CN101172726B - 一种油田采油污水处理方法及工艺流程 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油污水处理方法，特别涉及一种油田采油污水处理方法及工艺流程。其特征是：原油脱出的采油污水首先加入氧化剂，对污水中硫化物进行部分氧化处理，再加入沉淀剂，对污水中剩余的二价硫进行沉淀去除；加入有机高分子絮凝剂，对污水中的沉淀物、油等物质进行絮凝处理；加杀菌剂进行杀菌处理，同时进行沉降分离；经过粗过滤，再经精细过滤，达到注水水质标准；滤后水进行光电杀菌处理，在处理后水进入净水罐前，加入缓蚀阻垢剂进行缓蚀阻垢处理，净水罐水用于回注。它解决了高含硫、高细菌含量、高矿化度的采油污水处理问题，达到低渗透油田回注用水水质标准，保护了环境，节约了水资源。
Description
技术领域
本发明属于石油污水处理方法，特别涉及一种油田采油污水处理方法及工艺流程。
背景技术
油田开采到中后期，为了提高石油产量，油井常常需要注入大量的水，采油污水除少部份处理达到外排标准外，大部份都需净化、杀菌、防腐处理达到回注水标准后回注地层，回注水水质直接关系到石油的采收率，采油污水的处理以及处理后回注水质能否达标就变得相当的重要。
从原油脱出的采油污水，含有分散原油、乳化原油、固体悬浮物、细菌及硫化物等物质，现有的油田污水处理，虽然各油田污水处理站根据自身流程有不同的工艺流程，但总的来说均采用重力沉降、絮凝、杀菌、过滤及加缓蚀阻垢剂处理。这种处理技术对于高含硫、高细菌含量、高矿化度的采油污水是无法从根本上解决回注水质达标等的问题。处理后的水仍将产生严重的腐蚀结垢，影响石油的采收率。
发明内容
本发明的目的是提供一种油田采油污水处理方法及工艺流程，以便解决高含硫、高细菌含量、高矿化度的采油污水处理问题，达到低渗透油田回注用水水质标准，保护了环境，节约了水资源。包括有除硫絮凝、化学药剂杀菌、多级过滤、缓蚀阻垢、光电杀菌等技术内容。
本发明的目的是这样实现的，设计一种油田采油污水处理方法，其流程是：
1.原油脱出的采油污水首先加入氧化剂，对污水中硫化物进行部分氧化处理，再加入沉淀剂，对污水中剩余的二价硫进行沉淀去除；
2.经除硫处理后的采油污水加入有机高分子絮凝剂，对污水中的沉淀物、油等物质进行絮凝处理；
3.絮凝处理后的采油污水加杀菌剂进行杀菌处理，同时在沉降罐中进行沉降分离；
4.沉降罐出水首先经过粗过滤，再经过精细过滤，使滤后水中固体悬浮物、含油量等达到注水水质标准；
5.为了使处理后水细菌含量达标，并保证杀菌作用的长效性，滤后水进行光电杀菌处理，在处理后水进入净水罐前，加入缓蚀阻垢剂进行缓蚀阻垢处理，净水罐水用于回注。
所述的氧化剂是双氧水10～1000mg/L或次氯酸钠10～1000mg/L。
所述的沉淀剂是硫酸锌、氯化锌，加入量是10～500mg/L；或是硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铁，加入量是10～500mg/L。
所述的有机高分子絮凝剂是300～2000万单位聚丙烯酰胺，加入量为0.5～2.0mg/L。
所述的杀菌剂是季铵盐类：十二烷基二甲基苄基氯化铵；或醛类：戊二醛、或异噻唑啉酮。
所述的粗过滤是砂滤或核桃壳过滤或双滤料过滤。
所述的精细过滤是纤维球过滤或膜过滤。
所述的缓蚀阻垢剂是有机多元膦酸：氨基三亚甲基膦酸、或羟基亚乙基二膦酸；或有机膦羧酸化合物：1，1′-二膦酸丙酸基膦酸钠、2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸；或多元共聚物：聚丙烯酸和聚马来酸酐；或是有机多元膦酸、有机膦羧酸化合物、多元共聚物的混合物。
所述的油田采油污水处理方法的工艺流程，其特征是：油罐脱出采油污水先经氧化剂加药箱1、氧化剂加药泵2、管道混合器3加入氧化剂，然后经沉淀剂加药箱4、沉淀剂加药泵5加入沉淀剂，在除硫絮凝反应器6中进行除硫絮凝处理；除硫絮凝反应器6出水经提升泵7提升作用，由絮凝剂加药箱8、絮凝剂加药泵9、管道混合器10加入有机高分子絮凝剂，再由杀菌剂加药箱11、杀菌剂加药泵12、管道混合器13加入杀菌剂进行杀菌处理，进入沉降罐14进行沉降分离；沉降罐14出水经缓冲罐15由粗过滤器提升泵16打入粗过滤器17，粗过滤器17出水再由精细过滤器提升泵18打入精细过滤器19进行过滤处理；滤出水经过光电杀菌器20杀菌后由缓蚀阻垢剂加药箱21、缓蚀阻垢剂加药泵22、管道混合器23加入缓蚀阻垢剂进入净水罐24用于回注。
本发明针对高含硫、高细菌含量、高矿化度的采油污水分别采用不同的工艺处理：由于采油污水中含有大量硫化物和细菌，加之为高矿化度水，其腐蚀结垢性强，主要腐蚀因素为硫化物和细菌，结垢是由于腐蚀产生的结垢，因此该采油污水的防腐防垢处理首先考虑除硫杀菌。对于污水中的固体悬浮物、乳化油等采用絮凝沉降方法将其降除，其他腐蚀结垢采用加缓蚀阻垢剂的方法进行抑制。①除硫絮凝，处理后污水中硫化物降为0.5mg/L以下：由于二价硫具有还原性，为了不增加污水的腐蚀性，先采用氧化剂对其进行部分氧化处理，同时氧化剂的加入对污水具有一定杀菌作用；氧化除硫后的采油污水加入沉淀剂，沉淀剂中的锌、铁等离子与污水中硫离子作用生成难溶性沉淀将硫离子去除，沉淀剂的加入不仅起除硫作用，而且对污水中固体悬浮物和乳化油起脱稳凝聚作用，对于低浊度水还可起增浊作用，有利于下一步絮凝处理；高分子絮凝剂起吸附架桥和网络卷带等作用将污水中悬浮物降除；②化学杀菌药剂对污水中硫酸盐还原菌、腐生菌等细菌起杀菌作用，使污水中硫酸盐还原菌、腐生菌均降为102个/ml以下；③多级过滤：沉降处理后采油污水通过粗过滤器和精细过滤器滤过作用将固体悬浮物、乳化油等控制在注水水质要求范围内；④光电杀菌：滤后水经过光电杀菌器进一步对污水中细菌产生杀除作用，并保证杀菌作用的长效性；⑤缓蚀阻垢：对于污水中可能产生的碳酸盐垢、硫酸盐垢和其他腐蚀因素，采用缓蚀阻垢剂加以抑制。
针对同一采油污水存在的不同问题，系统的采用不同的工艺处理方法，从根本上解决油田污水处理中硫化物及细菌含量高导致的腐蚀结垢、注水水质不达标等问题，实现油田污水的资源化利用。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。
图1是本发明实施例工艺流程图。
图中：1、氧化剂加药箱；2、氧化剂加药泵；3、管道混合器；4、沉淀剂加药箱；5、沉淀剂加药泵；6、除硫絮凝反应器；7、提升泵；8、絮凝剂加药箱；9、絮凝剂加药泵；10、管道混合器；11、杀菌剂加药箱；12、杀菌剂加药泵；13、管道混合器；14、沉降罐；15、缓冲罐；16、粗过滤器提升泵；17、粗过滤器；18、精细过滤器提升泵；19、精细过滤器；20、光电杀菌器；21、缓蚀阻垢剂加药箱；22、缓蚀阻垢剂加药泵；23、管道混合器；24、净水罐。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例工艺流程是：油罐脱出采油污水先经氧化剂加药系统(氧化剂加药箱1、氧化剂加药泵2、管道混合器3)加入氧化剂，然后经沉淀剂加药系统(沉淀剂加药箱4、沉淀剂加药泵5)加入沉淀剂，在除硫絮凝反应器6中进行除硫絮凝处理；除硫絮凝反应器6出水经提升泵7提升作用，由絮凝剂加药系统(絮凝剂加药箱8、絮凝剂加药泵9、管道混合器10)加入有机高分子絮凝剂，再由杀菌剂加药系统(杀菌剂加药箱11、杀菌剂加药泵12、管道混合器13)加入杀菌剂进行杀菌处理，进入沉降罐14进行沉降分离；沉降罐14出水经缓冲罐15由粗过滤器提升泵16打入粗过滤器17，粗过滤器17出水再由精细过滤器提升泵18打入精细过滤器19进行过滤处理；滤出水经过光电杀菌器20杀菌后由缓蚀阻垢剂加药系统(缓蚀阻垢剂加药箱21、缓蚀阻垢剂加药泵22、管道混合器23)加入缓蚀阻垢剂进入净水罐24用于回注。
①除硫絮凝反应器，为了保证反应器的使用寿命，在其内部加涂层防腐处理和牺牲阳极阴极保护；②沉降罐，加玻璃钢内衬等防腐处理；③调节罐，在沉降罐与过滤器之间起缓冲作用；④粗过滤器，石英砂过滤器、核桃壳过滤器、双滤料过滤器等；⑤精细过滤器，纤维球过滤器、膜过滤器等；⑥光电杀菌器；⑦加药系统，包括加药箱、加药泵、加药管线和管道混合器，加药箱内防腐处理，加药泵为耐酸碱加药泵，各加药管线均采用耐酸碱管线，管道混合器对所加药剂起混合搅拌作用；⑧提升泵。
实施例1：高含硫、高细菌含量采油污水处理
1.原油脱出的采油污水进除硫絮凝反应器前，首先经管道混合器加入氧化剂双氧水440～460mg/L，对污水中硫化物进行部分氧化处理，在反应罐中再经管道混合器加入锌盐如硫酸锌60mg/L，对污水中剩余的二价硫进行沉淀去除。
2.除硫处理后的采油污水经管道混合器加入800万单位聚丙烯酰胺1.0mg/L絮凝剂，对污水中的沉淀物、油等物质进行絮凝处理。
3.絮凝处理后的采油污水经管道混合器加60mg/L杀菌剂戊二醛或异噻唑啉酮进行杀菌处理，同时在沉降罐中进行沉降分离。
4.沉降罐出水经过调节罐缓冲后，首先经过二级核桃壳过滤器过滤处理，再经过纤维球过滤器进行精细过滤，使滤后水中固体悬浮物、含油量等达到注水水质标准。
5.滤后水经过光电杀菌器进行光电杀菌处理，在进入净水罐前，加入30mg/L以丙烯酸-丙烯酸酯类共聚物、羟基亚乙基二磷酸和苯并三氮唑为主要成分的缓蚀阻垢剂有机多元膦酸：氨基三亚甲基膦酸、或羟基亚乙基二膦酸；或有机膦羧酸化合物：1，1’-二膦酸丙酸基膦酸钠、2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸；或多元共聚物：丙烯酸-马来酸共聚物进行缓蚀阻垢处理，净水罐水用于回注。
经上述步骤对高含硫、高细菌含量采油污水处理前后水质检测结果如表1如示：
表1 采油污水处理前后水质检测结果
| 原油脱出水 | 沉降罐出水 | 净水罐出水 | |
| 颜色 | 黑色 | 微黄色 | 无色 |
| 气味 | 硫化氢味 | 淡油气味 | 淡油气味 |
| 透明度 | 不透明 | 透明 | 透明 |
| 腐蚀速率(mm/a) | 0.7524 | 0.0536 | 0.0038 |
| pH值 | 7.16 | 7.04 | 7.03 |
| 含油量(mg/L) | 43.1 | 3.62 | 1.27 |
| 固体悬浮物含量(mg/L) | 173.8 | 27.6 | 0.9 |
| 硫酸盐还原菌(个/mL) | 109～1010 | 101～102 | 0～10 |
| 腐生菌(个/mL) | 105～106 | 0～10 | 0 |
| S2-(mg/L) | 126.7 | 1.24 | 0.13 |
| 30℃、72h结垢量(mg/L) | 7.6 | 6.9 | 0.3 |
| 70℃、72h结垢量(mg/L) | 53.4 | 51.3 | 2.9 |
通过表1的数据可以充分说明采油污水经该流程处理后完全达到注水水质要求。
实例2给出低浊度含硫采油污水处理方法。
1.原油脱出的采油污水进除硫絮凝反应器前，首先经管道混合器加入氧化剂次氯酸钠30～40mg/L，对污水中硫化物进行部分氧化处理，在反应罐中再经管道混合器加入锌盐如七水硫酸锌50mg/L，或加入铁盐，如硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铁50mg/L，对污水中剩余的二价硫进行沉淀去除。
2.除硫处理后的采油污水经管道混合器加入800万单位聚丙烯酰胺1.0mg/L絮凝剂，对污水中的沉淀物、油等物质进行絮凝处理。
3.絮凝处理后的采油污水经管道混合器加50mg/L杀菌剂十二烷基二甲基苄基氯化铵进行杀菌处理，同时在沉降罐中进行沉降分离。
4.沉降罐出水经过调节罐缓冲后，首先经过二级核桃壳过滤器过滤处理，再经过纤维球过滤器进行精细过滤，使滤后水中固体悬浮物、含油量等达到注水水质标准。
5.滤后水经过光电杀菌器进行光电杀菌处理，在进入净水罐前，加入30mg/L以有机多元膦酸、有机膦羧酸化合物、多元共聚物的混合物(如氨基三亚甲基膦酸、或羟基亚乙基二膦酸、1，1’-二膦酸丙酸基膦酸钠、2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸、丙烯酸-马来酸共聚物的混合物)的缓蚀阻垢剂进行缓蚀阻垢处理，净水罐水用于回注。
上述氧化剂、沉淀剂、有机高分子絮凝剂、杀菌剂、缓蚀阻垢剂虽然不同的化合物作用基本相似，但对不同的条件有个性差异。
经调整药物后的低浊度含硫采油污水处理前后水质检测结果如下。
采油污水处理前后水质检测结果
| 原油脱出水 | 净水罐出水 | |
| 颜色 | 黑色 | 无色 |
| 透明度 | 不透明 | 透明 |
| 腐蚀速率(mm/a) | 0.7524 | 0.0047 |
| pH值 | 6.81 | 6.93 |
| 含油量(mg/L) | 27.3 | 1.42 |
| 固体悬浮物含量(mg/L) | 13.5 | 0.8 |
| 硫酸盐还原菌(个/mL) | 105～106 | 0～10 |
| 腐生菌(个/mL) | 103～104 | 0 |
| S2-(mg/L) | 14.3 | 0.06 |
| 30℃、72h结垢量(mg/L) | 9.7 | 0.6 |
| 70℃、72h结垢量(mg/L) | 74.5 | 3.8 |
采油污水经该流程处理后完全达到注水水质要求。
Claims (1)
1.一种油田采油污水处理方法，其特征是：①原油脱出的采油污水首先加入氧化剂，对污水中硫化物进行部分氧化处理，再加入沉淀剂，对污水中剩余的二价硫进行沉淀去除；②经除硫处理后的采油污水加入有机高分子絮凝剂，对污水中的沉淀物、油进行絮凝处理；③絮凝处理后的采油污水加杀菌剂进行杀菌处理，同时在沉降罐中进行沉降分离；.④沉降罐出水首先经过粗过滤，再经过精细过滤，使滤后水中固体悬浮物、含油量达到注水水质标准；⑤为了使处理后水细菌含量达标，并保证杀菌作用的长效性，滤后水进行光电杀菌处理，在处理后水进入净水罐前，加入缓蚀阻垢剂进行缓蚀阻垢处理，净水罐水用于回注；所述的氧化剂是双氧水10～1000mg/L或次氯酸钠10～1000mg/L；所述的沉淀剂是硫酸锌、氯化锌，加入量是10～500mg/L或硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铁，加入量是10～500mg/L；所述的高分子絮凝剂是聚丙烯酰胺；所述的杀菌剂是戊二醛；所述的粗过滤是石英砂滤或核桃壳过滤或双滤料过滤；.所述的精细过滤是纤维球过滤或膜过滤；所述的缓蚀阻垢剂是氨基三亚甲基膦酸、或羟基亚乙基二膦酸；或1，1′-二磷酸丙酸基磷酸钠、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸；或聚丙烯酸和聚马来酸酐；所述的聚丙烯酰胺是300-1200万单位聚丙烯酰胺，用量是0.5-2.0mg/L。
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