什么是油田用膜過濾器和纖維介質過濾器？

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，對于各種過濾器的開發和在油田上的應用，人們各有觀點。膜過濾器和纖維介質過濾器是油田中經常使用的過濾器，那么，什么是膜過濾器和纖維介質過濾器呢？

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，分為有機膜(如聚砜中空纖維膜) 和無機膜(如陶瓷膜)。濾膜作為過濾原件其結構特點是濾層非常薄，因而它的過濾機理主要是篩除作用，吸附效應很小。因此，膜過濾器的過濾精度較高，粒徑控制比較穩定，而且反沖洗容易恢復性能。不過如果水中含有油的話，則很容易堵塞而且不易反洗。國內外許多研究者曾基于陶瓷材料的親水性質而寄希望于用陶瓷膜處理采出水，但經過研究后，普遍認為膜污染問題仍然很難解決。膜污染是非常復雜的問題，但有一點是可以肯定的， 即污染物中有機物的大量存在是確定無疑的，不過一般往往關注膜本身而較少考慮承托層。按照吸附機理并結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清水不易堵塞而對于含油污水極易堵塞。對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，而不能對這些顆粒產生吸附，雖然承托層相對較厚，但其孔隙相對于膜孔較大，不足以產生吸附。這樣只有篩除作用，所以很容易反洗清除。而對于水中的油來說，由于油滴的不穩定性，大于膜孔的油滴不一定被篩除，因為可能分裂成小于膜孔的油滴而通過膜孔，盡管它們能穿過膜本身，但在承托層中可以聚結成大的油滴而被承托層的微孔吸附，而且無法脫附。因此，含油污水會對膜過濾器形成堵塞，并且反洗困難。因而這種過濾器適合于低滲透率地層水質要求的清水過濾，而不適用于含油采出水的過濾。

纖維介質過濾器是一種深床過濾器，濾層介質采用纖維材料，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理是纖維介質在外力(水力或機械力) 作用下被壓緊后形成微小的孔隙，主要產生吸附作用，將水中的懸浮物濾除。反洗時，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，壓緊后形成的孔隙也就非常小，因此過濾精度非常高，是比較理想的精細過濾器。不過，如果水中含油，則會非常麻煩。因為一般合成纖維都是親油的，對油會有很強的吸附力，而油被吸附到纖維濾材上之后作為粘結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過濾。目前已得到比較成功的應用。此外， 國內一些研究單位(如江漢機械研究所) 正在研究不親油纖維以及纖維改性技術， 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展。如果能將纖維材料本身對油的吸附力減小到足夠的程度，纖維介質過濾器，尤其是纖維束過濾器將會成為低滲透油田采出水回注水質過濾的理想設備。