CN102689995A

CN102689995A - 一种油气田采出水处理及回用的方法

Info

Publication number: CN102689995A
Application number: CN2012101796584A
Authority: CN
Inventors: 姚佐国; 刘小见; 周加旺; 胡亮凉; 闫增双
Original assignee: BEIJING LIANZHONG HUAYU ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING LIANZHONG HUAYU ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2012-09-26

Abstract

本发明公开了一种油气田采出水处理及回用的方法，包括如下步骤：（1）将油气田采出水首先进入隔油沉淀池，除去废水中的浮油与夹带的泥沙；（2）隔油沉淀池出水与PAC/PAM等药剂一起进入气浮装置，气浮装置主要去除废水中剩余的石油类物质与悬浮物；（3）隔油沉淀池与气浮装置排出的底泥与浮渣一起排入油泥池，然后外运固废处理中心处理；（4）气浮出水进入过滤装置过滤，过滤过程中进一步除去废水中的悬浮物和剩余的乳化油；（5）过滤出水进入DTRO反渗透膜系统进行处理，该步骤可以较为彻底的除去污水中COD、氨氮、TDS、浊度等，产水可以达标排放或回用，浓水用于废井回罐。

Description

一种油气田采出水处理及回用的方法

技术领域

本发明涉及一种油气田采出水处理及回用的方法，属于环保领域。

背景技术

油气田在开发过程中会伴随着大量采出水产生，这些采出水大部分通过油气井随产品一起来到地面，这部分水在产品的外运和外输前必须加以脱除，脱出的污水中含有原油，因此被称为油气田采出水。随着我国一些油田开采年代增长，纷纷进入了三次采油阶段，采出原油含水率较高，部分油田采出原油含水率在95％以上，因此，油田采出水量逐步增加。随着油气田外围低渗透区块和表外储层的连续开发，国家及地区环保标准的趋严，油气田采出水的处理与去向成为众多学者研究的热点问题。

油气田污水主要包括油田采出水、钻井污水及站内其它类型的含油污水。油田污水的处理依据油田生产的不同用途可以有多种方式。一般分为处理后回注、处理后排放和处理后回用三种方式，如果采出水要求注水时，采出污水需要经处理后回注地层，此时对回注水质有着严格的要求，一般执行SY/Y5329－94标准，对污水中的悬浮固体、含油、粒经中值等多项指标要进行严格的控制，防止其对地层产生伤害。回用于蒸汽发生器或锅炉的给水，则要严格控制污水中的钙、镁等易结垢离子的含量、总矿化度以及含油量等指标。另外，还有部分油田无法消化采出污水，需要经过深度处理后达标外排，此时则根据当地的环保要求，需要严格控制污水中的ＣＯＤ等指标。

各油气田由于地理位置环境及钻井工艺不同等原因，不仅造成采出水水质差异大，还使采出水水质变化大，这为油气田采出水的处理带来了极大的困难。目前油气田污水处理方法主要分物理法、化学法、生物法等三大类，其中物理法主要应用于油田各污水处理站、低渗透区块注水站的污水处理，常用的处理工艺为“上游三段法（缓冲＋沉积分离除油＋过滤）＋下游二段法（缓冲＋精细过滤）”；化学法主要应用于油田各污水处理站，通过添加一定的浓度的化学药剂从而辅助物理法达到提高水处理效果的目的；生物法主要应用于注汽锅炉给水的处理、污水达标排放处理等领域。从目前国内油气田采出水处理情况看，采出水以处理回注与处理排放为主，处理工艺通常为物理法、化学法、生化法中的2种及以上方法的组合，目前主要存在工艺流程较长、运行费用较高、出水难以回用等问题。

解决油气田水系统存在的问题，除大力推广新技术、新工艺、新设备，加大对油田污水系统改造的投入外，关键的是依靠科技进步，加强科技攻关，针对油田急需解决的难题开展研究，开发一批实用新技术，满足油田开发的需求。当前油气田采出水处理技术的研发重点为新型水处理药剂的研制和开发；先进设备的研制和新技术的应用；膜分离技术的研究及推广。此外，如何将油气开发过程中产生的大量富余污水变废为宝，经过深度处理后达到回用或灌溉的水质标准，从而缓解我国一些地区水资源缺乏的问题，将具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是解决实际生产过程中的存在问题，提供一种油气田采出水处理及回用的方法，该方法不仅可以对油气田采出水进行有效处理，还可回收70%（wt）以上的水资源，既减少了废水排放量又实现了水资源的节约。

本发明的技术方案是：一种油气田采出水处理及回用的方法，包括以下步骤：

（1）将油气田采出水首先进入隔油沉淀池，除去废水中的浮油与夹带的泥沙；

（2）隔油沉淀池出水与PAC/PAM药剂一起进入气浮装置，气浮装置主要去除废水中剩余的石油类物质与悬浮物；其中PAC/PAM主要包括了硫酸亚铁，聚合氯化铝，聚丙烯酰胺等物质。

（3）气浮装置出水进入过滤装置过滤，进一步除去废水中的悬浮物和剩余的乳化油；

（4）过滤装置出水进入DTRO反渗透膜系统进行处理，除去污水中COD、氨氮、TDS、浊度，其出水排放或回用。

优选的是，所述步骤（4）中得到的浓水用于废井回罐。

优选的是，所述隔油沉淀池与气浮装置排出的底泥与浮渣一起排入油泥池。

优选的是，所述DTRO反渗透膜系统包括第一级DTRO、第二级DTRO，所述过滤装置出水先进入第一级DTRO进行处理，其出水进入到第二级DTRO，第二级DTRO处理的浓水返回第一级DTRO，依次循环。

优选的是，所述第一级DTRO得到的浓水用于废井回罐。

优选的是，所述第一级DTRO之前还设有保安过滤器。

本发明的有益效果是：不仅可以对油气田采出水进行有效处理，还可回收70%（wt）以上的水资源（达标排放或回用），既减少了废水排放量又实现了水资源的节约。

附图说明

图1示出了本发明DTRO反渗透膜系统的流程示意图。

图2示出了本发明方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

碟管式反渗透（DTRO）是反渗透的一种形式，其核心技术是碟管式膜片膜柱。把反渗透膜片和水力导流盘叠放在一起，用中心拉杆和端板进行固定，然后置入耐压套管中，就形成一个膜柱。DTRO克服了一般反渗透系统在处理渗滤液时容易堵塞的缺点，使系统更加稳定。

DTRO系统操作方式灵活，可根据高浓度废水要求的排放标准选择一级、二级处理形式，处理后的净水可确保达到国家GB16889-1997中的一级排放标准或中水回用标准。系统经济的净产水率为75%~80%。处理对象涉及到垃圾填埋场渗滤液、垃圾堆肥场渗滤液处理、粪便处理废水等。

碟管式膜组件主要由过滤膜片、导流盘、中心拉杆、外壳、两端法兰各种密封件及联接螺栓等部件组成。把过滤膜片和导流盘叠放在一起，用中心拉杆和端盖法兰进行固定，然后置入耐压外壳中，就形成一个碟管式膜组件。料液通过膜堆与外壳之间的间隙后通过导流通道进入底部导流盘中，被处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜，然后180°逆转到另一膜面，再从流入到下一个过滤膜片，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的切向流过滤，浓缩液最后从进料端法兰处流出。料液流经过滤膜的同时，透过液通过中心收集管不断排出。浓缩液与透过液通过安装于导流盘上的O型密封圈隔离。采用带凸点支撑的导流盘，料液在过滤过程中中形成湍流状态，最大程度上减少了膜表面结垢、污染及浓差极化现象的产生，允许SDI值高达20的高污染水源，仍无被污染的风险。

DT膜组件有效减少膜的结垢，膜污染减轻，清洗周期长，同时DT的特殊结构及水力学设计使膜组易于清洗，清洗后通量恢复性非常好，从而延长了膜片寿命。实践工程表明，即使在渗液原液的直接处理中，DT膜片寿命可长达3年以上，这对一般的膜处理系统是无法达到的。

DT膜组件采用标准化设计，组件易于拆卸维护，打开DT组件可以轻松检查维护任何一片过滤膜片及其它部件，维修简单，当零部件数量不够时，组件允许少装一些膜片及导流盘而不影响DT膜组件的使用，所有这些维护工作均在现场即可完成。

DT组件内部任何单个部件均允许单独更换。过滤部分由多个过滤膜片及导流盘装配而成，当过滤膜片需更换时可进行单个更换，对于过滤性能好的膜片仍可继续使用，这最大程序减少了换膜成本。

DT组件操作压力具有75bar,150bar,200bar三个等级可选，是目前工业化应用压力等级最高的膜组件，在一些浓缩倍数高的应用中，其含固量可以达到25%以上，浓缩倍数高。

参考图2，本发明提供的一种油气田采出水处理及回用的方法，包括以下步骤：

（2）隔油沉淀池出水与PAC/PAM药剂一起进入气浮装置，气浮装置主要去除废水中剩余的石油类物质与悬浮物；

进一步地，步骤（4）中得到的浓水用于废井回罐。

进一步地，所述隔油沉淀池与气浮装置排出的底泥与浮渣一起排入油泥池。

参考图1，本发明所述的DTRO反渗透膜系统包括第一级DTRO、第二级DTRO，所述过滤装置出水先进入第一级DTRO进行处理，其出水进入到第二级DTRO，第二级DTRO处理的浓水返回第一级DTRO，依次循环。

进一步地，所述第一级DTRO得到的浓水用于废井回罐。

进一步地，所述第一级DTRO之前还设有保安过滤器。

该装置不需要进行生化处理，高浓度废水经过处理后直接达到排放要求或者回用标准。

实施例1

某油气田为了使采出水处理后出水达到配置聚丙烯酰胺溶液的要求，采用了本发明的处理方法，包括以下步骤：

（1）联合站排出的采出水首先进入隔油沉淀池处理，隔油沉淀池可将采出水中绝大多数的浮油与泥沙除去。

（2）隔油沉淀池的出水与PAC\PAM药剂一起进入气浮装置，气浮装置采用溶气气浮，装置内设有斜板填料，帮助乳化油粗粒化，便于去除。气浮装置主要除去采出水中剩余的石油类物质和悬浮物。

（3）气浮装置出水经过提升泵送入过滤装置过滤，过滤装置选用无烟煤与石英砂作为滤料，过滤装置可以除去采出水中剩余的少量石油类物质与悬浮物。

（4）过滤出水进行DTRO膜装置进行处理，DTRO膜装置为一套高耐污染的反渗透装置，该装置采用碟片式膜片作为过滤滤元，该碟片膜具有耐污性强，产水率高等特点。DTRO膜装置可以有效出去废水中的COD、SS、大分子有机物、细菌、溶解性盐类等污染物，产水水质满足配制聚丙烯酰胺用水水质要求。

采出水处理系统进出水水质数据如下表：

设备清单

Claims

1.一种油气田采出水处理及回用的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（4）中得到的浓水用于废井回罐。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述隔油沉淀池与气浮装置排出的底泥与浮渣一起排入油泥池。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述DTRO反渗透膜系统包括第一级DTRO、第二级DTRO，所述过滤装置出水先进入第一级DTRO进行处理，其出水进入到第二级DTRO，第二级DTRO处理的浓水返回第一级DTRO，依次循环。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述第一级DTRO得到的浓水用于废井回罐。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述第一级DTRO之前还设有保安过滤器。