CN102408172A

CN102408172A - 一种油田采出水回用配制聚合物溶液的预处理方法

Info

Publication number: CN102408172A
Application number: CN2010102917981A
Authority: CN
Inventors: 曹宗仑; 平春霞; 邢琳; 邢毅; 张英雄; 马友富
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2010-09-26
Filing date: 2010-09-26
Publication date: 2012-04-11

Abstract

本发明为一种油田采出水回用配制聚合物溶液的预处理方法，本发明采用生物接触氧化工艺对油田采出水进行预处理，在去除油田采出水中石油类、COD_Cr、悬浮物的同时，可有效去除油田采出水中严重影响聚合物溶液粘度Fe²⁺、S^2-等还原性杂质，并杀灭硫酸盐还原菌。处理出水较好地满足了配制聚合物溶液用水的水质要求。为油田采出水回用配制聚合物溶液提供了有效的预处理技术，可为油田节省大量的清水资源，同时还减轻了油田采出水外排带来的环保压力，具有明显的经济效益和环境效益。本发明所采用的工艺流程简单，操作方便，便于推广应用。

Description

一种油田采出水回用配制聚合物溶液的预处理方法

技术领域

本发明涉及一种油田采出水回用配制聚合物溶液的预处理方法，尤其是一种适用于含二价硫化物等还原性杂质及硫酸盐还原菌的油田采出水回用配制聚合物溶液的预处理方法，属于工业废水处理技术领域。

背景技术

为了有效提高采油率，我国各油田相继开展了聚合物驱油技术，聚合物驱油技术发展初期，各油田采用清水配制聚合物溶液，需要消耗大量水资源；而同时油田生产过程中又会产生大量的油田采出水，若能利用油田采出水配制聚合物溶液，即可节省清水资源又可以减少油田采出水外排污染环境的压力。聚合物驱油技术中，聚合物溶液粘度是决定采油效率的主要因素，但油田采出水成分复杂，通常都含有多种严重影响聚合物溶液粘度的成份。这些影响因素主要包括矿化度、溶解氧、还原性杂质、微生物等，其中二价硫、二价铁等还原性杂质的存在可以加剧部分水解聚丙烯酰胺氧化降解的自由基反应，从而使聚合物溶液粘度急剧下降，其影响尤其严重。硫酸盐还原菌对聚合物溶液粘度的影响有两方面，一是硫酸盐还原菌能在含有HPAM的废水中生长繁殖，可以利用HPAM作为营养源，从而对HPAM形成降解；另一方面硫酸盐还原菌生长繁殖会加剧金属管线的腐蚀，增加污水中的Fe²⁺含量，其代谢过程也会生成S^2-，进而加剧HPAM的降解。因此油田采出水回用配制或稀释聚合物溶液的关键在于采取措施消除油田采出水中各种影响聚合物溶液粘度的主要因素。

目前各油田在采用油田采出水配制或稀释聚合物溶液时，通常首先采用曝氧的方式处理油田采出水。曝氧处理可以将Fe²⁺、S^2-氧化，同时曝氧处理还可以部分杀灭硫酸盐还原菌，采用处理后污水配制或稀释的聚合物溶液粘度有明显的提高。但曝氧处理也存在诸多不足，曝氧处理只能氧化Fe²⁺、S^2-，改变其价态，无法彻底去除，对水中悬浮杂质、石油类、COD_Cr等几乎没有去除效果，通常需要与过滤技术或其它技术配合使用；曝氧处理还会增加设备与管线腐蚀。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于油田采出水回用配制或稀释聚合物溶液的预处理方法，尤其是Fe²⁺、S^2-等还原性杂质含量较高的油田采出水的预处理方法，实现油田采出水回用于聚合物溶液配制或稀释的目的，有效节约水资源并减轻油田采出水外排的压力。

本发明的技术方案是：

油田采出水经过隔油、沉降等初步处理后，水中悬浮物、石油类含量往往还达不到回注水的要求，不适合用于配制聚合物溶液，尤其是污水中往往还含有Fe²⁺、S^2-等还原性杂质及硫酸盐还原菌等严重影响聚合物溶液粘度的成分。本发明采用生物接触氧化工艺对油田采出水进行预处理，经过驯化的活性污泥可以有效地氧化去除污水中溶解性有机物和部分悬浮有机杂质；好氧环境中化学氧化和生物氧化共同起作用，Fe²⁺、S^2-等还原性杂质可以得到有效去除，硫酸盐还原菌在好氧环境中难以生存，油田采出水经接触氧化法处理后硫酸盐还原菌也可以得到有效杀灭。经本发明所述工艺处理的油田采出水，其各种严重影响聚合物溶液粘度的有害成份得到了有效去除，悬浮物、石油类等也可得到有效去除，出水较好的满足了配制聚合物溶液的水质要求。

工艺运行前，首先从该油田的采出水生化外排处理系统好氧段取活性污泥，投入装有填料的接触氧化反应池，并用油田采出水与生活污水的混合液进行驯化培养。培养驯化过程中逐渐减少混合液中生活污水配比直至全部采用油田采出水，整个培养驯化过程耗时20-30天。之后进行油田采出水接触氧化处理。

本发明所述生物接触氧化工艺是一种高效微生物处理工艺，具有净化效率高、对进水有机负荷的变动适应性较强、不必进行污泥回流、没有污泥膨胀问题、运行管理方便等优点，工艺主体为接触氧化池。所述接触氧化池底部为进水区，约占池体总容积的15％～20％左右，进水区上部为填料区，约占池体总容积的70％左右，装有供微生物附着生长的填料，填料可以为半软性填料、悬浮填料、陶粒填料等各种填料，本发明优选填料为悬浮填料，宜选择粒径较小的填料，优选比重为0.93～0.96g/cm³。选用悬浮填料时，填料区底部设有多孔填料承托板，承托板上方设有曝气管线，填料区上部设有填料滤板，防止填料流失。填料区上部为出水区，占池体总容积的10％～15％。所述接触氧化池内设有反冲洗空气管线与反冲洗水管线，在系统处理能力下降时，采用系统出水与反洗空气配合对系统进行反冲洗。工艺正常运行时，池内污泥浓度可达10g/L～20a/L，溶解氧浓度控制在2.5mg/L～3.5mg/L之间，污水停留时间一般为4h～8h，工艺对油田采出水中石油类、COD_Cr、悬浮物、Fe²⁺、S^2-等还原性杂质都有明显的去除效果，对硫酸盐还原菌也有明显的杀灭效果。

本发明的有益效果是：采用生物接触氧化工艺对配制聚合物溶液用油田采出水进行预处理，可同时去除油田采出水中石油类、COD_Cr、悬浮物、Fe²⁺、S^2-等还原性杂质、并杀灭硫酸盐还原菌，一种工艺去除了多种严重影响油田采出水配制聚合物溶液粘度的有害因素，工艺简单，操作方便，为油田采出水回用配制聚合物溶液提供了一种有效的预处理工艺。

附图说明

图1是本发明所采用的接触氧化流程示意图。

其中：1、出水区；2、填料滤板；3、填料区；4、曝气管线；5、反冲洗空气管线；6、填料承托板；7、进水管线；8、反冲洗排水管线；9、回注管线；10、水管线阀门一；11、水管线阀门二；12、水管线阀门三；13、回流水泵，14、气管线阀门一；15、气管线阀门二；16、填料。

具体实施方式：

实施例1

某油田采出水经过简单的沉降、隔油处理后水质特征指标如下，石油类：30mg/L～50mg/L，COD_Cr：300mg/L～580mg/L，Fe²⁺：3mg/L～5mg/L，S^2-：13mg/L～24mg/L，硫酸盐还原菌：2×10²～1.5×10³个/mL，矿化度5000mg/L左右。

采用本发明所述工艺进行处理，接触氧化池内装填有总容积70％左右的悬浮填料，填料密度为0.94g/cm³，粒径为40mm～50mm。工艺运行前，首先从该油田的采出水生化外排处理系统好氧段取活性污泥，投入装有填料的接触氧化反应池，并用油田采出水与生活污水的混合液进行驯化培养。培养驯化初期所用混合液为1份油田采出水与2份生活污水的混合液，培养驯化过程中逐渐减少混合液中生活污水配比直至全部采用油田采出水，整个培养驯化过程耗时20天，之后进行油田采出水接触氧化处理实验。实验期间悬浮填料表面挂膜良好，池内污泥浓度13g/L以上，溶解氧浓度控制在2.6mg/L～3.2mg/L之间，进水停留时间为8h时。系统出水水质特征指标为：石油类：8mg/L～10mg/L，COD_Cr：115mg/L～150mg/L，Fe²⁺：0.10mg/L～0.21mg/L，S^2-：0.2mg/L～0.6mg/L，硫酸盐还原菌：0～30个/mL，矿化度5000mg/L左右。

取水解度26％左右，分子量1600万左右的阴离子型聚丙烯酰胺，用系统出水与系统进水分别配制聚合物溶液，进行粘度对比。实验中在30℃下分别用系统进水与出水配制浓度为1500mg/L的聚丙烯酰胺溶液，待溶液溶解完全后，静置陈化48小时，然后用Brookfiled-II⁺型粘度计定期测量溶液粘度。粘度测试条件为：温度30℃，转子选用零号转子，转子转速为6转/分钟。实验结果如表1所示。

表1 30℃下油田采出水接触氧化处理前后配制聚合物溶液粘度的对比(粘度单位为mPa·s)

实施例2

某油田采出水经过简单的沉降、隔油处理后水质特征指标如下，石油类：35mg/L～80mg/L，COD_Cr：280mg/L～600mg/L，Fe²⁺：5mg/L～10mg/L，S^2-：8mg/L～16mg/L，硫酸盐还原菌：3×10³～1.2×10⁴个/mL，矿化度7000mg/L左右。

采用本发明所述工艺进行处理，接触氧化池内装填有总容积70％左右的陶粒填料，填料密度为2.4g/cm³左右，粒径为8mm～10mm。工艺运行前，首先从该油田的采出水生化外排处理系统好氧段取活性污泥，投入装有填料的接触氧化反应池，并用油田采出水与生活污水的混合液进行驯化培养。培养驯化初期所用混合液为1份油田采出水与2份生活污水的混合液，培养驯化过程中逐渐减少混合液中生活污水配比直至全部采用油田采出水，整个培养驯化过程耗时30天，之后进行油田采出水接触氧化处理实验。实验期间陶粒填料表面挂膜良好，填料区污泥达到16g/L以上，溶解氧浓度控制在2.6mg/L～3.2mg/L之间，进水停留时间为6h时。系统出水水质特征指标为：石油类：5mg/L～8mg/L，COD_Cr：105mg/L～145mg/L，Fe²⁺：0.08mg/L～0.16mg/L，S^2-：0.1mg/L～0.45mg/L，硫酸盐还原菌不高于45个/mL，矿化度7000mg/L左右。

表230℃下油田采出水接触氧化处理前后配制聚合物溶液粘度的对比(粘度单位为mPa·s)

Claims

1.一种用于油田采出水回用配制或稀释聚合物溶液的预处理方法，油田采出水经过隔油、沉降等初步处理后，在接触氧化池中进行生物接触氧化4～8小时，

所述接触氧化池底部为进水区，约占池体总容积的15％～20％左右，进水区上部为填料区，约占池体总容积的70％左右，装有供微生物附着生长的填料，填料区上部为出水区，占池体总容积的10％～15％，所述接触氧化池内设有反冲洗空气管线与反冲洗水管线，

工艺运行前，首先从该油田的采出水生化外排处理系统好氧段取活性污泥，投入装有填料的接触氧化反应池，并用油田采出水与生活污水的混合液进行驯化培养，培养驯化过程中逐渐减少混合液中生活污水配比直至全部采用油田采出水，之后进行油田采出水接触氧化处理。

2.根据权利要求1所述的预处理方法，所述接触氧化池中填料为半软性填料、悬浮填料、陶粒填料等各种填料。

3.根据权利要求2所述的预处理方法，所述接触氧化池中填料为悬浮填料。

4.根据权利要求3所述的预处理方法，所述接触氧化池中填料比重为0.93～0.96g/cm³。

5.根据权利要求3所述的预处理方法，所述填料区底部设有多孔填料承托板，承托板上方设有曝气管线，填料区上部设有填料滤板。

6.根据权利要求1所述的预处理方法，在系统处理能力下降时，采用系统出水与反洗空气配合对系统进行反冲洗。

7.根据权利要求1所述的预处理方法，接触氧化池内污泥浓度10g/L～20g/L，溶解氧浓度控制在2.5mg/L～3.5mg/L之间。