CN101898854A - 一种高含硫低渗透油藏采出污水处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种高含硫低渗透油藏采出污水处理装置，主要由来水管线、散气气浮池、两级好氧生物接触氧化池、沉降池、离心泵、细砂过滤罐、吸附过滤罐、保安过滤器、超滤系统、脱氧塔和玻璃钢罐组成，其特征在于来水管线、散气气浮池、一级二级好氧生物接触氧化池、沉降池、离心泵、细砂过滤罐、保安过滤器、超滤系统、脱氧塔和玻璃钢罐之间逐序串联连接；在散气气浮池顶部设有收油器，底部设有曝气盘，在一级好养生物接触氧化池底部设曝气盘，在二级好氧生物接触氧化池底部设有曝气软管，散气气浮池曝气盘、一级好氧生物接触氧化池曝气盘和二级生物接触氧化池曝气软管与设在散气气浮池和一级好氧接触氧化池之间的罗茨风机出口管并联连接。该发明解决了高含硫油藏采出污水向低渗透油田回注问题。

Description

一种高含硫低渗透油藏采出污水处理方法及装置

一、技术领域

本发明设计一种高含硫低渗透油藏采出污水处理方法及装置，解决除污水中的原油、硫、固体颗粒和悬浮物杂质问题，使之达到国家规定的A1级油田污水回注标准的问题。

二、背景技术

我国油田有很多区块都属于低渗透油藏，由于底层孔吼半径小，对注水水质的要求很严格。注水水质不合格会给油田开发带来严重后果：如清水和矿化度不合格的注入水，会因矿化度和地层岩心不配伍，引起岩心渗透率下降，产生水敏效应或盐敏效应；采油废水回注，虽矿化度能匹配，但水质不能达标，废水中的原油、悬浮固体、细菌和溶解氧等都会对油田注水开发带来严重的危害。

目前国内低渗透油田污水含油的处理主要采用重力隔油、压力除油、化学混凝、过滤、水质改性等处理工艺。混凝重力沉降工艺，除油效率低，仅约为80％。对于压力除油工艺，由于填料堵塞、内部构件坍塌的问题，工艺运行效果差。化学混凝处理由于化学药剂的选型、质量、使用浓度等问题，絮凝效果不能保证，加之污泥排放问题，整体除油效果较差。污水含油的过滤目前主要采用核桃壳过滤的方式，但由于核桃壳过滤的使用载荷和滤料的再生问题，过滤除油效果不能保证。水质改性处理后污水水质较好，但产生大量的污泥难以处理，难以大规模应用。当前应用的金属膜过滤器虽能使回注水质达到A2级标准，基本满足低渗透油藏的回注水要求，但是对于低渗透油藏高含硫的采油污水，不能有效除硫。

在高含硫的油田污水中，S、硫化物(S^2-)和SO₄ ^2-是硫的主要存在方式。其中S和SO₄ ^2-都能在硫酸盐还原菌(SRB)作用下还原成S^2-；水中的S^2-由于其外电子云容易变形，因而穿透力强，对钢铁具有较强的腐蚀性，最终使管壁穿孔，干扰正常生产。其腐蚀的产物为不溶于水的黑色胶状FeS悬浮物，稳定性极好，能使处理后的水迅速变黑发臭，悬浮物增加；同时FeS又是一种乳化油稳定剂，其在地面将导致除油难度增加，注入地下将导致注入性能下降，堵塞地层，并使地层原油乳化堵塞渗油孔道，降低水驱油效果；另外还可能导致井眼堵塞，使洗井和酸化的次数增加，从而增加作业费用。

因此，针对上述现有技术中存在的问题，破除上述污水处理工艺的不足，建立新的适合低渗透油藏高含硫采油污水回用处理的方法势在必行。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种高含硫低渗透油藏采出污水处理方法及装置，将除油、除硫和除悬浮物机杂等工艺相结合，把高含硫低渗透油藏采出污水处理到达到低渗透油藏回注水的A1级标准，提高注水率、增加水驱效果，节约清水资源、保护环境，创造显著的经济和社会效益。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

一种高含硫低渗透油藏采出污水处理方法，此方法包括内容有

a、首先对采出的高含硫污水利用散气气浮方法处理15min；

b、将气浮处理后污水采用两级好氧生物接触氧化法继续处理，利用生物接触氧化除油和氧化除硫，一级好氧生物接触氧化溶解氧在5.0mg/L以上，二级好氧生物接触氧化溶解氧不低于3.0mg/L，使好氧生物接触氧化处理后的污水中含硫低于0.05mg/L；

c、将好氧生物接触氧化处理后的污水利用沉降方法对污水中含有被氧化后的硫单质的悬浮物，进行沉降，时间为30min，同时进行杀菌处理，杀菌采用紫外杀菌和化学杀菌相结合的方法，化学杀菌剂中有效氯投加量为3.5mg/L；

d、将沉降处理的污水进行一般砂滤，在一般砂滤前加入聚合铝铁为主的复配絮凝剂，砂滤水再进行活性炭吸附过滤，而后再进行超滤处理，其中超滤的截留分子量为5万道尔顿；

e、将超滤后的处理水进行脱氧，脱氧后的处理水水质可以达到国家规定的回注水A1级标准，加入缓蚀阻垢剂可对注水区块进行回注。

好氧生物接触氧化法中的有效微生物采用激活原水中存在的土著细菌的方法构建有效的微生物菌落，在生物膜的培养启动期激活剂选用的营养盐包括有机氮和无机氮，有机氮和无机氮质量比为10∶3；在稳定运行期，有机氮与无机氮的投加质量比为1∶10；在生物膜培养期投加营养盐的量根据污水中总TOC进行投加，投加量为TOC∶N∶P＝100∶10∶1；在生物膜培养期还要投加细菌生长因子酵母粉。

加入缓蚀阻垢剂的是缓蚀成分咪唑啉衍生物、阻垢成分是有机磷酸脂和羧酸类化合物及助剂的复配物，缓蚀阻垢剂的适用温度为55℃-65℃。

一种高含硫低渗透油藏采出污水处理装置，主要由来水管线、散气气浮池、曝气盘、收油装置、罗茨风机、两级好氧生物接触氧化池、沉降池、离心泵、细砂过滤罐、吸附过滤罐、保安过滤器、超滤系统、脱氧塔和玻璃钢罐组成，其特征在于来水管线、散气气浮池、一级二级好氧生物接触氧化池、沉降池、离心泵、细砂过滤罐、保安过滤器、超滤系统、脱氧塔和玻璃钢罐之间逐序串联连接；在散气气浮池顶部设有收油器，底上部设有曝气盘，在一级好养生物接触氧化池底上部设曝气盘，在二级好氧生物接触氧化池底部设有曝气软管，散气气浮池曝气盘、一级好氧生物接触氧化池曝气盘和二级生物接触氧化池曝气软管与设在散气气浮池、一级好氧接触氧化池之间的罗茨风机出口管并联连接。

散气气浮池出水液位比好氧生物接触氧化池高度高0.5米。

本发明的有益效果是：该工艺采用气浮与生物法除油脱硫于一体，联合超滤系统用于高含硫低渗透油藏回注水的处理工艺系国内首创，该处理工艺由于不需要大量化学药剂，避免了对环境的二次污染，处理出水水质达到油藏回注水A1级标准，保证了水驱的注水率，从而可以提高原油采收率。

四、附图说明

附图1-本发明的装置流程结构示意图

图中1-来水管线，2-散气气浮池，3-曝气盘，4-收油器，5-罗茨风机，6、7-两级好氧生物接触氧化池，8-投加杀菌剂装置，9-沉降池，10-离心泵，11-砂滤罐，12-加絮凝剂管，13-加助凝剂管，14-吸附过滤罐，15-保安过滤罐，16-超滤罐，17-脱氧塔，18-加缓蚀阻垢剂管，19-玻璃钢罐

五、具体实施方式

为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：

如图所示：污水处理主要工艺流程，利用低渗透油田高含硫采出污水1通过三型无规共聚聚丙烯非金属管道输送到散气气浮池2，气浮出水输入一级好氧生物接触氧化池6，一级好氧生物接触氧化池出水进入二级好氧生物接触氧化池7，生物处理后污水在沉降池9沉淀30分钟，向沉降池入口通过投加杀菌剂装置8投加杀菌剂，然后利用离心泵10泵入细砂过滤罐11，同时通过加絮凝剂管12和加助凝管13向管道中加入絮凝剂和助凝剂，砂滤出水进一步进入吸附过滤罐14后经保安过滤器15进入超滤系统16进行精细过滤，超滤出水进入脱氧塔17进行脱除氧气，脱氧塔出水达到碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法(SY/T 5329-94)推荐的A1级标准，在脱氧塔出水通过加阻垢缓蚀剂管18投加缓蚀阻垢剂储存于玻璃钢蓄水罐19中，等待回注。

低渗透油藏高含硫采出水，经过管线输入散气气浮池2，气浮池底部采用刚玉材质曝气盘3提供曝气，气浮停留时间为15分钟，初步除油脱硫，气浮池末端设收油器4，收集的漂浮油与含硫浮渣输入污油池，刚玉曝气盘供气源采用罗茨风机5供气。

散气气浮池2作为生物除油脱硫处理的预处理，气浮池出水液位高于好氧生物接触氧化池高度0.5米，保证好氧生物解除氧化池进水为自流。散气气浮池和两级生物接触氧化池的曝气均采用同一罗茨风机作为供气源，一级生物接触氧化池采用曝气盘曝气，二级生物接触氧化池采用软管曝气。生物处理采用好氧生物接触氧化处理工艺，一级好氧生物接触氧化池6主要用于进一步去除硫和除油，二级好氧生物接触氧化池7主要用于进一步去除污水中的原油。一级好氧生物解除氧化工艺中的有效微生物为原水中存在的土著细菌，采用主要包含有机氮和无机氮配制的营养盐作为激活剂进行激活，在生物膜培养启动期激活剂中有机氮和无机氮质量比为10∶3，好氧生物接触氧化工艺稳定运行期，有机氮与无机氮的投加比例为1∶10，投加营养盐的量根据污水中的总有机碳(TOC)进行投加，投加比例为TOC∶N∶P＝100∶10∶1，投加点为一级好氧生物接触氧化反应池的入口。

Claims (5)

1.一种高含硫低渗透油藏采出污水处理方法，此方法包括内容有

a、首先对采出的高含硫污水利用散气气浮方法处理15min；

b、将气浮处理后污水采用两级好氧生物接触氧化法继续处理，利用生物接触氧化除油和氧化除硫，一级好氧生物接触氧化溶解氧在5.0mg/L以上，二级好氧生物接触氧化溶解氧不低于3.0mg/L，使好氧生物接触氧化处理后的污水中含硫为0-0.05mg/L；

c、将好氧生物接触氧化处理后的污水利用沉降方法对污水中含有被氧化后的硫单质的悬浮物，进行沉降，时间为30min，同时进行杀菌处理，杀菌采用化学杀菌和紫外杀菌相结合的方法，化学杀菌剂中有效氯投加量为3.5mg/L；

d、将沉降处理的污水进行一般砂滤，在一般砂滤前加入聚合铝铁为主的复配絮凝剂，砂滤水再进行活性炭吸附过滤，而后再进行超滤处理，其中超滤的截留分子量为5万道尔顿；

e、将超滤后的处理水进行脱氧，脱氧后的处理水水质可以达到国家规定的回注水A1级标准，加入缓蚀阻垢剂可对注水区块进行回注。

2.根据权利要求1所述的一种高含硫低渗透油藏采出污水处理方法，其特征在于好氧生物接触氧化法中的有效微生物采用激活原水中存在的土著细菌的方式构建有效的微生物菌落，在生物膜的培养启动期激活剂选用的营养盐主要包括有机氮和无机氮，有机氮和无机氮质量比为10∶3；在稳定运行期，有机氮与无机氮的投加质量比为1∶10；在生物膜培养期投加营养盐的量根据污水中总TOC进行投加，投加量为TOC∶N∶P＝100∶10∶1；在生物膜培养期还要投加细菌生长因子酵母粉。

3.根据权利1所述的一种高含硫低渗透油藏采出污水处理方法，其特征在于加入缓蚀阻垢剂的是缓蚀成分咪唑啉衍生物、阻垢成分是有机磷酸脂和羧酸类化合物及助剂的复配物，缓蚀阻垢剂的适用温度为55℃-65℃。

4.一种高含硫低渗透油藏采出污水处理装置，主要由来水管线、散气气浮池、曝气盘、收油装置、罗茨风机、两级好氧生物接触氧化池、沉降池、离心泵、细砂过滤罐、吸附过滤罐、保安过滤器、超滤系统、脱氧塔和玻璃钢罐组成，其特征在于来水管线、散气气浮池、一级二级好氧生物接触氧化池、沉降池、离心泵、细砂过滤罐、保安过滤器、超滤系统、脱氧塔和玻璃钢罐之间逐序串联连接；在散气气浮池顶部设有收油器，底上部设有曝气盘，在一级好养生物接触氧化池底上部设曝气盘，在二级好氧生物接触氧化池底部设有曝气软管，散气气浮池曝气盘、一级好氧生物接触氧化池曝气盘和二级生物接触氧化池曝气软管与设在散气气浮池和一级好氧接触氧化池之间的罗茨风机出口管并联连接。

5.根据权利要求4所述的高含硫低渗透油藏采出污水处理装置，其特征在于散气气浮池出水液位比好氧生物接触氧化池高0.5米。