油田采出水净化迎来新突破：CDFU气浮旋流一体化技术驱动行业转型

根据《世界能源展望2023》报告显示，随着全球能源结构逐步向低碳化转型，预计至2050年，道路交通领域对石油的整体需求将下降逾50%。可再生能源占比预计将从2021年的55%提升至2050年的约70%。尽管如此，未来十年左右，全球石油消费规模仍将保持平稳，石油在全球能源体系中的角色依然关键。

中国作为全球最大能源消费国及需求增长的主要推动力，其经济结构正处于转型阶段。当前，中国能源消耗总量约占全球的26%，能源消费增速则占全球净增长的35%。这一现实意味着，为保障能源供给安全并完善国家能源布局，我国在未来十年仍需持续推进石油勘探与开发工作。

图1 三种不同情形石油需求变化

然而，随着国内石油开采不断深入，越来越多的“三低”油藏（产量低、渗透率低、丰度低）逐步投入开发，聚合物驱等三次采油工艺广泛使用，导致油田产出水的水质特性发生显著变化：粘度上升、乳化加剧、悬浮物细化，整体水质趋于复杂。若处理后的采出水未能达标即回注地层，可能引发储层孔隙堵塞，不仅增加后续注水作业难度，也会降低原油采收效率。

因此，在石油开采全过程中，采出水的有效净化已成为制约行业可持续发展的关键挑战。常规处理手段涵盖重力沉降、气浮选、离心分离、过滤及粗粒化等；而更先进的技术则包括超滤、活性炭吸附及生物处理等。面对日趋复杂的水质条件，单一处理工艺已难以满足实际需求，多种技术协同使用的综合治理模式成为必然发展方向。

过去几十年间，全球众多科研机构与企业围绕“单元技术高效化、工艺组合集成化”理念，持续开展紧凑型采出水处理技术的研发工作。其中，气浮旋流一体化处理技术（Compact Flotation Unit，CFU）受到广泛关注。

      科力迩成功将超微气泡发生技术、溶气气浮技术、聚结技术与气浮旋流一体化处理技术有机结合，研发出新一代的采油污水处理设备CDFU（Cyclonic Dissolved Gas Flotation Unit）。针对流体传质传热等过程的特点，通过CFD数值模拟流体力学、热力学、传热、传质等，应用描述过程极限性能的物理化学等平衡或守恒方程进行数值模拟计算，从而实现过程设计、结构优化、工程放大及流动控制的精细描述。

图2 典型应用案例工艺流程图

      CDFU集成多种技术为一体，除油率＞90%，SS＞85%，带压密闭运行，安全环保且设备橇装化、自动化、信息化。除了能应对油田采出水的处理，目前已在压力反排液、垃圾渗滤液、含油消防废水、医疗废水等诸多领域均有应用。

cdfu装置应用项目案例