CN103771615A

CN103771615A - 一种处理油田多种类型采出水的方法

Info

Publication number: CN103771615A
Application number: CN201310078654.1A
Authority: CN
Inventors: 姚玉萍; 黄强; 曾玉彬; 杨萍萍; 刘国良; 冉蜀勇; 王爱军; 罗春林; 付蕾; 黄保军; 沈晓燕
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2033-03-13
Also published as: CN103771615B

Abstract

本发明涉及一种处理油田多种类型采出水的方法；向油田采出水中加入100mg/L～400mg/L的净化稳定剂；净化稳定剂为金属离子、过渡金属及其含氧酸根、类金属中的至少两种复合物；在加入净化稳定剂后30～60秒加入50mg/L～200mg/L的平衡调控剂，平衡调控剂为膦羧酸、有机膦酸盐、氢氧化钠、碳酸钠、沸石粉中的至少两种复合物；向经水中加入5mg/L～10mg/L的凝聚剂，凝聚剂为阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺-丙烯酸丁酯共聚物中的至少两种复合物；沉降、固液分离，去除油、固体杂质及沉淀产物后得到净化稳定后的水。

Description

一种处理油田多种类型采出水的方法

技术领域

本发明涉及一种处理油田多种类型采出水的方法。

背景技术

油田多种类型采出水包括低温含聚合物凝胶采出水、含硫结垢型采出水以及含铁结垢型采出水。油田聚合物凝胶驱采出的污水中含有大量的聚合物、凝胶和石油，具有黏度高、乳化稳定性好的特点，处理难度极大。含硫结垢型采出水和含铁结垢型采出水性质不稳定，腐蚀与结垢严重、侵蚀性二氧化碳、溶解氧、二价铁和硫化物含量高以及细菌滋生繁殖速度快。

针对油田采出水的水质净化处理：处理流程中净化除油除悬浮物工艺主要为重力流程、浮选流程、压力流程、组合流程等四种流程。在工艺方面，部分油田原油脱水效果较差，污水油含量大，冲击污水处理设施，造成常规滤料堵塞难以达到正常处理效果。另外，三次采油技术的大范围推广，使采出水粘度增加，乳化油更加稳定，使现有工艺对污水难以适应。在设备方面：普遍存在小颗粒悬浮物及油的去除效率低的缺陷。除油与除固体悬浮物的设备多，流程复杂。针对注水水质的稳定处理：油田大多数回注水主要依靠隔氧、加三防药剂等控制腐蚀、结垢及细菌，一个污水站的加药品种多达近十种，成本高、配伍性差。

专利申请公开号为ZL200610015659.X的专利文献提出的聚驱油田污水和岩屑污水的处理方法，该方法处理工艺流程包括将含油污水经憎油亲水无纺布去油，再进行好氧初级生化、一级强氧化反应、二级催化氧化反应、生物炭生化处理，至达标排放。专利申请公开号为CN1327954A的专利文献提出的针对油田采出水中Fe²⁺及S^2-的含量较高去除Fe²⁺及S^2-，向采出水中投加双氧水，充分反应后投加活性硅酸助凝剂。专利申请号为CN1686851A的专利文献介绍了利用水中Fe²⁺作催化剂，向油田采出水中投加双氧水，充分反应后，投加活性硅酸助凝剂。这些方法在油田的应用均具有一定局限性。申请人曾经申请的专利号为ZL01118163.X的发明专利中提供的方法只能处理通常的油田污水，不能处理上述多种类型的采出水。

申请号/专利号01129339.X一种油田污水处理的新方法和新工艺（河南省范县采油二厂注水科），该发明涉及一种油田污水处理新方法和新工艺，尤其是用于矿化度高、含铁高的油田污水净化、杀菌、除铁、除硫、防腐阻垢的处理方法和工艺。该发明以双氧水为预氧化剂，以活性硅酸系列为助凝剂的处理工艺和方法实现的，可使油田污水能够达到油田回注水的水质要求，减少了水处理流程和费用。适用于矿化度高、含铁的油田污水处理。该技术方案处理适用于处理矿化度高、含铁的油田采出水，对含聚、含硫、低温结垢型采出水处理不能适应。

申请号/专利号200710064407.0油田污水处理方法（安东石油技术（集团）有限公司）一种油田污水处理方法，包括以下工序：1、气浮除油工序，包括：在含油污水中通入空气或天然气，使水中产生气泡，水中的分散油珠粘在气泡上，随气体浮在水面上加以回收；2、离子调整工序：经工序1净化的水进入混合器，向混合器中加化学剂以除去有害物质；3、快速沉降工序：经工序2出来的污水通过泵送入混合罐，罐中加入混凝剂和铁粉，在沉降罐中沉降；4、沉降罐出来的清水送至过滤器工序得到清水；5、沉降后的污泥送至污泥离心脱水工序。该技术方案处理油田复杂污水流程长、处理效果达不到水质要求，且处理费用高。

发明内容

本发明的目的提供一种处理油田多种类型采出水的方法，能够有效处理油田低温含聚合物凝胶型采出水、含硫结垢型采出水以及含铁结垢型采出水，处理后的净水水质稳定，达到油田注水标准；并缩短了油田采出水处理的工艺流程，降低了处理成本，可适应较大范围的油田采出水水质的变化。这样可使采出污水在采油过程中得到循环使用，实现了零排放，并节约了水资源。

本发明提供的处理油田低温含聚合物凝胶型采出水、含硫结垢型采出水以及含铁结垢型采出水的方法，包括以下步骤：

(1)向油田采出水中加入100mg/L～400mg/L的净化稳定剂进行充分反应；

(2)在加入净化稳定剂后30～60秒开始加入50mg/L～200mg/L的平衡调控剂进行充分反应；

(3)向经过步骤(2)处理过的水中加入5mg/L～10mg/L的凝聚剂进行充分反应；

(4)对经过步骤(3)处理后的水进行沉降、固液分离，去除油、沉淀产物及固体杂质后得到净化稳定后的水。

步骤(1)加入的净化稳定剂为金属离子、过渡金属离子及含氧酸根、类金属中的至少两种的复合物；具体说可选自铝离子、锰离子、铁离子、高铁酸根离子、硅酸根离子中的至少两种的复合物。

步骤(1)所述的铝离子来自聚合氯化铝、聚硅酸硫酸铝。所述的锰离子来自硫酸锰。所述的过渡金属离子及其含氧酸根分别来自聚合硫酸铁、高铁酸钾。

步骤(2)加入的平衡调控剂为膦羧酸、有机膦酸盐、氢氧化钠、碳酸钠及沸石粉中的至少两种复合物。

步骤(3)加入的凝聚剂为阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺-丙烯酸丁酯共聚物中的至少两种复合物，其分子量范围为1500万～2000万。

上述低温含聚合物凝胶型油田采出水的温度为15℃～22℃，矿化度为10000mg/L～30000mg/L，含油量为50mg/L～500mg/L，悬浮固体含量为50mg/L～300mg/L，聚合物凝胶含量为25mg/L～100mg/L。

含硫结垢型油田采出水的温度为25℃～35℃，矿化度为10000mg/L～30000mg/L，含油量为50mg/L～1000mg/L，悬浮固体含量为50mg/L～300mg/L，硫化物含量为10mg/L～30mg/L。

含铁结垢型油田采出水的温度为25℃～35℃，矿化度为10000mg/L～30000mg/L，含油量为50mg/L～1000mg/L，悬浮固体含量为50mg/L～300mg/L，二价铁含量为10mg/L～30mg/L。

本发明的独特与优异效果在于能够将传统常规技术不能处理的低温含聚合物凝胶采出水、含硫结垢型采出水以及含铁结垢型采出水均处理为达标的注入水用于油田水驱采油循环再使用，实现了零排放，节约了水资源。目前，中国石油天然气标准《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》行业标准SYT5329-94中规定注入水应达到的标准为：含油量≤15mg/L，悬浮固体含量≤5mg/L，平均腐蚀率<0.076mm/a。通过本发明的处理方法处理污水后，主要水质指标均达到了SYT5329-94中规定的注入水标准。

本发明技术方案带来的有益效果

(1)采用旋流反应工艺设备后的处理出水达到《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》SY/T5329-94要求。

(2)既可用于压力式油田采出水的处理流程，也可用于重力式油田采出水的处理流程。

(3)对水的矿化度等指标影响很小。

(4)受含油、悬浮物含量波动影响小，处理水的水质稳定。

具体实施方式

实施例1：处理低温含聚合物凝胶采出污水

用本发明处理某油田低温含聚合物凝胶采出污水，油田采出水的温度为20℃，pH7.1，矿化度为10953.0mg/L。表1中低温含聚合物凝胶采出污水含油量为219.2mg/L，悬浮固体含量为86.5mg/L，聚合物凝胶含量为38.6mg/L。表2中采出污水含油量为405.1mg/L，悬浮固体含量为122.7mg/L，聚合物凝胶含量为59.2mg/L。

该油田采出水处理方法按下述步骤进行：

(1)向低温含聚合物凝胶采出污水中加入270mg/L的净化稳定剂，为聚合氯化铝、聚硅酸硫酸铝、硫酸锰与高铁酸钾的复合物，反应速度梯度值为247.5s^-1，反应60秒。

(2)然后加入200mg/L的平衡调控剂，为膦羧酸、氢氧化钠、碳酸钠与沸石粉的复合物，反应速度梯度值为143.5s^-1，反应60秒。

(3)在第(2)之后加入10mg/L的阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺-丙烯酸丁酯共聚物的复合物，平均分子量为1900万，反应速度梯度值为83.2s^-1，反应60秒。

(4)对步骤(3)处理过的水絮体除去方法采用静态除絮体方法和动态除絮体方法，动态除絮体方法为旋流反应固液分离。静态除絮体方法为静置30分钟后进行固液分离处理除去杂质，水即得到有效净化。

将上述方法处理得到的净化水测定水质指标，结果见表1和表2。处理后的水中含油量为0mg/L，悬浮固体小于10.0mg/L。

表1处理低温含聚合物凝胶型采出水

表2处理低温含聚合物凝胶型采出水

实施例2：处理含硫结垢型采出污水

用本发明处理某油田含硫结垢型采出污水，采出水的温度为35℃，pH7.5，矿化度为20134.0mg/L，含油量为296.4mg/L，悬浮固体含量为137.2mg/L，硫化物含量为15.5mg/L。该油田采出水处理方法按下述步骤进行：

(1)向含硫结垢型采出污水中加入200mg/L的净化稳定剂，为聚合氯化铝、聚硅酸硫酸铝、聚合硫酸铁的复合物，反应速度梯度值为194.4s^-1，反应60秒。

(2)然后加入100mg/L的有机膦酸盐、碳酸钠及沸石粉的复合物，反应速度梯度值为157.0s^-1，反应60秒。

(3)在第(2)之后加入8mg/L的非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺-丙烯酸丁酯共聚物，分子量范围为2000万，反应速度梯度值为76.7s^-1，反应60秒。

将上述方法处理得到的净化水测定水质指标，结果见表3。处理后的水中含油量为0mg/L，悬浮固体小于10.0mg/L。

表3处理含硫结垢型采出水

实施例3：处理含铁结垢型采出污水

用本发明处理某油田含铁结垢型采出污水，采出水的温度为30℃，pH7.4，矿化度为15243.3mg/L，含油量为265.2mg/L，悬浮固体含量为117.3mg/L，二价铁含量为10.0mg/L。该油田采出水处理方法按下述步骤进行：

(1)向含硫结垢型采出污水中加入220mg/L的聚合氯化铝、聚硅酸硫酸铝、硫酸锰的复合物，反应速度梯度值为211.3s^-1，反应60秒。

(2)然后加入100mg/L的有机膦酸盐、氢氧化钠、碳酸钠及沸石粉的复合物，反应速度梯度值为176.5s^-1，反应45秒。

(3)在第(2)之后加入8mg/L阳离子聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺-丙烯酸丁酯共聚物，分子量范围为1500万，反应速度梯度值为83.2s^-1，反应60秒。

将上述方法处理得到的净化水测定水质指标，结果见表4。处理后的水中含油量为0mg/L，悬浮固体小于10.0mg/L。

表4处理含铁结垢型采出水

Claims

1.一种处理油田多种类型采出水的方法，其特征在于：处理方法为以下步骤：

（1）向油田采出水中加入100mg/L～400mg/L的净化稳定剂，充分反应；

所述的净化稳定剂为金属离子、过渡金属及其含氧酸根、类金属中的至少两种复合物；

（2）在加入净化稳定剂后30～60秒加入50mg/L～200mg/L的平衡调控剂，充分反应；所述的平衡调控剂为膦羧酸、有机膦酸盐、氢氧化钠、碳酸钠、沸石粉中的至少两种复合物；

（3）向经过步骤(2)处理过的水中加入5mg/L～10mg/L的凝聚剂，充分反应；所述的凝聚剂为阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺-丙烯酸丁酯共聚物中的至少两种复合物，其分子量范围为1500万～2000万；

（4）对经过步骤(3)处理后的水进行沉降、固液分离，去除油、固体杂质及沉淀产物后得到净化稳定后的水。

2.根据要求1所述的处理油田多种类型采出水的方法，其特征在于：所述的净化稳定剂为铝离子、锰离子、铁离子、高铁酸根离子、硅酸根离子中的至少两种的复合物。

3.根据要求1所述的处理油田多种类型采出水的方法，其特征在于：所述的净化稳定剂为聚合氯化铝、聚硅酸硫酸铝、硫酸锰，聚合硫酸铁、高铁酸钾中的至少两种的复合物。

4.根据要求1所述的处理油田多种类型采出水的方法，其特征在于：步骤（4）沉降采用静态沉降除去絮体或动态旋流反应除絮体。