什么是油田用膜過濾器和纖維介質(zhì)過濾器？

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于石油的需求量逐年增加。此時(shí)，在石油開采中如何更好地提高效率，成為了人們所關(guān)注的焦點(diǎn)問題。近些年來，對(duì)于各種過濾器的開發(fā)和在油田上的應(yīng)用，人們各有觀點(diǎn)。膜過濾器和纖維介質(zhì)過濾器是油田中經(jīng)常使用的過濾器，那么，什么是膜過濾器和纖維介質(zhì)過濾器呢？

膜過濾器的核心原件是濾膜，這是一種制備在微孔承托層(支撐體) 上的布滿更微小孔隙的薄膜。制作濾膜的材料有很多，分為有機(jī)膜(如聚砜中空纖維膜) 和無機(jī)膜(如陶瓷膜)。濾膜作為過濾原件其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是濾層非常薄，因而它的過濾機(jī)理主要是篩除作用，吸附效應(yīng)很小。因此，膜過濾器的過濾精度較高，粒徑控制比較穩(wěn)定，而且反沖洗容易恢復(fù)性能。不過如果水中含有油的話，則很容易堵塞而且不易反洗。國內(nèi)外許多研究者曾基于陶瓷材料的親水性質(zhì)而寄希望于用陶瓷膜處理采出水，但經(jīng)過研究后，普遍認(rèn)為膜污染問題仍然很難解決。膜污染是非常復(fù)雜的問題，但有一點(diǎn)是可以肯定的， 即污染物中有機(jī)物的大量存在是確定無疑的，不過一般往往關(guān)注膜本身而較少考慮承托層。按照吸附機(jī)理并結(jié)合膜層和承托層的孔隙特征來分析，可以解釋為什么膜過濾針對(duì)清水不易堵塞而對(duì)于含油污水極易堵塞。對(duì)于一般固體懸浮物來說，大于膜孔的顆粒被截留(篩除) 在膜的表面，小于膜孔的顆粒通過膜孔，由于作為濾層的膜很薄，而不能對(duì)這些顆粒產(chǎn)生吸附，雖然承托層相對(duì)較厚，但其孔隙相對(duì)于膜孔較大，不足以產(chǎn)生吸附。這樣只有篩除作用，所以很容易反洗清除。而對(duì)于水中的油來說，由于油滴的不穩(wěn)定性，大于膜孔的油滴不一定被篩除，因?yàn)榭赡芊至殉尚∮谀た椎挠偷味ㄟ^膜孔，盡管它們能穿過膜本身，但在承托層中可以聚結(jié)成大的油滴而被承托層的微孔吸附，而且無法脫附。因此，含油污水會(huì)對(duì)膜過濾器形成堵塞，并且反洗困難。因而這種過濾器適合于低滲透率地層水質(zhì)要求的清水過濾，而不適用于含油采出水的過濾。

纖維介質(zhì)過濾器是一種深床過濾器，濾層介質(zhì)采用纖維材料，一般為合成纖維，常用的有纖維球和纖維束。這種過濾器的過濾機(jī)理是纖維介質(zhì)在外力(水力或機(jī)械力) 作用下被壓緊后形成微小的孔隙，主要產(chǎn)生吸附作用，將水中的懸浮物濾除。反洗時(shí)，解除壓緊力使纖維濾材蓬松，被吸附的懸浮物脫附并在反洗水流的沖洗下被清除。由于纖維材料非常細(xì)，壓緊后形成的孔隙也就非常小，因此過濾精度非常高，是比較理想的精細(xì)過濾器。不過，如果水中含油，則會(huì)非常麻煩。因?yàn)橐话愫铣衫w維都是親油的，對(duì)油會(huì)有很強(qiáng)的吸附力，而油被吸附到纖維濾材上之后作為粘結(jié)劑將纖維濾材粘在一起，很難松開，反洗非常困難。這種過濾器適用于以清水作為水源的低滲透地層注水水質(zhì)過濾。目前已得到比較成功的應(yīng)用。此外， 國內(nèi)一些研究單位(如江漢機(jī)械研究所) 正在研究不親油纖維以及纖維改性技術(shù)， 目的是將這種過濾器用于含油的采出水過濾， 目前已取得了很大的進(jìn)展。如果能將纖維材料本身對(duì)油的吸附力減小到足夠的程度，纖維介質(zhì)過濾器，尤其是纖維束過濾器將會(huì)成為低滲透油田采出水回注水質(zhì)過濾的理想設(shè)備。