而且腐蝕產物、菌體及其代謝物容易堵塞地層,降低油層的滲透率,嚴重影響開采周期和成本。而油田生產中50%以上的腐蝕是由細菌引起的,因此殺菌是油田注水過程中至關重要的一個環節。現有的殺菌方法容易使細菌產生抗藥性或容易產生有害的副產品造成二次損傷。為此,筆者將脈沖變頻技術應用于油田污水處理中,高壓脈沖發生器采用氫閘流管技術和新型脈沖整形電路,通過控制電路實現較寬范圍的脈沖頻率和功率的變化,產生的高壓脈沖電場對細菌有抑制作用,實現綜合殺菌。
殺菌試驗過程:由控制系統控制可調直流高壓,通過充電電阻向儲能電容器充電,當其電壓達到設定值后,由觸發電路控制氫閘流管按設定的頻率和脈沖寬度導通,產生的脈沖電壓作用于脈沖變壓器初級并進行升壓,輸出的脈沖作用于負載。反應腔由兩個螺旋體(四氟雙螺紋隔離絕緣)組成,一個螺旋體為正極,另一個螺旋體為負極,菌液從進水口流入螺旋體,經高壓脈沖電場殺菌后從出水口流出,此結構延長了液體在電場中的作用時間,提高了殺菌效果。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
通過分析試驗結果可知,高壓脈沖電場殺菌技術用于油田污水處理具有可行性,只要滿足高壓脈沖發生器波形、幅度、占空比及頻率等技術參數的要求和輸出功率與處理量的比例關系,制作處理量合理的螺旋式反應器,殺菌效果就可以保證在99%以上。該方法能夠保證注水質量,避免因細菌腐蝕產生二次污染,同時克服了指數衰減波和振蕩波影響殺菌效果的難題,能輸出較好的方波,延長電場作用時間。目前的試驗裝置僅限于小處理量,如果進入實際工業化運行,則需要一個滿足上述條件的大功率高壓脈沖發生器和大處理量螺旋式反應器,同時應考慮其在防火防爆場所的安放地點等問題。