
隨著我國社會經濟的發展,對于石油的需求量逐年增加。此時,在石油開采中如何更好地提高效率,成為了人們所關注的焦點問題。近些年來,對于各種過濾器的(de)開發和(he)在油(you)田(tian)上的(de)應用,人(ren)們各有觀點。膜過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)器和(he)纖維介質過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)器是油(you)田(tian)中(zhong)經(jing)常使用的(de)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)器,那么,什么是膜過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)器和(he)纖維介質過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)器呢?
膜(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)的(de)(de)(de)核心(xin)原件(jian)是濾(lv)膜(mo)(mo)(mo),這是一(yi)(yi)種制備在微孔(kong)(kong)承(cheng)托(tuo)層(ceng)(ceng)(支(zhi)撐(cheng)體) 上的(de)(de)(de)布滿更(geng)微小(xiao)孔(kong)(kong)隙的(de)(de)(de)薄膜(mo)(mo)(mo)。制作(zuo)(zuo)(zuo)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料有(you)很(hen)多(duo),分為有(you)機膜(mo)(mo)(mo)(如(ru)聚(ju)(ju)砜中(zhong)空纖維膜(mo)(mo)(mo)) 和(he)無(wu)機膜(mo)(mo)(mo)(如(ru)陶(tao)瓷膜(mo)(mo)(mo))。濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)作(zuo)(zuo)(zuo)為過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)原件(jian)其結(jie)構特(te)點是濾(lv)層(ceng)(ceng)非常薄,因(yin)(yin)而(er)(er)它的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)機理(li)主要(yao)是篩(shai)除(chu)(chu)作(zuo)(zuo)(zuo)用,吸附(fu)(fu)效應很(hen)小(xiao)。因(yin)(yin)此,膜(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)精(jing)度(du)較(jiao)高,粒徑控制比較(jiao)穩定,而(er)(er)且反(fan)(fan)沖洗(xi)容易(yi)恢復性能(neng)。不(bu)(bu)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)如(ru)果水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)含(han)(han)有(you)油的(de)(de)(de)話,則很(hen)容易(yi)堵(du)塞而(er)(er)且不(bu)(bu)易(yi)反(fan)(fan)洗(xi)。國(guo)內(nei)外許(xu)多(duo)研究者(zhe)曾(ceng)基于(yu)陶(tao)瓷材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)親水(shui)(shui)(shui)(shui)性質而(er)(er)寄希望于(yu)用陶(tao)瓷膜(mo)(mo)(mo)處(chu)理(li)采出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui),但(dan)(dan)經過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)研究后,普遍認(ren)為膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染問(wen)題仍然(ran)很(hen)難(nan)解決。膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染是非常復雜的(de)(de)(de)問(wen)題,但(dan)(dan)有(you)一(yi)(yi)點是可(ke)以肯(ken)定的(de)(de)(de), 即污(wu)(wu)染物(wu)中(zhong)有(you)機物(wu)的(de)(de)(de)大量存(cun)在是確定無(wu)疑的(de)(de)(de),不(bu)(bu)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)一(yi)(yi)般往(wang)(wang)往(wang)(wang)關注(zhu)膜(mo)(mo)(mo)本身(shen)而(er)(er)較(jiao)少考慮承(cheng)托(tuo)層(ceng)(ceng)。按照(zhao)吸附(fu)(fu)機理(li)并結(jie)合(he)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)和(he)承(cheng)托(tuo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)孔(kong)(kong)隙特(te)征來分析,可(ke)以解釋為什么膜(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)針對清水(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)(bu)易(yi)堵(du)塞而(er)(er)對于(yu)含(han)(han)油污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)極易(yi)堵(du)塞。對于(yu)一(yi)(yi)般固體懸浮物(wu)來說(shuo),大于(yu)膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)顆粒被截留(篩(shai)除(chu)(chu)) 在膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)表面,小(xiao)于(yu)膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)顆粒通過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)(kong),由(you)(you)于(yu)作(zuo)(zuo)(zuo)為濾(lv)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)很(hen)薄,而(er)(er)不(bu)(bu)能(neng)對這些顆粒產(chan)生吸附(fu)(fu),雖然(ran)承(cheng)托(tuo)層(ceng)(ceng)相對較(jiao)厚,但(dan)(dan)其孔(kong)(kong)隙相對于(yu)膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)(kong)較(jiao)大,不(bu)(bu)足以產(chan)生吸附(fu)(fu)。這樣只有(you)篩(shai)除(chu)(chu)作(zuo)(zuo)(zuo)用,所(suo)以很(hen)容易(yi)反(fan)(fan)洗(xi)清除(chu)(chu)。而(er)(er)對于(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)油來說(shuo),由(you)(you)于(yu)油滴的(de)(de)(de)不(bu)(bu)穩定性,大于(yu)膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)油滴不(bu)(bu)一(yi)(yi)定被篩(shai)除(chu)(chu),因(yin)(yin)為可(ke)能(neng)分裂成(cheng)小(xiao)于(yu)膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)油滴而(er)(er)通過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)(kong),盡管(guan)它們能(neng)穿過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)膜(mo)(mo)(mo)本身(shen),但(dan)(dan)在承(cheng)托(tuo)層(ceng)(ceng)中(zhong)可(ke)以聚(ju)(ju)結(jie)成(cheng)大的(de)(de)(de)油滴而(er)(er)被承(cheng)托(tuo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)微孔(kong)(kong)吸附(fu)(fu),而(er)(er)且無(wu)法(fa)脫附(fu)(fu)。因(yin)(yin)此,含(han)(han)油污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)會對膜(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)形成(cheng)堵(du)塞,并且反(fan)(fan)洗(xi)困(kun)難(nan)。因(yin)(yin)而(er)(er)這種過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)適合(he)于(yu)低滲(shen)透率地層(ceng)(ceng)水(shui)(shui)(shui)(shui)質要(yao)求的(de)(de)(de)清水(shui)(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv),而(er)(er)不(bu)(bu)適用于(yu)含(han)(han)油采出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)。
纖維(wei)(wei)(wei)介(jie)質(zhi)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi)是(shi)一種深床(chuang)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi),濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)層(ceng)介(jie)質(zhi)采用纖維(wei)(wei)(wei)材料,一般為合成(cheng)纖維(wei)(wei)(wei),常(chang)用的(de)(de)(de)(de)(de)有纖維(wei)(wei)(wei)球和(he)纖維(wei)(wei)(wei)束。這(zhe)種過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)機(ji)理是(shi)纖維(wei)(wei)(wei)介(jie)質(zhi)在外(wai)力(li)(li)(水(shui)(shui)(shui)力(li)(li)或機(ji)械力(li)(li)) 作用下被(bei)壓(ya)緊(jin)后(hou)(hou)形成(cheng)微小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)孔隙,主要產生(sheng)吸(xi)附作用,將(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)懸浮物(wu)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)除。反(fan)洗(xi)時,解(jie)除壓(ya)緊(jin)力(li)(li)使纖維(wei)(wei)(wei)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)材蓬松,被(bei)吸(xi)附的(de)(de)(de)(de)(de)懸浮物(wu)脫附并在反(fan)洗(xi)水(shui)(shui)(shui)流的(de)(de)(de)(de)(de)沖洗(xi)下被(bei)清除。由于(yu)(yu)(yu)纖維(wei)(wei)(wei)材料非常(chang)細,壓(ya)緊(jin)后(hou)(hou)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)孔隙也就(jiu)非常(chang)小(xiao),因此(ci)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)精(jing)度非常(chang)高,是(shi)比較(jiao)理想的(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)細過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi)。不(bu)過(guo)(guo)(guo)(guo),如(ru)果水(shui)(shui)(shui)中含油,則會非常(chang)麻(ma)煩。因為一般合成(cheng)纖維(wei)(wei)(wei)都是(shi)親油的(de)(de)(de)(de)(de),對油會有很強的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附力(li)(li),而油被(bei)吸(xi)附到纖維(wei)(wei)(wei)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)材上之后(hou)(hou)作為粘結劑(ji)將(jiang)(jiang)纖維(wei)(wei)(wei)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)材粘在一起,很難(nan)松開,反(fan)洗(xi)非常(chang)困(kun)難(nan)。這(zhe)種過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi)適用于(yu)(yu)(yu)以(yi)清水(shui)(shui)(shui)作為水(shui)(shui)(shui)源的(de)(de)(de)(de)(de)低滲透地層(ceng)注水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)。目(mu)(mu)(mu)前(qian)已(yi)得到比較(jiao)成(cheng)功的(de)(de)(de)(de)(de)應用。此(ci)外(wai), 國內一些研究(jiu)(jiu)單位(如(ru)江(jiang)漢機(ji)械研究(jiu)(jiu)所) 正(zheng)在研究(jiu)(jiu)不(bu)親油纖維(wei)(wei)(wei)以(yi)及纖維(wei)(wei)(wei)改性技術(shu), 目(mu)(mu)(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)將(jiang)(jiang)這(zhe)種過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi)用于(yu)(yu)(yu)含油的(de)(de)(de)(de)(de)采出水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv), 目(mu)(mu)(mu)前(qian)已(yi)取得了(le)很大的(de)(de)(de)(de)(de)進展。如(ru)果能將(jiang)(jiang)纖維(wei)(wei)(wei)材料本(ben)身對油的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附力(li)(li)減小(xiao)到足夠的(de)(de)(de)(de)(de)程度,纖維(wei)(wei)(wei)介(jie)質(zhi)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi),尤其是(shi)纖維(wei)(wei)(wei)束過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi)將(jiang)(jiang)會成(cheng)為低滲透油田采出水(shui)(shui)(shui)回注水(shui)(shui)(shui)質(zhi)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)理想設(she)備。
