一种用于处理油田采出水的双微处理工艺 |
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| 申请号 | CN201710753285.X | 申请日 | 2017-08-29 | 公开(公告)号 | CN107445321A | 公开(公告)日 | 2017-12-08 |
| 申请人 | 中国石油天然气股份有限公司; 大庆油田有限责任公司; 大庆油田工程有限公司; | 发明人 | 夏福军; 徐浩; 冯涛; 宁利; 王庆吉; 黄宪春; 刘国宇; 武云龙; 刘宏彬; 韩丽华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于处理油田采出 水 的双微处理工艺。主要解决了现有已经能够达到油田低渗透率油层回注水水质控制指标要求的处理工艺存在的处理工艺较为复杂、处理水质不能够稳定达标的问题。其特征在于：包括以下步骤：（1）含油采出水进入微旋流气浮选器进行油水分离；（2）经过微旋流气浮选器处理后的出水再进入缓冲罐1及微过滤装置，微过滤装置的出水达到油田回注水水质控制指标要求后进入外输水罐；（3）外输水罐中的水经提升对一个过滤周期后微过滤装置中的滤料进行 反冲 洗再生；（4）微过滤装置排出的反冲洗污水依次进入缓冲罐2、微旋流气浮选器进行再处理。该工艺能够达到油田低渗透率或特低渗透率油层回注水水质控制指标要求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于处理油田采出水的双微处理工艺，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种用于处理油田采出水的双微处理工艺技术领域背景技术[0002] 目前已有的油田采出水处理技术，采用重力式沉降罐或气浮选进行除油和去除部分悬浮固体，其出水满足后续过滤要求的进水水质；然后再经颗粒粒状滤料过滤器过滤达到油田要求的不同渗透率油层回注水水质控制指标。目前已建极为典型的处理后的最终出水能够达到油田低渗透率或特低渗透率油层回注水水质控制指标要求的处理工艺技术为：重力式沉降罐→气浮选→微生物→一级双层滤料过滤→二级双层滤料过滤→陶瓷膜精细过滤→净化水。 [0003] 此工艺技术从整体来看处理工艺较为复杂，需要经过6段的处理设备才能够将含油污水处理达标，即达到油田低渗透率或特低渗透率油层回注水水质控制指标要求。由此带来的占地面积大、运行费用高，微生物处理后产生的副产物剩余活性污泥很难处理达到环保的要求，而且陶瓷膜经过长时间的运行后其通量衰减较快，以及膜的再生还需要定期进行化学再生从而增加处理设备和复杂的工艺,以及再生过程产生的酸碱废液在系统内循环处理将影响整个系统处理的水质达标。 [0004] 另外，上述处理工艺中采用的立式沉降罐的处理效率相对高效的处理设备低、设备体积大和占地面积大；还有就是油田开发后期水中含有化学驱油剂，使得经油水分离后的含油采出水乳化程度高、油珠颗粒细小和油珠浮升速度慢等，采用单一的物理方法实现采出含油污水的油水沉降分离很难达到预期的效果和目的,并由此产生了处理设备的不适应，从而导致处理工艺复杂和工程投资增加；在过滤方面主要使用单层石英砂过滤器和双层滤料过滤器，在水驱处理方面目前还有应用核桃壳及纤维球滤料等过滤器，但也出现对含有化学驱油剂的采出水性质发生变化的不适应，滤料容易板结，再生困难和滤速低等问题的产生。 发明内容[0005] 本发明在于克服背景技术中存在的现有已经能够达到油田低渗透率油层回注水水质控制指标要求的处理工艺存在的处理工艺较为复杂、处理水质不能够稳定达标的问题，而提供一种用于处理油田采出水的双微处理工艺。该工艺处理后的油田采出水能够达到油田低渗透率或特低渗透率油层回注水水质控制指标要求，且在达到同等处理效果的前提下，处理设备及工艺技术先进，占地面积小，运行费用低。 [0006] 本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种用于处理油田采出水的双微处理工艺，包括以下步骤：（1）被处理的含油采出水依靠重力或增压泵提升进入微旋流气浮选器进行油水分离去除分散油和部分乳化油及少量的颗粒杂质； （2）经过微旋流气浮选器处理后的出水再进入缓冲罐1，缓冲罐1的水经提升泵1进入微过滤装置，被处理的采出水在微过滤装置中先后完成调质和反应及过滤的过程；微过滤装置的出水达到油田低渗透率或特低渗透率油层回注水水质控制指标要求后进入外输水罐，再经提升泵3进入注水站进行回注； （3）步骤（2）外输水罐中的水经提升泵4提升对在完成一个过滤周期后的微滤罐中装填的滤料进行反冲洗再生，使滤料恢复原有的截留和吸附能力，然后再进行下一个过滤周期的过滤； （4）步骤（3）微滤罐装填的滤料反冲洗再生排出的反冲洗污水进入缓冲罐2，再经提升泵5提升进入微旋流气浮选器的进水管线上，进入微旋流气浮选器进行再处理； （5）步骤（1）微旋流气浮选器进行油水分离产生的浮油渣进入浮油渣罐，然后经泵提升进入脱水站进行脱水再处理；微旋流气浮选器底部沉降分离出来的污泥排入污渣罐后进行浓缩，然后外运污泥处理站做进一步的处理达到无害化和资源化利用； 本发明确定的“微旋流气浮→微过滤装置→净化水”处理工艺，首先是含油采出水进入微旋流气浮装置，微旋流气浮装置是集微旋流技术和气浮选技术于一体的高效处理装置； 该装置运行时首先是被处理的含油采出水依靠重力或增压泵提升，经过管道静态混合器（主要是考虑加药时药剂与污水的混合作用），然后再经微旋流气浮选器的进水管线同时与微气泡发生装置产生的微气泡水混合，沿切线方向进入微旋流气浮选器内，并在旋流离心力+气浮浮力的复合作用下进行油珠和杂质的聚集、黏附（微气泡水在压力降低的条件下释放出微气泡与油滴及悬浮固体黏附），从而快速高效地实现离心浮选分离除油及去除悬浮固体杂质。 [0007] 所述微过滤装置是由缓冲调质、反应装置和微滤罐组成，其中的微滤介质采用活性微孔陶瓷镀膜滤料进行过滤处理。而活性微孔陶瓷镀膜滤料具有较大的比表面积和高效吸附污水中的杂质的能力，再加上采用较深的滤床形式，从而使微滤具有较高的纳污能力和较高的过滤精度；另外由于采用脉冲气、水联合反洗对活性微孔陶瓷镀膜滤料进行再生而具有再生效果好和节约大量反冲洗水的特点。 [0008] 本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：采用本发明用于处理油田采出水的双微处理工艺，一方面大大的简化了已有的处理工艺流程，提高了整体处理工艺的处理效果和效率；另一方面，因采用微旋流气浮选器进行油水分离替代了两级沉降除油设备，缩短被处理污水的有效停留时间，同时还可去除污水中的分散油和部分乳化油，而大大节省了设备的占地面积在50%以上，并减少了运行费用；后续去除残余油和残余固体颗粒杂质的过滤方式因为采用微过滤装置，最终能够将含油量平均为147.7mg/L、悬浮固体含量平均35.07mg/L的被处理的采出水，处理后出水含油量为痕迹，悬浮固体含量平均≤1.0mg/L，粒径中值平均0.946μm，达到油田特低渗透率油层“5.1.1” (即：含油量≤5mg/L ,悬浮固体含量≤1mg/L,颗粒粒径中值≤1μm)回注水水质控制指标要求，本发明使用微过滤技术，相比现有采用砂滤过滤技术提高了1～2个数量级的过滤精度（一般砂滤过滤精度大约2-5μm，而微滤的过滤精度可以达到1μm微米以下）；另外还解决了使用超滤膜组件存在的膜使用寿命短，水通量衰减快，膜再生困难等生产实际的难题。因此，微旋流气浮及微过滤技术的使用，能够满足外围油田特低渗透率油层的有效开发，确保处理后的含油污水全部回注地下，进一步驱油提高原油采收率，实现了污水的资源化利用和油田的绿色开发。 [0010] 具体实施方式：下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明： 如图1所示，该用于处理油田采出水的双微处理工艺，包括以下步骤： （1）被处理的含油采出水依靠重力（或增压泵提升）进入微旋流气浮选器进行油水分离去除分散油和部分乳化油及少量的颗粒杂质，在进入微旋流气浮选器的进水管线上同时可投加浮选药剂及掺入带有微气泡的回流水，随被处理的污水一同进入微旋流气浮选器； （2）经过微旋流气浮选器处理后的出水再进入缓冲罐1，缓冲罐1的水经提升泵1进入微过滤装置；所述微滤装置是由缓冲调质、反应装置和微滤罐组成；所述微滤罐中填装的微滤介质采用活性微孔陶瓷镀膜滤料进行过滤处理；而活性微孔陶瓷镀膜滤料K80≤1.2，比表 2 面积达到13.6m/g；微滤罐内部滤床厚度达到3m，微滤的过滤精度为1μm微米以下；在微过滤装置先后完成调质、反应及过滤的过程，在进人微过滤装置的进水管线里投加调质絮凝剂聚合氯化铝，使采出水中的杂质颗粒絮凝形成较大的絮状矾花，从而被后续具有深床过滤特点的活性陶瓷滤料吸附、截留去除，微过滤装置的出水达到油田回注水水质控制指标要求后进入外输水罐，再经提升泵3进入注水站进行回注； （3）外输水罐中的水经提升泵4提升对一个过滤周期后微过滤装置中的微滤罐中装填的滤料进行反冲洗再生，使滤料恢复原有的截留和吸附能力进行下一个过滤周期的过滤； 在进行滤料的反冲洗再生过程中，需要将空压机产生的气体掺入到反冲洗中形成气水反冲洗水，从而提高微滤罐中滤料的再生效果； （4）微过滤装置中微滤罐反冲洗再生排出的反冲洗污水进入缓冲罐2，再经提升泵5提升进入微旋流气浮选器的进水管线上，进入微旋流气浮选器进行再处理； （5）微旋流气浮选器进行油水分离产生的浮油渣进入浮油渣罐，然后经泵提升进入脱水站进行脱水再处理；微旋流气浮选器底部沉降分离出来的污泥排入污渣罐后进行浓缩，然后外运污泥处理站做进一步的无害化处理和资源化利用。 [0011] 微过滤装置是由缓冲调质、反应装置和微滤罐组成，其中的微滤介质采用活性微孔陶瓷镀膜滤料进行过滤处理。而活性微孔陶瓷镀膜滤料具有较大的比表面积（活性微孔陶瓷镀膜滤料是采用人工烧制的均匀滤料，K80≤1.2，比表面积达到13.6m2/g，是石英砂的100倍以上，大大提高了其表面吸附能力）和高效吸附污水中的杂质的能力，再加上滤罐内部采用较深的滤床形式（滤床厚度达到3m，是核桃壳及石英砂滤床厚度的3倍，实际有效滤程是石英砂的5倍以上，提高了过滤效果），从而使微过滤具有较高的纳污能力和较高的过滤精度（一般砂滤过滤精度大约2-5μm，微滤的过滤精度可以达到1μm以下）；另外由于采用脉冲气、水联合反洗对活性微孔陶瓷镀膜滤料进行再生而具有再生效果好和节约大量反冲洗水的特点。后续去除残余油和残余固体颗粒杂质的过滤方式因为采用微过滤装置，最终能够将含油量平均为147.7mg/L、悬浮固体含量平均35.07mg/L的被处理的采出水，处理后出水含油量为痕迹，悬浮固体含量平均≤1.0mg/L，粒径中值平均0.946μm，达到油田特低渗透率油层“5.1.1” (即：含油量≤5mg/L ,悬浮固体含量≤1mg/L,颗粒粒径中值≤1μm)回注水水质控制指标要求。 [0012] 经微过滤装置处理后的水质最终能够达到油田水驱低渗透率或特低渗透率油层回注水水质控制指标要求，再经注水井回注地下补充地层亏空和达到驱油提高采收率的目的，避免污水外排所造成的环境污染和经济罚款，实现含油污水的有效处理及污水的资源化利用，确保处理后的污水全部回注地下，进一步提高原油采收率，实现油田的绿色开发。 |
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