三种常见过滤器在油田中应用分析

过滤技术是使液体通过一定的过滤介质(如石英砂滤料、核桃壳滤料、改性纤维球滤料、膜等)时，把所含的固体颗粒或有害物质分离出来的一种技术，过滤工艺是污水处理中的重要环节。其工作机理是采用过滤方式去除污水中的杂质的过程是一个复杂而又多种机理共同作用的结果，从性质分为吸附、絮凝、沉淀、截流(也称筛滤)等作用。

在油田使用的过滤器尽管五花八门，但按过滤机理对其结构特点进行分析主要涉及滤层厚度、孔隙大小和孔隙状态。过滤器的工作机理是以筛除作用为主还是以吸附作用为主取决于滤层的厚度。滤层相对较薄的过滤器主要是筛除作用；而滤层较厚的过滤器则以吸附作用为主。过滤器的精度取决于滤层孔隙的大小，但在同样大小孔隙的情况下，吸附作用的过滤精度远大于筛除作用，因此在油田以吸附作用为主的深床过滤器实际应用得较多。但以吸附作用为主的过滤器反洗较难，脱附是这种过滤器反洗的关键，既取决于滤材对悬浮物的吸附强度，也取决于滤层孔隙的大小。如果把滤层孔隙状态在过滤时与反洗时保持不变的过滤器称为固定孔隙过滤器， 而把在反洗时能改变过滤时孔隙状态的过滤器称为非固定孔隙过滤器，则固定孔隙过滤器的反洗要比非固定孔隙过滤器困难得多。由于水中含的油对大多数过滤介质的吸附强度都很大，在固定孔隙过滤器中脱附非常困难，所以固定孔隙过滤器一般说来不适合含油采出水的过滤。现对油田使用的三种常见的过滤器分析如下：

1．石英砂过滤器：这是一种典型的深床过滤器，其结构特点是滤层较厚， 过滤介质石英砂的密度较大，滤床比较稳定。石英砂过滤器工作的机理主要是吸附作用，而筛除作用是次要的。由于滤床在反冲洗时是固定的，属于固定孔隙过滤器，被吸附在滤层中的微小颗粒脱附比较困难，因此用反洗来恢复过滤性能的效果有限，使用一段时间后过滤性能会严重下降，往往需要更换滤料。这种过滤器一般应用在对水质要求相对不高的清水过滤。

2．轻质滤料过滤器：油田使用的轻质滤料过滤器主要是核桃壳过滤器，这种过滤器的基本结构和过滤原理与石英砂过滤器相同，区别是作为滤料的核桃壳的密度较小，一般在1.2 g/cm 左右。由于滤料较轻，反冲洗时在水流作用下滤层成为沸腾床，由滤料间隙形成的微孔被解除，吸附的悬浮物得以脱附。因此，这种过滤器属于非固定孔隙过滤器，反洗再生能力较强，过滤性能稳定，适合于中高渗透率地层水质要求的采出水过滤 。

        3．微孔陶瓷过滤器：这种过滤器的过滤原件是烧结而成的多孔陶瓷管，它的本体既作为滤层也作为承托层。这种过滤介质的特点是孔隙均匀且稳定，对较大的悬浮物有筛除作用，而对较小的悬浮物有吸附作用。反冲洗是通过逆向流和横向流对过滤介质进行冲刷，对筛除物的清除效果较好，而对吸附物的清除效果则不明显， 因而容易造成堵塞。这种过滤器适合中等渗透率地层水质的清水过滤。用于含油的采出水过滤时，过滤原件的反洗再生比较困难，需要加人清洗剂并采用气吹等办法，反洗工艺非常复杂。