CN101318748A - 一种用于油气田钻采废液集中处理的工艺技术 - Google Patents

Abstract

一种用于油气田钻采废液集中处理的工艺技术，它是钻采废液的处理方法，解决了其它技术存在的缺点，它的工艺方法是，钻采废液集中回收后，通过隔油沉降、自然调节、药剂调节搅拌、一次沉降池沉降、加药、破稳、气浮、二次沉降、精细过滤、氧化处理后的水质达到回注安全地层或主要污染物排放达到《综合污水排放标准》GB8978－1996一级标准要求，分离出的污油经处理得到合格原油，沉降的油泥制成固体燃料，系统沉降的污泥脱稳固液分离压成泥饼利用，使废物做到综合利用，不仅彻底解决了污染问题，也使废物成为可利用的新型资源。

Description

一种用于油气田钻采废液集中处理的工艺技术

一、技术领域：

本发明涉及油气田钻采废液的处理方法，尤其是一种用于油气田钻采废液集中处理的工艺技术。

二、背景技术：

钻采废液是油气田钻井污水、酸压酸化废液、采油作业废液和回收这些废液携带的污油、污泥的混合物，是一种相当稳定的胶态悬浮体系，含有粘土、加重材料、呱胶、各种化学处理剂、污水、污油、污泥及少量的泥砂等，危害环境的主要化学成分有烃类、盐类、各类聚合物、重金属离子、重晶石中的杂物和沥青等改性物，这些钻采废液污染物具有高色度、高石油类、高COD、高悬浮物、高矿化度、高含油、PH值不稳定等特性，是石油勘探开发过程中产生的主要污染源之一。油气田在钻井、压裂酸化、井下作业、采油生产过程中，产生的这些废液随着单井施工措施和要求的不同具有不同的特性，且点多面广、污染源分散，由于单井排放量小，污染物浓度高，不能相互调节，采用单井设备处理在设备运输、吊装、场地摆放等方面受到外部条件的限制，间接费用较高，处理费昂贵。因此在油井相对集中的区块，采用集中回收处理，不同的废水可以自然调节，规模生产处理费用可以大大降低，也为半生的污油、污泥集中处理和综合利用创造了条件。

本公司钻井压裂作业废液处理技术ZL200420059478.3和《一种油田废弃泥浆污油泥资源化处理方法》ZL200610018062.0、实用新型专利ZL200420059478.3及其他专利技术或文献，都是针对钻井或压裂、井下作业混合废液的处理方法，是以单井污水、污泥处理工艺或单体处理设备，处理量相对较小，同时这些专利不涉及油泥处理。

三、发明内容：

本发明的目的是提供针对区域钻采废液集中处理为治理对象，是适用钻采废液集中处理站建设的一种用于钻采废液集中处理的工艺技术，它解决了其它技术存在的缺点，本发明的目的是这样实现的，回收的钻采废液卸车时经稳流器均匀布水后卸入隔油沉降池中，上部浮油随着液面的上升溢流进入储油池，污泥沉降在底部。隔油沉降池可设一个，也可分设多个，以分类回收储存不同性质的回收废液，如设钻井废液隔油沉降池、压裂废液隔油沉降池、酸化废液隔油沉降池、采油采气作业废液隔油沉降池等。经废液隔油沉降池初步沉浮处理后，中部废液水经虹吸管或溢流管自流(设2个以上隔油沉降池用泵定量提升)进入自然沉降调节池，自然沉降调节池的容量应至少容纳2口井以上的回收废液，以实现不同废液混合后的自然调节，使pH值达到3～10之间，沉降时间≥5h，进一步去除回收携带的泥砂。经自然调节的废液经泵或自流再进入药剂调节搅拌池，加入pH值调节剂、混凝剂和絮凝剂搅拌，调节pH值到5～7。调节剂是石灰乳、烧碱或稀硫酸、盐酸中的任一种，混凝剂是硫酸铝、聚合氯化铝、聚合铝铁中的任一种，絮凝剂是阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺中的任一种，药剂水溶液在搅拌制药池中制取，用计量装置定量加入，经加药搅拌混合液自流进入一次沉降池沉降后上清液从上部溢流进入储存池得到预处理污水。储存池预处理污水进入一体化钻采废液处理设备经泵送入混合反应器，加入破稳剂进行脱稳反应，脱稳后的废液再加入复合混凝剂后，通入溶气水气浮去除溶解浮油渣及悬浮物。经加药、破稳、气浮工艺处理的出水排入二次沉降池，使较大颗粒物在该池沉降，沉降后上清液自流进入缓冲储存池，缓冲储存池污水泵入精细过滤装置(一台或多台多滤料过滤器和一台或多台PE精细过滤器)过滤，滤后净化水进入回用水池自然蒸发或进入采油污水处理系统回注利用。没有回注条件需达标排放时，调节污水pH值达到4～6之间进入氧化反应池，加入氧化剂进行氧化处理，在酸性条件下，氧化剂是双氧水、二氧化氯、次氯酸盐、氯酸钠中的任一种。反应2小时以上调节污水pH值到中性达标外排。

隔油沉降池上部浮油自流或泵入储油池后用输油泵泵入到污油加热装置加热50℃以上，并加入破乳剂或油水泥分离剂搅拌经油泥水三相分离，得到合格的原油利用，脱出水进入水处理系统。排出的(或直接回收的)含油污泥加入石灰做破稳固化剂绊和，粉碎后的煤或煤矸石、木屑、秸秆、树枝等碳化物燃料30％～70％(根据污泥含油不同添加)，配以粘土10％～20％，再加助燃剂0.5％～10％，经粉碎、混匀、溶解、混合、搅拌、成型、干燥后加工压制为成型燃料。助燃剂为硝酸钾、硝酸钡、氯化镁、硝酸钠、氯酸钾和氯酸钠、石腊中的任一种。燃烧利用后的废渣为灰白色，不含石油类物质，是达标的一般废物。

气浮排出的浮渣及一、二次沉降池沉降的污泥是沥水性好的污泥，通过污泥砂滤池滤水后干化或进入污泥加药搅拌池固液分离。接收隔油沉降池和自然沉降调节池中的污泥稳定性强，通过污泥加药搅拌池脱稳沥水处理后，进入压滤或离心固液分离装置脱水，污泥压制成饼进入干化场干化后与粘土按1∶1及以上比例制砖做合格建材利用。干化场及压滤液形成的淋滤水进入废液处理系统一次沉降池再处理。

工艺系统过滤器的反冲洗用水均用处理后的净化水，反洗排污进入前端二次沉降池沉降处理。

工艺中涉及的接收隔油沉降池、自然调节池、储油池、药剂调节搅拌池、一次沉降池沉降、储存池、二次沉降池、缓冲储存池、污泥砂滤池及滤液池、污泥加药搅拌池可采用砖混、毛石、钢筋混凝土结构或钢结构，并进行防渗漏或防腐蚀处理。

实验结果：应用该工艺2005年至2008年5月在新疆西北分公司塔河油田，分别建设了三座钻采废液处理站，处理钻井污水、酸压废液、采油作业废液，其中接收隔油沉降池、自然调节池、储油池、药剂调节搅拌池、一次沉降池沉降、储存池、二次沉降池、缓冲储存池、污泥砂滤池及滤液池、污泥加药搅拌池可采用钢筋混凝土结构。回收的钻采废液卸车时经稳流器均匀布水后卸入隔油沉降池中，上部浮油随着液面的上升溢流进入储油池，污泥沉降在底部。经废液隔油沉降池初步沉浮处理后，中部废液水经虹吸管和溢流管自流进入自然沉降调节池，自然沉降调节池的容量5000方，实现了不同废液混合后的自然调节，使pH值达到3～10之间，沉降时间≥24h，进一步去除回收携带的泥砂。经自然调节的废液经泵或自流再进入药剂调节搅拌池，加入pH值调节剂、混凝剂和絮凝剂搅拌，调节pH值到5～7。调节剂是石灰乳，混凝剂是硫酸铝，絮凝剂是两性聚丙烯酰胺，药剂水溶液在搅拌制药池中制取，用计量装置定量加入，经加药搅拌混合液自流进入一次沉降池沉降后上清液从上部溢流进入储存池得到预处理污水。储存池预处理污水进入一体化钻采废液处理设备经加药、破稳、气浮工艺处理的出水排入二次沉降池，使破稳后较大颗粒物在该池沉降，沉降上清液自流进入缓冲储存池，缓冲储存池污水泵入精细过滤装置过滤，滤后净化水进入回用水池自然蒸发或作为回注补充水利用，需达标排放时，调节污水pH值达到4～6之间进入氧化反应池，加入氧化剂进行氧化处理，在酸性条件下，氧化剂是氯酸钠。反应24小时调节污水pH值到中性达标外排。

隔油沉降池上部浮油进入储油池后用输油泵泵入污油加热装置加热50℃以上(燃料为排空废天然气)，并加入破乳剂或油水分离剂搅拌经油泥水三相分离，得到合格的原油外输至集油站，脱出水进入水处理系统。排出的含油污泥加入粉碎后的煤或煤矸石、木屑、秸秆、树枝等碳化物燃料30％～70％(根据污泥含油不同添加)，配以粘土10％～20％，再加助燃剂0.5％～10％，经粉碎、溶解、混合、搅拌、成型、干燥后用成型机加工压制为成型燃料。助燃剂为硝酸钾。成型燃料用于锅炉燃烧利用，炉渣为灰白色，浸出液达标。

气浮排出的浮渣及一、二次沉降池沉降的污泥与接收隔油沉降池和自然沉降调节池中的污泥，通过污泥加药搅拌池脱稳沥水处理后，进入压滤固液分离装置脱水，污泥压制成饼进入干化场干化后与粘土按1∶3制砖做建材利用。干化场及压滤液形成的淋滤水进入废液处理系统一次沉降池再处理。

工艺系统过滤器的反冲洗用水均用处理后的净化水，反洗排污进入前端二次沉降池沉降处理。

本发明的意义：钻采废液集中回收后，通过隔油沉降、自然调节、药剂调节搅拌、一次沉降池沉降、加药、破稳、气浮、二次沉降、精细过滤、氧化处理后的水质达到回注安全地层或主要污染物排放达到《综合污水排放标准》GB8978-1996一级标准要求，分离出的污油经处理得到合格原油，沉降的油泥制成固体燃料，系统沉降的污泥脱稳固液分离压成泥饼利用，使废物做到综合利用，不仅彻底解决了污染问题，也使废物成为可利用的新型资源。

四、附图说明：

图1为一种用于钻采废液集中处理的工艺技术流程示意图。

五、具体实施方式：

本发明的工艺过程为，回收的钻采废液卸车时经稳流器均匀布水后卸入隔油沉降池中，上部浮油随着液面的上升溢流进入储油池，污泥沉降在底部。隔油沉降池可设一个，也可分设多个，以分类回收储存不同性质的回收废液，如钻井废液隔油沉降池、压裂废液隔油沉降池、酸化废液隔油沉降池、采油采气作业废液隔油沉降池等。经废液隔油沉降池初步沉浮处理后，中部废液水经虹吸管或溢流管自流(设2个以上隔油沉降池用泵定量提升)进入自然沉降调节池，自然沉降调节池的容量应至少容纳2口井以上的回收废液，以实现不同废液混合后的自然调节，使pH值达到3～10之间，沉降时间≥5h，进一步去除回收携带的泥砂。经自然调节的废液经泵或自流再进入药剂调节搅拌池，加入pH值调节剂、混凝剂和絮凝剂搅拌，调节pH值到5～7。调节剂是石灰乳、烧碱或稀硫酸、盐酸中的任一种，混凝剂是硫酸铝、聚合氯化铝、聚合铝铁中的任一种，絮凝剂是阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺中的任一种，药剂水溶液在搅拌制药池中制取，用计量装置定量加入，经加药搅拌混合液自流进入一次沉降池沉降后上清液从上部溢流进入储存池得到预处理污水。储存池预处理污水进入一体化钻采废液处理设备经泵送入混合反应器，加入破稳剂进行脱稳反应，脱稳后的废液再加入复合混凝剂后，通入溶气水气浮去除溶解浮油渣及悬浮物。经加药、破稳、气浮工艺处理的出水排入二次沉降池，使较大颗粒物在该池沉降，沉降上清液自流进入缓冲储存池，缓冲储存池污水泵入精细过滤装置(一台或多台多滤料过滤器和一台或多台PE精细过滤器)过滤，滤后净化水进入回用水池自然蒸发或进入采油污水处理系统回注利用。没有回注条件需达标排放时，调节污水pH值达到4～6之间进入氧化反应池，加入氧化剂进行氧化处理，在酸性条件下，氧化剂是双氧水、二氧化氯、次氯酸盐、氯酸钠中的任一种。反应2小时以上调节污水pH值到中性达标外排。

隔油沉降池上部浮油进入储油池后用输油泵泵入污油加热装置加热50℃以上，并加入破乳剂或油水泥分离剂搅拌经油泥水三相分离，得到合格的原油利用，脱出水进入水处理系统。排出的含油污泥加入石灰做破稳固化剂，加入粉碎后的煤或煤矸石、木屑、秸秆、树枝等碳化物燃料30％～70％(根据污泥含油不同添加)，配以粘土10％～20％，再加助燃剂0.5％～10％，经粉碎、混匀、溶解、混合、搅拌、成型、干燥后加工压制为成型燃料。助燃剂为硝酸钾、硝酸钡、氯化镁、硝酸钠、氯酸钾和氯酸钠水、石腊中的任一种。燃烧利用后的废渣为灰白色，不含石油类物质，是达标的一般废物。

气浮排出的浮渣及一、二次沉降池沉降的污泥是沥水性好的污泥，通过污泥砂滤池滤水后干化或进入污泥加药搅拌池固液分离。接收隔油沉降池和自然沉降调节池中的污泥稳定性强，通过污泥加药搅拌池脱稳沥水处理后，进入压滤或离心固液分离装置脱水，污泥压制成饼进入干化场干化后与粘土按1∶1以上比例制砖做建材利用。干化场及压滤液形成的淋滤水进入废液处理系统一次沉降池再处理。

工艺系统过滤器的反冲洗用水均用处理后的净化水，反洗排污进入前端二次沉降池沉降处理。

工艺中涉及的接收隔油沉降池、自然调节池、储油池、药剂调节搅拌池、一次沉降池沉降、储存池、二次沉降池、缓冲储存池、污泥砂滤池及滤液池、污泥加药搅拌池可采用砖混、毛石、钢筋混凝土结构或钢结构，并进行防渗漏或防腐处理。

Claims (5)

1、一种用于油气田钻采废液集中处理的工艺技术，其特征是：钻采废液集中回收后，通过隔油沉降、自然调节、药剂调节搅拌、一次沉降、加药、破稳、气浮、二次沉降、精细过滤、氧化处理后的水质达到回注安全地层或主要污染物排放达到综合污水排放标准GB8978-1996一级标准要求；分离出的污油经处理得到合格原油，沉降的油泥砂制成固体燃料利用；系统沉降的污泥脱稳固液分离压成泥饼制砖利用。

2、根据权利要求1所述的一种用于油气田钻采废液集中处理的工艺技术，其特征是：回收的钻采废液卸车时经稳流器均匀布水后卸入隔油沉降池中，上部浮油随着液面的上升溢流进入储油池，污泥沉降在底部。隔油沉降池可设一个，也可分设多个，以分类回收储存不同性质的回收废液，设钻井废液隔油沉降池、压裂废液隔油沉降池、酸化废液隔油沉降池、采油采气作业废液隔油沉降池；经废液隔油沉降池初步沉浮处理后，中部废液水经虹吸管或溢流管自流，设2个以上隔油沉降池用泵定量提升，进入自然沉降调节池，自然沉降调节池的容量应至少容纳2口井以上的回收废液，以实现不同废液混合后的自然调节，使pH值达到3～10之间，沉降时间≥5h，进一步去除回收携带的泥砂；经自然调节的废液经泵或自流再进入药剂调节搅拌池，加入pH值调节剂、混凝剂和絮凝剂搅拌，调节pH值到5～7；调节剂是石灰乳、烧碱或稀硫酸、盐酸中的任一种，混凝剂是硫酸铝、聚合氯化铝、聚合铝铁中的任一种，絮凝剂是阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺中的任一种，药剂水溶液在搅拌制药池中制取，用计量装置定量加入，经加药搅拌混合液自流进入一次沉降池沉降后上清液从上部溢流进入储存池得到预处理污水；储存池预处理污水进入一体化钻采废液处理设备经泵送入混合反应器，加入破稳剂进行脱稳反应，脱稳后的废液再加入复合混凝剂后，通入溶气水气浮去除溶解浮油渣及悬浮物；经加药、破稳、气浮工艺处理的出水排入二次沉降池，使较大颗粒物在该池沉降，沉降后上清液自流进入缓冲储存池，缓冲储存池污水泵入精细过滤装置，一台或多台多滤料过滤器和一台或多台PE精细过滤器过滤，滤后净化水进入回用水池自然蒸发或进入采油污水处理系统回注利用；没有回注条件需达标排放时，调节污水pH值达到4～6之间进入氧化反应池，加入氧化剂进行氧化处理，在酸性条件下，氧化剂是双氧水、二氧化氯、次氯酸盐、氯酸钠中的任一种；反应2小时以上调节污水pH值到中性达标外排。

3、根据权利要求1所述的一种用于钻采废液集中处理的工艺技术，其特征是：分离出的污油经处理得到合格原油，沉降的油泥砂制成固体燃料利用；隔油沉降池上部浮油自流或泵入储油池后用输油泵泵入到污油加热装置加热50℃以上，并加入破乳剂或油水泥分离剂搅拌经油泥水三相分离，得到合格的原油利用，脱出水进入水处理系统；排出的，或直接回收的含油污泥加入石灰做破稳固化剂绊和，粉碎后的煤或煤矸石、木屑、秸秆、树枝等碳化物燃料30％～70％，根据污泥含油不同添加，配以粘土10％～20％，再加助燃剂0.5％～10％，经粉碎、混匀、溶解、混合、搅拌、成型、干燥后加工压制为成型燃料；助燃剂为硝酸钾、硝酸钡、氯化镁、硝酸钠、氯酸钾和氯酸钠、石腊中的任一种；燃烧利用后的废渣为灰白色，不含石油类物质，是达标的一般废物。

4、根据权利要求1所述的一种用于钻采废液集中处理的工艺技术，其特征是：气浮排出的浮渣及一、二次沉降池沉降的污泥是沥水性好的污泥，通过污泥砂滤池滤水后干化或进入污泥加药搅拌池固液分离；接收隔油沉降池和自然沉降调节池中的污泥稳定性强，通过污泥加药搅拌池脱稳沥水处理后，进入压滤或离心固液分离装置脱水，污泥压制成饼进入干化场干化后与粘土按1∶1及以上比例制砖做合格建材利用；干化场及压滤液形成的淋滤水进入废液处理系统一次沉降池再处理。

5、根据权利要求1所述的一种用于钻采废液集中处理的工艺技术，其特征是：接收隔油沉降池、自然调节池、储油池、药剂调节搅拌池、一次沉降池沉降、储存池、二次沉降池、缓冲储存池、污泥砂滤池及滤液池、污泥加药搅拌池可采用砖混、毛石、钢筋混凝土结构或钢结构，并进行防渗漏或防腐处理。