CN102583856B - 气田污水不降压密闭回注处理方法 - Google Patents

气田污水不降压密闭回注处理方法 Download PDF

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Abstract

一种气田污水不降压密闭回注处理方法,利用二级闪蒸出水的高压力在二级闪蒸塔出水口处的混合器产生的负压将三级闪蒸塔出水口的单向阀打开,直接将三级闪蒸出水吸入混合器中,不需进行降压处理和回注增压过程,避免了水处理过程用泵提升造成的能耗及为泵给水设立的缓冲罐,而且单向阀可阻止二级闪蒸出水向三级闪蒸塔倒灌;混合器出水与处理药剂在反应器中混合反应后,进入水力旋流器,固体残渣从水力旋流器底部直接排出,水力旋流器出水通过一级过滤器、二级过滤器过滤后,直接进入地层回注,操作简单,达到了污水处理与回注、节能、控制溶解氧的目的,可使出水的含油量、悬浮物含量达到10mg/L以下,每天的处理量达到150~1500方。

Description

气田污水不降压密闭回注处理方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,具体涉及天然气开采中以乙二醇作为水合物抑制剂时产生的采气污水的不降压密闭回注处理方法。 
背景技术
新疆某气田在天然气开采中,为防止水合物生成,采用乙二醇作为水合物抑制剂。乙二醇通常采用闪蒸方式从水中分离,其中二级闪蒸出水压力为2.0MPa以上,三级闪蒸出水压力为0.5MPa以下,因此,在混合池二级闪蒸出水需要经过减压后与三级闪蒸水混合,并经过过滤后回注地层。回注地层井的入井压力为1.5MPa以上,出水的悬浮物含量、含油量要求达到20mg/L以下。为了提高气田污水的回注处理效果,该气田建设了相应的处理流程,具体流程为:来水(二级闪蒸出水与三级闪蒸出水)减压至常压,在混合池中混合,而后通过以下流程进行处理:二级闪蒸水与三级闪蒸水→减压至常压混合→污水处理药剂(通过管道混合器与污水混合)→气浮池→注水泵加压→回注地层。该装置存在的不足为:(1)虽然有相应的处理装置,但是因二级闪蒸出水的压力为2.0MPa以上,还没有能够直接不降闪蒸塔出水压力而进行处理的工艺,即如果按照现有流程运行,就必须将二级闪蒸塔出水的压力降低至常压,而后在处理装置中又需要利用泵进行提升,系统能量利用程度不高;(2)系统中没有药剂与水混合的场所,因此会对气浮处理效果产生不良影响;(3)气浮处理对于高含盐水来讲,会大幅度增加其溶解氧含量,增大污水的腐蚀性,导致回注泵、管线、管柱等因腐蚀而降低其使用寿命;(4)没有污泥处理配套设施,因此一旦上述设备投用,则产生的大量高含水浮渣会产生二次污染。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述污水处理的缺点,提供一种能有效控制溶解氧含量及污水腐蚀速率、成本低、操作简单、处理效果好的气田污水不降压密闭回注处理方法。 
解决上述技术问题所采用的技术方案是:将二级闪蒸塔1的二级闪蒸出水通过管线注入混合器3中,二级闪蒸出水的压力为1.5~3.0MPa,二级闪蒸出水在混合气3产生的负压直接将三级闪蒸塔2出水口的单向阀a打开,将三级闪蒸塔2的三级闪蒸出水吸入混合器3中,三级闪蒸出水的压力为0.1~1.0MPa,混合器3中二级闪蒸出水与三级闪蒸出水的体积比为2∶1,充分混匀后的气田污水从反应器5的底部进入反应器5中,加药装置4中的水处理药剂通过管道加入反应器5与进入反应器5的气田污水反应0.5~3分钟,反应后的出水从反应器5上部的出水口通过管线进入水力旋流器6中,在水力旋流器6中固液分离,固体残渣从水力旋流器6底部排出,出水通过管线进入一级过滤器7中,经一级过滤器7过滤后进入二级过滤器8中,二级过滤器8的出水口通过管线与注水井井口9相接,经二级过滤器8过滤后的出水直接进入地层回注,一级过滤器7和二级过滤器8的反冲洗水用泵提升至三级闪蒸塔2的出水口处,与三级闪蒸出水混合后进入混合器3,重复处理后回注地层。
上述的水处理药剂为聚合氯化铝或聚合硫酸铁与分子量为800万~1200万的聚丙烯酰胺或分子量为300万~1200万阳离子度为20%~30%的阳离子聚丙烯酰胺的混合物,其中1L气田污水中聚合氯化铝或聚合硫酸铁的加入量为30~120mg、分子量为800万~1200万的聚丙烯酰胺或分子量为300万~1200万阳离子度为20%~30%的阳离子聚丙烯酰胺的加入量为1.0~5.0mg,所述的聚合氯化铝、聚合硫酸铁、分子量为800万~1200万的聚丙烯酰胺、分子量为300万~1200万阳离子度为20%~30%的阳离子聚丙烯酰胺均由巩义市蓝天净化材料有限公司提供。 
上述的一级过滤器7为石英砂或核桃壳过滤器,滤料粒径为0.3~0.5mm;二级过滤器8为改性纤维球过滤器。 
本发明优选1L气田污水中聚合氯化铝或聚合硫酸铁的加入量为60~80mg、分子量为800万~1200万的聚丙烯酰胺或分子量为300万~1200万阳离子度为20%~30%的阳离子聚丙烯酰胺的加入量为2.0~4.0mg;分子量为300万~1200万的阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度最佳为23%。 
本发明利用二级闪蒸出水的高压力在二级闪蒸塔出水口处的混合器产生的负压将三级闪蒸塔出水口的单向阀打开,直接将三级闪蒸出水吸入混合器中,不再增加提升泵,避免了水处理过程用泵提升造成的能耗以及为泵给水设立的缓冲罐,而且该单向阀会阻止二级闪蒸出水向三级闪蒸塔倒灌;混合器出水与处理药剂在反应器中混合、反应后,进入水力旋流器,固体残渣从水力旋流器底部直接排出,出水通过一级过滤器、二级过滤器过滤后,直接进入地层回注,操作简单,而且可使出水的含油量、悬浮物含量达到10mg/L以下,处理量可达到150~1500方/天。 
附图说明
图1是本发明气田污水不降压密闭回注处理方法的流程图。 
在图1中,1是二级闪蒸塔,2三级闪蒸塔,3是混合器,4是加药装置,5是反应器,6是水力旋流器,7是一级过滤器,8是二级过滤器,9是注水井井口,a是单向阀。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明,但本发明不限于这些实施例。 
实施例1 
如图1,将二级闪蒸塔1的二级闪蒸出水通过管线注入混合器3中,二级闪蒸出水的压力为2.0MPa,二级闪蒸出水在混合器3产生的负压直接将三级闪蒸塔2出水口的单向阀a打开,将三级闪蒸出水吸入混合器3中,三级闪蒸出水的压力为0.5MPa,混合器3中二级闪蒸出水与三级闪蒸出水的体积比为2∶1,充分混匀后的气田污水从反应器5的底部进入反应器5中,加药装置4中的水处理药剂通过管道加入反应器5与进入反应器5的气田污水反应3分钟,本实施例的水处理药剂为聚合氯化铝与分子量为1200万阳离子度为23%的阳离子聚丙烯酰胺的混合物,其中聚合氯化铝通过管道从反应器5的下部进入反应器5中,阳离子聚丙烯酰胺通过管道从反应器5的中部进入反应器5中。本实施例1L气田污水中聚合氯化铝的加入量为60mg、分子量为1200万阳离子度为23%的阳离子聚丙烯酰胺的加入量为2.0mg,使用时将聚合氯化铝配制成质量分数为5%的水溶液,阳离子聚丙烯酰胺配成质量分数为0.5%的水溶液,以便于水处理药剂与气田污水充分混合反应。本实施例的聚合氯化铝、分子量为1200万阳离子度为23%的阳离子聚丙烯酰胺均由巩义市蓝天净化材料有限公司提供。反应后的出水从反应器5上部的出水口通过管线进入水力旋流器6中,在水力旋流器6中固液分离,固体残渣从水力旋流器6底部排出,出水通过管线进入一级过滤器7中,经一级过滤器7过滤后进入二级过滤器8中,二级过滤器8的出水口通过管线与注水井井口9相接,经二级过滤器8过滤后的出水直接 进入地层回注,一级过滤器7和二级过滤器8的反冲洗水用泵提升至三级闪蒸塔2的出水口处,与三级闪蒸出水混合后进入混合器3,重复处理后回注地层。本实施例的一级过滤器7为石英砂过滤器,滤料粒径为0.5mm,滤料高度为0.5m,一级过滤器7也可选用核桃壳过滤器,二级过滤器8为改性纤维球过滤器。 
实施例2 
本实施例的水处理药剂为聚合氯化铝与分子量为1200万阳离子度为23%的阳离子聚丙烯酰胺的混合物,其中1L气田污水中聚合氯化铝的加入量为40mg、分子量为1200万阳离子度为23%的阳离子聚丙烯酰胺的加入量为2.0mg,使用时将聚合氯化铝配制成质量分数为5%的水溶液,阳离子聚丙烯酰胺配成质量分数为0.5%的水溶液,其他步骤与实施例1相同。 
实施例3 
本实施例的水处理药剂为聚合氯化铝与分子量为800万阳离子度为23%的阳离子聚丙烯酰胺的混合物,其中11气田污水中聚合氯化铝的加入量为60mg、分子量为800万阳离子度为23%的阳离子聚丙烯酰胺的加入量为5.0mg,使用时将聚合氯化铝配制成质量分数为5%的水溶液,阳离子聚丙烯酰胺配成质量分数为0.5%的水溶液,其他步骤与实施例1相同。 
实施例4 
本实施例的水处理药剂为聚合氯化铝与分子量为800万阳离子度为23%的阳离子聚丙烯酰胺的混合物,其中1L气田污水中聚合氯化铝的加入量为80mg、分子量为800万阳离子度为23%的阳离子聚丙烯酰胺的加入量为4.0mg,使用时将聚合氯化铝配制成质量分数为5%的水溶液,阳离子聚丙烯酰胺配成质量分数为0.5%的水溶液,其他步骤与实施例1相同。 
取实施例1~4注水井井口9处的水样各2000mL,采用SY/T5329-1994《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》分别测试水样中悬浮物含量以及含油量,测试结果见表1。 
表1水处理测试结果 
    实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  悬浮物含量(mg/L)   3.0   5.0   4.0   3.0
  含油量(mg/L)   5.0   10.0   8.0   5.0
[0023] 由表1可见,处理后水中的悬浮物含量、含油量分别可控制在5.0、10.0mg/L以下,完全可以满足处理后水回注的水质指标要求。 
实施例5 
本实施例的水处理药剂为聚合氯化铝与分子量为300万阳离子度为20%的阳离子聚丙烯酰胺的混合物,其中11气田污水中聚合氯化铝的加入量为30mg、分子量为300万阳离子度为20%的阳离子聚丙烯酰胺的加入量为1.0mg,使用时将聚合氯化铝配制成质量分数为5%的水溶液,阳离子聚丙烯酰胺配成质量分数为0.5%的水溶液,其他步骤与实施例1相同。 
实施例6 
本实施例的水处理药剂为聚合氯化铝与分子量为1200万阳离子度为30%的阳离子聚丙烯酰胺的混合物,其中1L气田污水中聚合氯化铝的加入量为120mg、分子量为1200万阳离子度为30%的阳离子聚丙烯酰胺的加入量为5.0mg,使用时将聚合氯化铝配制成质量分数为10%的水溶液,阳离子聚丙烯酰胺配成质量分数为1%的水溶液,其他步骤与实施例1相同。 
实施例7 
在实施例1~6中,所用的水处理药剂中的聚合氯化铝用等质量的聚合硫酸铁替换,阳离子聚丙烯酰胺用等质量的分子量为800万~1200万的聚丙烯酰胺替换,其他步骤与相应实施例相同。 
实施例8 
在实施例1~7中,将二级闪蒸塔1的二级闪蒸出水通过管线注入混合器3中,二级闪蒸出水的压力为1.5MPa,二级闪蒸出水在混合器3产生的负压直接将三级闪蒸塔2出水口的单向阀a打开,将三级闪蒸出水吸入混合器3中,三级闪蒸出水的压力为0.1MPa,混合器3中二级闪蒸出水与三级闪蒸出水的体积比为2∶1,充分混匀后的气田污水从反应器5的底部进入反应器5中,加药装置4中的水处理药剂通过管道加入反应器5与进入反应器5的气田污水反应2分钟,其他步骤与相应实施例相同。 
实施例9 
在实施例1~7中,将二级闪蒸塔1的二级闪蒸出水通过管线注入混合器3中,二级闪蒸出水的压力为3.0MPa,二级闪蒸出水在混合器3产生的负压直接将三级闪 蒸塔2出水口的单向阀a打开,将三级闪蒸出水吸入混合器3中,三级闪蒸出水的压力为1.0MPa,混合器3中二级闪蒸出水与三级闪蒸出水的体积比为2∶1,充分混匀后的气田污水从反应器5的底部进入反应器5中,加药装置4中的水处理药剂通过管道加入反应器5与进入反应器5的气田污水反应0.5分钟,其他步骤与相应实施例相同。 

Claims (5)

1.一种气田污水不降压密闭回注处理方法,其特征在于:将二级闪蒸塔(1)的二级闪蒸出水通过管线注入混合器(3)中,二级闪蒸出水的压力为1.5~3.0MPa,二级闪蒸出水在混合器(3)产生的负压直接将三级闪蒸塔(2)出水口的单向阀(a)打开,将三级闪蒸塔(2)的三级闪蒸出水吸入混合器(3)中,三级闪蒸出水的压力为0.1~1.0MPa,混合器(3)中二级闪蒸出水与三级闪蒸出水的体积比为2∶1,充分混匀后的气田污水从反应器(5)的底部进入反应器(5)中,加药装置(4)中的水处理药剂通过管道加入反应器(5)与进入反应器(5)的气田污水反应0.5~3分钟,反应后的出水从反应器(5)上部的出水口通过管线进入水力旋流器(6)中,在水力旋流器(6)中固液分离,固体残渣从水力旋流器(6)底部排出,出水通过管线进入一级过滤器(7)中,经一级过滤器(7)过滤后进入二级过滤器(8)中,二级过滤器(8)的出水口通过管线与注水井井口(9)相接,经二级过滤器(8)过滤后的出水直接进入地层回注,一级过滤器(7)和二级过滤器(8)的反冲洗水用泵提升至三级闪蒸塔(2)的出水口处,与三级闪蒸出水混合后进入混合器(3),重复处理后回注地层;
上述的水处理药剂为聚合氯化铝或聚合硫酸铁与分子量为800万~1200万的聚丙烯酰胺或分子量为300万~1200万阳离子度为20%~30%的阳离子聚丙烯酰胺的混合物,其中1L气田污水中聚合氯化铝或聚合硫酸铁的加入量为30~120mg、分子量为800万~1200万的聚丙烯酰胺或分子量为300万~1200万阳离子度为20%~30%的阳离子聚丙烯酰胺的加入量为1.0~5.0mg。
2.根据权利要求1所述的气田污水不降压密闭回注处理方法,其特征在于:所述的一级过滤器(7)为石英砂或核桃壳过滤器,滤料粒径为0.3~0.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的气田污水不降压密闭回注处理方法,其特征在于:所述的二级过滤器(8)为改性纤维球过滤器。
4.根据权利要求1所述的气田污水不降压密闭回注处理方法,其特征在于:所述的1L气田污水中聚合氯化铝或聚合硫酸铁的加入量为60~80mg、分子量为800万~1200万的聚丙烯酰胺或分子量为300万~1200万阳离子度为20%~30%的阳离子聚丙烯酰胺的加入量为2.0~4.0mg。
5.根据权利要求4所述的气田污水不降压密闭回注处理方法,其特征在于:所述的分子量为300万~1200万的阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度为23%。
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