十余年执著坚守 原创“水中捞油”技术守护蓝色海疆

稿件来源:党委宣传部   |作者:丑远芳   |摄影:    |编辑:    |浏览量:23

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大国重器“深海一号”的亮相惊艳了世界,为实现“用自己的装备,开发自己的能源”这个朴素的愿望,几代中国海油人接力攻关,把传说变为了现实。

华理科研团队在“深海一号”考察调研

在华东理工大学,有一支专注海洋油气开采过程中生产水处理技术及装备的团队,他们有着同样朴素的愿望,那就是“用自主研发的创新技术,助力海洋油气行业绿色发展”。

华理科研团队与“深海一号”能源站党支部合影

从2008年开始实验室技术研发,到2014年登上海上平台进行水质调研,再到2022年前往“深海一号”考察,团队自主研发绿色低碳生产水处理技术装备,用实际行动守护蓝色海疆。

众所周知,海洋石油开采过程是一个“水中捞油”的过程,海上油气田井下采出的是高温高压的油、水、气三相混合物,在开采过程中形成高乳化态油水气混合物,在平台经换热冷凝相变后,油水乳化程度还会进一步加剧。在油水两相分离不彻底时,会造成生产水油含量严重超标,持续排放或回注将对海洋生态及地层地质环境产生难以逆转的恶劣影响。

崖城13-1气田平台工业测试基地

但是,在崖城13-1平台附近,却常常能看到水清海蓝鱼儿成群结队的场景。那么,这里的排海生产水中的油是怎么“捞”干净的呢?

杨强在崖城13-1气田工作

原来,这种让原本浑浊的含油污水,变得清澈透明可直接排海的“神奇”水处理技术,就是由华东理工大学杨强教授团队领衔研发的亲疏水组合纤维绿色破乳除油新技术。

气田装置进出水质对比(进口-出口-纯净水)

该技术突破了当前主流化学破乳方法及“三段式”工艺模式,从源头上实现了绿色环保生产,处理后生产水中油含量这一关键指标优于国内、国际相关标准。

原创绿色分离技术,让“水中捞油”更彻底

含油污水中不仅携带有原油,还含有许多杂质、悬浮物和泥沙等污染物质,在含油污水处理的流程中,最难啃的骨头就是“乳化油”,它呈现出“水包油”“油包水”“水油互包”的状态,油滴和水相互包裹、相互交融,难以对其进行分离,严重影响水质。

为了清除“乳化油”这块流程上最大的“绊脚石”,杨强教授团队成员查阅千余篇文献,分析水质、模拟计算,最终创造性地提出了亲疏水组合纤维物理破乳的设计理念,实现了不同粒径油滴逐级逐步进行分离。通俗地说,就是利用油、水在不同材质上的受力差异进行分离的物理法分离模式,为流动的油、水分别搭建了“通行道”。与传统的化学法破乳模式相比,这种处理流程短、占地面积小,并且不会产生浮渣危废造成二次污染,在降低操作成本的同时,还提高了处理效率。

华理科研人员和中海油工作人员工作照

油田装置进出口水质对比

实践出真知,磨砺得玉成。14年来,团队足迹遍布我国渤海、南海海域的30余个重点油气田平台,研究对象覆盖了稠重质油田、轻质油田、高乳化气田等不同水质条件的海洋油气田,深入解析各类污水中不同形态油类有机污染物的迁移、聚并、分离机制,最终开发出“多形态油类污染物协同分离”的模块化紧凑物理分离方法,攻克了海上油气田生产水高乳化、高含悬、高腐蚀等苛刻工况下的水处理难题,打造了海上油气田生产水绿色低碳处理新模式。

10余年坚守,深耕蓝色海疆

一去平台,就是将近一个月的“与世隔绝”,这是杨强教授团队每位成员都经历过的“海上故事”。无论是初期调研、侧线试验、开工调试,还是效果标定,都离不开参数的调整和取样、测试。团队成员登上平台便进入“战时状态”,要连续30多天从不同的位点取样。样品测试需要经过降温、萃取、沉降、过滤等复杂流程,最多的时候,一天要对40余个各种不同类型的水样进行测试。

某次取样的部分水样

水质测试

从陆地到海洋,从气田到油田,团队由最初的四五个人“勇闯天涯”,发展到如今,已有30多人深耕海疆。团队开发的含油污水紧凑绿色处理装备,实现了最大处理能力由720立方米/天到7000立方米/天,再到24000立方米/天的跨量级增长,与传统装备相比,在相同的处理能力下,占地面积却只需要传统装备的1/5。

秦皇岛32-6油田CEPJ平台(三个平台中的中心位置),照片为平台拍摄提供

不仅如此,团队更是啃下了渤海某亿吨级大型稠油油田的生产污水处理这块“硬骨头”,在油品黏度高、密度大、综合含水率高、平台空间狭小的苛刻条件下,研发出了一套适合含有高悬浮物的稠油油田污水处理技术装备。

一次次出发,助力海洋油气行业绿色发展

新型高效、绿色环保,杨强团队自主研发的生产水处理技术及装备在业界声誉逐渐响亮起来。与传统技术相比,该技术在海上平台关键参数的占地及处理量综合指标FA、吨水处理成本指标上均领先于国际先进技术水平。

2016年7月,在南海千亿级Y13-1气田平台投运的含油生产水处理装备,实现了国内首创,突破了海上气田深度降压增产挖潜产生的高冲击、高乳化生产水处理的环保难题。

2018年9月,精简、优化设备结构并升级改造后的含油生产水处理装备在渤海CFD-WHPA平台正式开工投运,每天可提升平台原油产量30%以上,多产原油近3.65万方/年。

2021年1月,生产污水短流程绿色处理新方法及装备正式投用于渤海QHD32-6海上重质油田,以单套设备取代了传统“斜板-浮选”两级设备,两年内累计增油61.08万方,吨水处理碳减排90%。

团队的技术成果与中海油“环保至上、节约优先、绿色发展”的环保理念相辅相成,目前已推广应用于渤海、南海多个油气田平台生产水处理过程。投运以来,各项目运行稳定可靠,性能指标优良,取得了显著的社会效益和经济效益,解决了我国海上油气田苛刻处理条件下的生产水处理难题,切实为国家能源安全及海洋强国战略作出了贡献。

杨强教授指导学生社会实践

在杨强教授的带领下,团队一次次再出发,在助力海洋油气行业绿色发展的路上继续深耕,将论文书写在祖国的蓝海上。

发布时间:2022-12-26
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