讓“水中撈油”更徹底
海洋石油開采過(guò)程是一個(gè)“水中撈油”的過(guò)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(guò)程中形成高乳化態(tài)油水氣混合物，在平臺(tái)經(jīng)換熱冷凝相變后，油水乳化程度還會(huì)進(jìn)一步加劇。在油水兩相分離不徹底時(shí)，會(huì)造成生產(chǎn)水油含量嚴(yán)重超標(biāo)，持續(xù)排放或回注將對(duì)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(tái)附近，卻常常能看到水清海藍(lán)魚兒成群結(jié)隊(duì)的場(chǎng)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(lái)，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(xué)楊強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)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(dāng)前主流化學(xué)破乳方法及“三段式”工藝模式，從源頭上實(shí)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(biāo)優(yōu)于國(guó)內(nèi)、國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
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(duì)其進(jìn)行分離，嚴(yán)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(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)成員通過(guò)查閱萬(wàn)余篇文獻(xiàn)、分析水質(zhì)、模擬計(jì)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(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了不同粒徑油滴逐級(jí)逐步進(jìn)行分離。通俗地說(shuō)，就是利用油、水在不同材質(zhì)上的受力差異進(jìn)行分離的物理法分離模式，為流動(dòng)的油、水分別搭建“通行道”。與傳統(tǒng)的化學(xué)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(huì)產(chǎn)生浮渣危廢造成二次污染，在降低操作成本的同時(shí)，還提高了處理效率。
14年來(lái)，團(tuán)隊(duì)足跡遍布我國(guó)渤海、南海海域的30余個(gè)重點(diǎn)油氣田平臺(tái)，研究對(duì)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(jī)污染物的遷移、聚并、分離機(jī)制，最終開發(fā)出化學(xué)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(lán)色海疆
一去平臺(tái)，就是將近一個(gè)月，這是楊強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)每位成員都經(jīng)歷過(guò)的海上故事。無(wú)論是初期調(diào)研、側(cè)線試驗(yàn)、開工調(diào)試，還是效果標(biāo)定，都離不開參數(shù)的調(diào)整和取樣、測(cè)試。團(tuán)隊(duì)成員登上平臺(tái)便進(jìn)入“戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)”，要連續(xù)30多天從不同的位點(diǎn)取樣。樣品測(cè)試需要經(jīng)過(guò)降溫、萃取、沉降、過(guò)濾等復(fù)雜流程，最多的時(shí)候，一天要對(duì)40余個(gè)各種不同類型的水樣進(jìn)行測(cè)試。
從陸地到海洋，從氣田到油田，團(tuán)隊(duì)由最初的四五個(gè)人“勇闖天涯”，發(fā)展到如今，已有30多人深耕海疆。團(tuán)隊(duì)開發(fā)的含油污水緊湊綠色處理裝備，實(shí)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(wàn)立方米/日的跨量級(jí)增長(zhǎng)，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(tuán)隊(duì)更是啃下了億噸級(jí)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(tái)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(qiáng)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的生產(chǎn)水處理技術(shù)及裝備在業(yè)界聲譽(yù)逐漸響亮起來(lái)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該技術(shù)在海上平臺(tái)關(guān)鍵參數(shù)的占地及處理量綜合指標(biāo)、噸水處理成本指標(biāo)上均領(lǐng)先于國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平。
2016年7月，在崖城13-1氣田平臺(tái)投運(yùn)的含油生產(chǎn)水處理裝備，突破了海上氣田平臺(tái)深度降壓增產(chǎn)挖潛的環(huán)保難題，為平臺(tái)帶來(lái)近3000萬(wàn)元/年的經(jīng)濟(jì)效益。
2018年9月，精簡(jiǎn)、優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)并升級(jí)改造后的含油生產(chǎn)水處理裝備在曹妃甸WHPA平臺(tái)開工投運(yùn)，每天可提升平臺(tái)原油產(chǎn)量30%以上，多產(chǎn)原油近3.65萬(wàn)立方米/年，實(shí)現(xiàn)了2.9億元/年的經(jīng)濟(jì)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(jí)設(shè)備，兩年內(nèi)累計(jì)增油61.08萬(wàn)立方米，噸水處理碳減排90%。
此外，團(tuán)隊(duì)的技術(shù)成果已推廣應(yīng)用于渤海、南海多個(gè)油氣田平臺(tái)生產(chǎn)水處理過(guò)程。投運(yùn)以來(lái)，各項(xiàng)目運(yùn)行穩(wěn)定可靠，性能指標(biāo)優(yōu)良，解決了我國(guó)海上油氣田生產(chǎn)水處理難題，取得了顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。
