三種常見過濾器在油田中應用分析

過濾技術是使液體通過一定的過濾介質(如石英砂濾料、核桃殼濾料、改性纖維球濾料、膜等)時，把所含的固體顆粒或有害物質分離出來的一種技術，過濾工藝是污水處理中的重要環節。其工作機理是采用過濾方式去除污水中的雜質的過程是一個復雜而又多種機理共同作用的結果，從性質分為吸附、絮凝、沉淀、截流(也稱篩濾)等作用。

在油田使用的過濾器盡管五花八門，但按過濾機理對其結構特點進行分析主要涉及濾層厚度、孔隙大小和孔隙狀態。過濾器的工作機理是以篩除作用為主還是以吸附作用為主取決于濾層的厚度。濾層相對較薄的過濾器主要是篩除作用；而濾層較厚的過濾器則以吸附作用為主。過濾器的精度取決于濾層孔隙的大小，但在同樣大小孔隙的情況下，吸附作用的過濾精度遠大于篩除作用，因此在油田以吸附作用為主的深床過濾器實際應用得較多。但以吸附作用為主的過濾器反洗較難，脫附是這種過濾器反洗的關鍵，既取決于濾材對懸浮物的吸附強度，也取決于濾層孔隙的大小。如果把濾層孔隙狀態在過濾時與反洗時保持不變的過濾器稱為固定孔隙過濾器， 而把在反洗時能改變過濾時孔隙狀態的過濾器稱為非固定孔隙過濾器，則固定孔隙過濾器的反洗要比非固定孔隙過濾器困難得多。由于水中含的油對大多數過濾介質的吸附強度都很大，在固定孔隙過濾器中脫附非常困難，所以固定孔隙過濾器一般說來不適合含油采出水的過濾。現對油田使用的三種常見的過濾器分析如下：

1．石英砂過濾器：這是一種典型的深床過濾器，其結構特點是濾層較厚， 過濾介質石英砂的密度較大，濾床比較穩定。石英砂過濾器工作的機理主要是吸附作用，而篩除作用是次要的。由于濾床在反沖洗時是固定的，屬于固定孔隙過濾器，被吸附在濾層中的微小顆粒脫附比較困難，因此用反洗來恢復過濾性能的效果有限，使用一段時間后過濾性能會嚴重下降，往往需要更換濾料。這種過濾器一般應用在對水質要求相對不高的清水過濾。

2．輕質濾料過濾器：油田使用的輕質濾料過濾器主要是核桃殼過濾器，這種過濾器的基本結構和過濾原理與石英砂過濾器相同，區別是作為濾料的核桃殼的密度較小，一般在1.2 g/cm 左右。由于濾料較輕，反沖洗時在水流作用下濾層成為沸騰床，由濾料間隙形成的微孔被解除，吸附的懸浮物得以脫附。因此，這種過濾器屬于非固定孔隙過濾器，反洗再生能力較強，過濾性能穩定，適合于中高滲透率地層水質要求的采出水過濾 。

3．微孔陶瓷過濾器：這種過濾器的過濾原件是燒結而成的多孔陶瓷管，它的本體既作為濾層也作為承托層。這種過濾介質的特點是孔隙均勻且穩定，對較大的懸浮物有篩除作用，而對較小的懸浮物有吸附作用。反沖洗是通過逆向流和橫向流對過濾介質進行沖刷，對篩除物的清除效果較好，而對吸附物的清除效果則不明顯， 因而容易造成堵塞。這種過濾器適合中等滲透率地層水質的清水過濾。用于含油的采出水過濾時，過濾原件的反洗再生比較困難，需要加人清洗劑并采用氣吹等辦法，反洗工藝非常復雜。