能源在各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，石油產(chǎn)量與儲(chǔ)量是最重要的資源之一。石油開(kāi)采通常會(huì)產(chǎn)生采出水（油田鹽水）這一廢水流。隨著生產(chǎn)井進(jìn)入成熟期，采出水量會(huì)不斷增加，成為油氣勘探開(kāi)發(fā)作業(yè)中產(chǎn)量最大的流體流。僅在美國(guó)，目前就有57.3萬(wàn)口已鉆井用于開(kāi)采原油，其中43.3萬(wàn)口被歸為邊際井，日均產(chǎn)原油2.2桶。盡管這些邊際井的油藏中仍留存著原始油量的40%-70%，但部分井的含水率可高達(dá)99:1（即每產(chǎn)出1單位原油伴隨99單位水）。此類油井對(duì)經(jīng)濟(jì)效益變化較為敏感，若開(kāi)采方因經(jīng)濟(jì)原因關(guān)停油井，其產(chǎn)能與儲(chǔ)量將永遠(yuǎn)損失。

隨著采出油中含水率的升高，在原油產(chǎn)量相同的情況下，總產(chǎn)油量與能源消耗量會(huì)同步增加，油水分離后的廢水量也會(huì)隨之增多。采出水的處理與處置往往成為石油生產(chǎn)的瓶頸，對(duì)油井經(jīng)濟(jì)效益起著重要影響。若含油污水未經(jīng)妥善處理直接排放，不僅會(huì)污染環(huán)境，還會(huì)浪費(fèi)寶貴的水資源。因此，必須對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)處理并回收利用，以獲取經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

石油開(kāi)采過(guò)程中的采出水包括地層水、鹽水、回注水及其他水體。地層水與鹽水會(huì)隨油氣一同被開(kāi)采出來(lái)；回注水則是為提高石油采收率而被泵入地層的水，且會(huì)受到石油、無(wú)機(jī)鹽及化學(xué)物質(zhì)的污染。

油水分離后的采出水成分復(fù)雜，且其組成會(huì)因石油開(kāi)采工藝及地下地層條件的不同而存在差異。采出水中含有殘余油、硫酸鹽化合物、苯酚、細(xì)菌、固體顆粒、殺菌劑，以及石油開(kāi)采過(guò)程中添加的其他化學(xué)試劑等。這類廢水通常排放量較大，若直接排放，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，因此必須處理至符合法規(guī)要求后才可排放。

經(jīng)妥善處理后的油田勘探采出水，常見(jiàn)的利用途徑有三種：

在陸上油田開(kāi)采中，采出水可用于注水開(kāi)發(fā)或回注處置。注水開(kāi)發(fā)是將采出水回注油藏的含油層或穩(wěn)壓含水層，以將孔隙中的原油驅(qū)至生產(chǎn)井；回注處置則是將采出水回注地下地層（如鹽穴）中，通過(guò)該環(huán)境實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期封存，確保處置過(guò)程的環(huán)境安全性。在海上油田開(kāi)采中，除回注外，經(jīng)處理的采出水在符合嚴(yán)格法規(guī)要求的前提下，更常直接排入海洋環(huán)境。明確采出水回注方案中的水質(zhì)要求，至關(guān)重要。

在高效的水處理及提高石油采收率的回注作業(yè)中，分散烴與懸浮物的濃度及粒徑分布是最需重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的指標(biāo)。對(duì)于石油公司而言，采出水處理與回注往往是單項(xiàng)運(yùn)營(yíng)成本中最高的部分——全球每年的采出水回注量超過(guò)1000億桶，相關(guān)成本超過(guò)500億美元。

目前全球范圍內(nèi)的采出水處理工藝基本類似，核心流程均包括除油與過(guò)濾。若處理后的水主要用于回注，水質(zhì)要求需根據(jù)地層特性確定：對(duì)于滲透性較好的地層，通常僅需在除油后進(jìn)行粗過(guò)濾；對(duì)于滲透性較差的地層，則需進(jìn)行多階段過(guò)濾處理。

回注水有很高的標(biāo)準(zhǔn)。主要控制指標(biāo)為油的濃度、固體顆粒含量及粒徑分布，因?yàn)樵谧⑺^(guò)程中，殘留油和顆粒是導(dǎo)致注水井吸水能力下降、堵塞含油層孔隙的兩個(gè)主要因素。當(dāng)吸水能力下降時(shí)，要回注等量的水就需要更高的壓力，這會(huì)降低回注效率與原油采收率，并增加能耗。

因此，減少回注水中的固體顆粒含量對(duì)于降低成本、提高回注速度和原油采收效率至關(guān)重要?；刈⑺?xì)過(guò)濾技術(shù)是當(dāng)前研究與開(kāi)發(fā)的活躍領(lǐng)域。良好的過(guò)濾工藝可將固體顆粒濃度降至1 mg/L以下，且顆粒粒徑小于1微米。

隨著采出水（進(jìn)而回注水）量的增加，對(duì)水質(zhì)的要求也隨之提高?；刈⑺铦M足以下基本要求：

1995年，中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司制定了《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法SY/T 5329-94》。該標(biāo)準(zhǔn)為回注水設(shè)定了11項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，為中國(guó)各油田的回注水質(zhì)量管理提供了依據(jù)。

根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，回注水指標(biāo)需依據(jù)含油層性質(zhì)確定，并將含油層分為高滲透率（>0.6平方微米）、中滲透率（0.1~0.6平方微米）和低滲透率（<0.1平方微米）三類；每類又進(jìn)一步劃分為三個(gè)等級(jí)。表1列出了回注水九類等級(jí)中與顆粒濃度、顆粒中位粒徑及含油量相關(guān)的主要指標(biāo)。

隨著水處理法規(guī)日益嚴(yán)格，以及更先進(jìn)、高效的水過(guò)濾設(shè)備投入使用，顆粒濃度與粒徑的測(cè)量已成為回注水處理過(guò)程中最重要的質(zhì)量監(jiān)測(cè)手段。

庫(kù)爾特原理（電感應(yīng)區(qū)法）利用顆粒通過(guò)小孔時(shí)，顆粒的體積和產(chǎn)生的電脈沖之間的關(guān)系直接計(jì)數(shù)和測(cè)量顆粒的直徑。這種測(cè)量不受顆粒的顏色，形狀和光學(xué)性質(zhì)影響。甚至可以檢測(cè)很低濃度的顆粒，因此特別適合檢測(cè)回注水中的少量顆粒。在全球范圍內(nèi)，回注水的顆粒濃度和粒徑監(jiān)測(cè)最常使用的方法就是庫(kù)爾特原理。

貝克曼庫(kù)爾特公司作為庫(kù)爾特原理的發(fā)明者，在顆粒表征領(lǐng)域已服務(wù)逾半個(gè)世紀(jì)。過(guò)去五十余年間，該公司已研發(fā)并推出二十余款庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器產(chǎn)品。其中，Multisizer 4e型庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器采用數(shù)字脈沖處理技術(shù)，能更精準(zhǔn)地記錄和分析每一個(gè)電脈沖；同時(shí)，用戶可通過(guò)脈沖分析監(jiān)測(cè)樣品的變化，如絮凝、分解、細(xì)胞大小改變等。

由于油田地質(zhì)構(gòu)造不同，其滲透率存在差異，對(duì)回注水水質(zhì)的要求也各不相同，進(jìn)而導(dǎo)致回注水中顆粒的控制指標(biāo)有所區(qū)別。目前，已有數(shù)百家油田企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)使用庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器對(duì)回注水進(jìn)行檢測(cè)與質(zhì)量控制，其中多數(shù)采用貝克曼庫(kù)爾特公司的Multisizer系列儀器。實(shí)際應(yīng)用中，所使用的小孔管規(guī)格涵蓋20微米至400微米，但以20微米、50微米和70微米規(guī)格為主，對(duì)應(yīng)的可測(cè)量顆粒粒徑范圍分別為0.4~12微米、1~30微米和1.4~42微米。