CN102040310A - 油田采出水回注到低渗透油田的污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油田采出水回注到低渗透油田的污水处理方法，包括下列步骤：a、除去污水中的浮油、分散油和部分乳化油；b、分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质；c、微生物降解污水中的石油，所述的微生物菌种来自大自然，通过人工筛选和驯化获得，步骤如下：取油田含油沙土土样，取1g倒入装有500mg/L石油和100mL蒸馏水的锥形瓶中，摇床培养和驯化，驯化1个月后，进行菌种纯化分离，分离出1株芽孢杆菌属菌株，以此为菌种降解污水中的石油；d、纳滤除去污水中的沙子、细菌、胶体物质、病毒；用本发明方法处理油田污水，出水水质完全能够满足回注到低(超低)渗透油田注水水质要求。
Description
技术领域
本发明涉及油田采出水回注到低(超低)渗透油田的污水处理技术，属于含油污水处理领域。
背景技术
随着我国油气勘探开发程度的不断提高，优质油气田的储量和产量逐年减少，低渗透等低品位油气田的储量和产量所占比例则逐年增大，已成为当前以及今后我国油气增储上产的主要资源。据统计，中国石油天然气集团公司探明储量中低渗透石油资源的比例1995年前为23％，1996年至2001年达56％，2001年以来已达到69％。截至2003年底，中国累计探明低渗透油和稠油等低品位石油地质储量约120×108t，占总探明石油地质储量的50.9％，其中低渗透储量为72.3×108t，重稠油储量为46.7×108t，主要分布于松辽、渤海湾、鄂尔多斯和准噶尔等盆地。特别是在鄂尔多斯盆地，已发现的油气田除侏罗系外，主力油层三叠系延长组以及主力气层石炭系和二叠系几乎均为低渗透、特低渗透乃至超低渗透(渗透率＜1.0×10-3μm2)储层，是我国最典型的低渗透含油气盆地。
根据李道品等对低渗透油田开发的研究，将低渗透油田分为3类：
①一般低渗透油田，油层平均渗透率为(50～10.1)×10-3μm2；
②特低渗透油田，油层平均渗透率为(10.0～1.1)×10-3μm2；
③超低渗透油田，油层平均渗透率为(1.0～0.1)×10-3μm2。
由于我国低渗透油藏储量比例逐年增加，是今后相当一个时期内增储上产的主要基础，而低渗透油藏开发技术的主要方式是注水，因此对低渗透油层回注水处理的研究显得尤为重要。但对于低渗透油田来说，目前国内各油田采油污水处理站还很难稳定地使处理后污水达到低渗透油层特别是超低渗透油层回注水的水质要求。
不合格污水的长期注入会导致低渗透油田注水压力升高，吸水能力下降，注水井井底憋压严重。
中国实用新型专利ZL200720025918.7(公开号CN 201099648Y)公开了一种低渗透油田回注用采油污水处理装置，包括污水泵、气浮池及释放器和刮渣机、溶气罐、空气压缩机及曝气管、生物接触氧化池及填料和溢流堰、生物除氧反应器、超滤水泵、超滤装置、多级加压离心泵、纳滤装置和拖车，所述拖车上顺次安装有污水泵、气浮池、溶气罐、生物接触氧化池、空气压缩机、生物除氧反应器、超滤水泵、超滤装置、多级加压离心泵、纳滤装置，所述气浮池与污水泵、溶气罐和生物接触氧化池由管道相连接，所述生物接触氧化池内安设有填料和曝气管，所述生物除氧反应器分别与生物接触氧化池和超滤水泵相连接，所述超滤装置分别与超滤水泵和多级加压离心泵相连，所述纳滤装置，一边与多级加压离心泵相连，另一边为净化水出口。使用该装置进行污水处理，工艺流程复杂，处理程序过长，因而运行费用较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种工艺流程短、运行费用低的油田采出水的处理方法，使处理后的出水达到回注到低(超低)渗透油田的目的。
本发明的技术方案是：一种油田采出水回注到低渗透油田的污水处理方法，其特征在于包括下列步骤：
a、除去污水中的浮油、分散油和部分乳化油；
b、分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质；
c、微生物降解污水中的石油，所述的微生物菌种来自大自然，通过人工筛选和驯化获得，步骤如下：
取油田含油沙土土样，取1g倒入装有500mg/L石油和100mL蒸馏水的锥形瓶中，摇床培养和驯化，驯化1个月后，进行菌种纯化分离，分离出1株芽孢杆菌属菌株(芽孢杆菌Bacillus sp.)，该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号：CGMCC No.3344，保藏日2009年10月19日，以此为菌种降解污水中的石油；
d、纳滤除去污水中的沙子、细菌、胶体物质、病毒。
所述步骤a在聚结器中进行，所述聚结器内装有规整(孔板波纹)填料，该填料由若干压成波纹的波纹片垂直排列而成，所述波纹片上开有小孔，填料在聚结器中填装时，波纹片表面波纹形成的通道相对轴向呈45°角，且相邻两波纹片流道呈90°角。
所述步骤b在溶气气浮系统中进行，所述溶气气浮系统包括：气浮池和一个多相流泵，具体的操作方法如下：
将0.4～0.6Mpa的溶气释放到气浮池中，溶气瞬间减压到常压，随着压力的降低，溶解在气浮池液体中的气体被抽出析出形成微气泡并向上浮起，在浮起的过程中不断地吸附污水中的悬浮颗粒，并将悬浮颗粒带到水面，然后被撇走。
所述步骤c中获得的菌种投加到厌氧池和好氧池中，所述厌氧池和好氧池中装有半软性填料。
所述步骤d采用的纳滤膜的膜孔径为5～7nm，除了盐类能通过外，其余杂质沙子、细菌、胶体物质、病毒都被滤掉。
本发明的有益效果是：工艺流程短、运行费用低，用本发明方法处理油田污水，出水水质完全能够满足回注到低(超低)渗透油田注水水质要求。
具体实施方式
本发明油田采出水回注到低(超低)渗透油田的污水处理方法，包括下列步骤：
a、除去污水中的浮油、分散油和部分乳化油
含油污水首先进入聚结器进行处理，聚结器内装规整(孔板波纹)填料，填料的材质可以是聚氯乙烯、不锈钢或者陶瓷，所述填料由若干压成波纹的波纹片垂直排列而成，所述波纹片上开有小孔，填料在聚结器中填装时，波纹片表面波纹形成的通道相对轴向呈45°角，且相邻两波纹片流道呈90°角；含油污水通过规整填料的润湿聚结和碰撞聚结作用，使污水中的油珠发生粗粒化，浮到水面，从而除去水中的浮油、分散油和部分乳化油；
b、分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质
在气浮池中进行溶气气浮，用于分离污水中悬浮物以及固体颗粒杂质；具体操作如下：将0.4～0.6MPa的溶气释放到气浮池中，瞬间减压到常压，进水池后，随着压力的降低，溶解在污水中气体被抽出析出形成微气泡并向上浮起，在浮起过程中不断的吸附污水中的悬浮颗粒，并将它们带到水面，然后被撇走；
c、微生物降解污水中的石油，所述的微生物菌种来自大自然，通过人工筛选和驯化获得，步骤如下：
取油田含油沙土土样，取1g倒入装有500mg/L石油和100mL蒸馏水的锥形瓶中，摇床培养和驯化，驯化1个月后，用平板划线法进行菌种纯化分离，分离出13株不同的菌株，对每一株菌株分别进行降解石油评价，发现其中1株菌株具有高效降解石油的功能，对该菌株进行生理生化鉴定，经鉴定其为：芽孢杆菌属(Bacillus)菌株，以此为菌种分别投加到厌氧池和好氧池中，对厌氧池和好氧池中的污水进行石油降解，在菌种的生化作用下，污水中的油含量可降到1mg/L以下，所述厌氧池和好氧池中装有半软性填料；通过生理生化鉴定，所述菌种为兼性厌氧菌，在厌氧条件下对石油烃等有机物的长链大分子起到断链的作用，在好氧条件下，对碳源和氮源起到氧化分解成CO2和H2O作用；
各油田含油沙土土样组成可能会略有不同，但通过上述方法进行菌种纯化、分离，一般都可以得到降解污水中石油的菌种。
d、纳滤除去污水中的沙子、细菌、胶体物质、病毒；采用膜孔径为5～ 7nm的纳滤膜，因为各种杂质的粒径大小如下：
沙子：颗粒直径约在90～1200μm
细菌：直径约在0.2～20μm
胶体物质：直径约在0.008～1.0μm
病毒：直径约在0.008～0.09μm
盐类：直径小于或等于0.001μm
采用膜孔径5～7nm的纳滤膜，除了盐类能通过外，其余的杂质，如：沙子、细菌、胶体物质、病毒都被滤掉，经过纳滤膜过滤后，悬浮物含量＜0.5mg/L；油含量＜1mg/L；悬浮物粒径中值＜0.5μm，能够满足超低渗透油田回注水要求；选用膜孔径为5～7nm的纳滤膜的目的是：使采出水中的盐类能完全通过，即保留采出水中的原有矿化度，因为很多油藏其储层为水敏性，水敏性粘土遇低矿化度回注水时产生膨胀或分散运移，伤害地层而导致渗透率大幅度下降，因此在处理采出水时要尽量保留原有的矿化度。
使用本发明方法处理某个油田污水站的含油废水，实验规模为1m3/h。
其中：分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质是将0.5MPa的溶气释放到浮选池中；纳滤采用膜孔径5nm的纳滤膜。连续运转1个月，监测到的原水水质和出水水质对比如下表：
| 序号 | 化验项目 | 原水水质 | 出水水质 | 超低渗透油田回 注水标准 |
| 1 | 石油类mg/L | 80～200 | ＜1 | ≤1 |
| 2 | 悬浮物含量mg/L | 100～150 | ＜0.5 | ≤0.5 |
| 3 | 悬浮物粒径中值μm | 80～120 | ＜0.5 | ≤0.5 |
| 4 | 总矿化度mg/L | 40074～60780 | 不变 | 对于水敏粘土要 求保留矿化度 |
| 5 | SRB菌含量个/mL | 8000 | 0 | 0 |
| 6 | 铁细菌个/mL | 300 | 0 | n×102 |
| 7 | 腐生菌个/mL | 500 | 0 | n×102 |
表1
由表1可以看出，油田污水采用本发明方法处理后，污水中的石油类降到1mg/L以下，悬浮物含量降到0.5mg/L以下，悬浮物粒径中值降到0.5μm以下，SRB菌、铁细菌、腐生菌检测结果都为0个/mL，矿化度基本没变，对于油藏储层来说，非水敏性粘土，对矿化度是不做要求的，对于水敏粘土要求保留矿化度。结论：用本发明方法处理油田污水，出水水质完全能够满足回注到低(超低)渗透油田注水水质要求。
Claims (6)
1.一种油田采出水回注到低渗透油田的污水处理方法，其特征是：由下列步骤构成：
a、除去污水中的浮油、分散油和部分乳化油；
b、分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质；
c、微生物降解污水中的石油，所述的微生物菌种来自大自然，通过人工筛选和驯化获得，步骤如下：
取油田含油沙土土样，取1g倒入装有500mg/L石油和100mL蒸馏水的锥形瓶中，摇床培养和驯化，驯化1个月后，进行菌种纯化分离，分离出1株芽孢杆菌属菌株(芽孢杆菌Bacillus sp.)，该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号：CGMCC No.3344，以此为菌种降解污水中的石油；
d、纳滤除去污水中的沙子、细菌、胶体物质、病毒。
2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征是：所述步骤a在聚结器中进行，所述聚结器内装有规整孔板波纹填料，该填料由若干压成波纹的波纹片垂直排列而成，所述波纹片上开有小孔，填料在聚结器中填装时，波纹片表面波纹形成的通道相对轴向呈45°角，且相邻两波纹片流道呈90°角。
3.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征是：所述步骤b在溶气气浮系统中进行，所述溶气气浮系统包括：气浮池和一个多相流泵，具体的操作方法如下：
将0.4～0.6Mpa的溶气释放到气浮池中，溶气瞬间减压到常压，随着压力的降低，溶解在气浮池液体中的气体被抽出析出形成微气泡并向上浮 起，在浮起的过程中不断地吸附污水中的悬浮颗粒，并将悬浮颗粒带到水面，然后被撇走。
4.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征是：所述步骤c中获得的菌种投加到厌氧池和好氧池中，所述厌氧池和好氧池中装有半软性填料。
5.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征是：所述步骤d采用的纳滤膜的膜孔径为5～7nm，除了盐类能通过外，其余沙子、细菌、胶体物质、病毒都被滤掉。
6.一种微生物，其特征在于其属于芽孢杆菌属(Bacillus)菌株，该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号：CGMCCNo.3344。
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2009
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