CN104250039A - 一种采油污水配聚处理方法 - Google Patents

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张英雄
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Abstract

本发明涉及一种采油污水配聚处理方法，采用氧化剂氧化采油污水中的对聚合物溶液粘度影响严重的还原性物质Fe2+、S2_，并杀死采油污水中的硫酸盐还原菌；利用硅藻土过滤器较强的亲油性和超强的吸附性对采油污水中的有机物进行吸附，通过过滤去除采油污水中的悬浮物杂质，并利用离子交换树脂设备去除对配制聚合物溶液粘度影响较大的高价金属阳离子。本发明所述的采油污水配聚处理方法，去除采油污水中对聚合物溶液粘度影响严重的悬浮物、油、有机物、硫酸盐还原菌、高价金属阳离子等，提高了污水配制聚合物溶液的初始粘度，并且保证了聚合物溶液粘度的稳定性。

Description

一种采油污水配聚处理方法
技术领域
本发明涉及油田污水处理领域（采油污水配制聚合物溶液领域），具体说是一种采油污水配聚处理方法。尤指将采油污水处理后用于配制聚合物溶液的方法。
背景技术
聚合物驱油是油田广泛应用的三次采油技术，其主要机理是通过在注入水中添加聚合物来增加水相粘度，由此来扩大注入水的波及体积并提高其驱油效率的过程。自80年代起，油田基本上采用清水配制聚合物溶液注入地层，随着采油规模的不断扩大，消耗淡水量越来越大，如果油田产出污水不能与回注量平衡，则多余部分污水须经过处理后外排，这样既增加了地面操作费用，又造成了环境污染。所以如果能够很好地解决污水配制聚合物回注的问题，对油田节能增效和可持续发展具有重要意义。
由于油田污水成分非常复杂，利用污水配制聚合物溶液对聚合物溶液的粘度存在不同程度的降解，主要原因是污水的矿化度、化学耗氧量和污水中含有的硫酸盐还原菌及腐生菌等导致聚合物产生严重降解；并且污水中的悬浮物含量较高时也会使得聚合物的溶解性、稳定性变差，甚至会导致聚合物絮凝沉降，因此采用相应的污水处理技术对油田污水进行适当处理，提高污水配制聚合物溶液的粘度，进而将污水用于配制三采聚合物，达到节约水资源并减少污水排放的双重目标。
CN101367586和CN101948201A采用反渗透和纳滤膜设备，降低污水矿化物、从而提高油田污水配制聚合物溶液粘度；CN101357790利用污水自身温度较高，运用低温蒸发技术消除污水中杂质离子对聚合物粘度的影响；这两种方法处理后水质良好，配制聚合物粘度比清水要高些，但操作条件苛刻，设备维护使用难度大，成本高昂。
CN1587099通过曝气氧化及CN1803676通过光化学氧化方法处理油田污水，消除了采出污水中的多种高活性物质及硫酸盐还原菌和腐生菌等对聚合物产生的严重降解，提高了注入液粘度，该法操作简便，但比较适合一些低浓度含还原性物质的油田采出废水处理后回注。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种采油污水配聚处理方法，去除采油污水中对聚合物溶液粘度影响严重的悬浮物、油、有机物、硫酸盐还原菌、高价金属阳离子等，提高了污水配制聚合物溶液的初始粘度，并且保证了聚合物溶液粘度的稳定性。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种采油污水配聚处理方法，其特征在于：采用氧化剂氧化采油污水中的对聚合物溶液粘度影响严重的还原性物质Fe2+、S2_，并杀死采油污水中的硫酸盐还原菌；利用硅藻土过滤器较强的亲油性和超强的吸附性对采油污水中的有机物进行吸附，通过过滤去除采油污水中的悬浮物杂质，并利用离子交换树脂设备去除对配制聚合物溶液粘度影响较大的高价金属阳离子。
在上述技术方案的基础上，具体步骤为：
（1）向采油污水中加入一定量的氧化剂，作用一段时间，氧化采油污水中的还原性物质Fe2+、S2_，杀死采油污水中的硫酸盐还原菌；
（2）经过步骤（1）处理后的采油污水进入硅藻土过滤器，去除采油污水中部分的油、有机物及大部分的悬浮物杂质；
（3）硅藻土过滤器的出水进入离子交换树脂设备，去除经过步骤（2）处理后的采油污水中二价以上金属阳离子。
在上述技术方案的基础上，所述采油污水的电导为≤10000μs/cm，采油污水中二价以上金属阳离子含量≤1000mg/L。
在上述技术方案的基础上，所述氧化剂为二氧化氯，加入量为10～30mg/L，作用时间为0.5～1.0h。
在上述技术方案的基础上，所述硅藻土过滤器为柱式硅藻土过滤器，过滤面积为1.2m2，运行速率2～5m/h。
在上述技术方案的基础上，所述离子交换树脂设备中的离子交换树脂为钠型阳离子强酸性交换树脂，
离子交换树脂的运行速率为15～20m/h。
在上述技术方案的基础上，所述钠型阳离子强酸性交换树脂为大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
本发明所述的采油污水配聚处理方法，去除采油污水中对聚合物溶液粘度影响严重的悬浮物、油、有机物、硫酸盐还原菌、高价金属阳离子等，提高了污水配制聚合物溶液的初始粘度，并且保证了聚合物溶液粘度的稳定性。
具体实施方式
本发明所述的采油污水配聚处理方法，其核心思想是：
采用氧化剂氧化采油污水中的对聚合物溶液粘度影响严重的还原性物质Fe2+、S2_，并杀死采油污水中的硫酸盐还原菌；利用硅藻土过滤器较强的亲油性和超强的吸附性对采油污水中的有机物进行吸附，通过过滤去除采油污水中的悬浮物杂质，并利用离子交换树脂设备去除对配制聚合物溶液粘度影响较大的高价金属阳离子。
本发明所述的采油污水配聚处理方法，提高了采油污水配制聚合物溶液的粘度及其稳定性，增强了聚合物驱油的效果，该方法操作简单，无二次污染产生。处理后的采油污水用于配制聚合物溶液，可大大提高采油污水配制聚合物溶液的粘度。
在上述技术方案的基础上，具体步骤为：
（1）向采油污水中加入一定量的氧化剂，作用一段时间，氧化采油污水中的还原性物质Fe2+、S2_，杀死采油污水中的硫酸盐还原菌；
（2）经过步骤（1）处理后的采油污水进入硅藻土过滤器，去除采油污水中部分的油、有机物及大部分的悬浮物杂质；
（3）硅藻土过滤器的出水进入离子交换树脂设备，去除经过步骤（2）处理后的采油污水中对聚合物溶液粘度影响较大的二价以上金属阳离子。
在上述技术方案的基础上，所述采油污水的电导为≤10000μs/cm，采油污水中二价以上金属阳离子含量≤1000mg/L。所述二价以上的金属阳离子包括但不限于：钙离子、镁离子、钡离子、铝离子、铁离子、锶离子。
在上述技术方案的基础上，所述氧化剂为二氧化氯，加入量为10～30mg/L，在取值范围内每递增或递减1mg/L均可作为一个可选择的具体实施例，作用时间为0.5～1.0h，在取值范围内每递增或递减0.1h均可作为一个可选择的具体实施例。
在上述技术方案的基础上，所述硅藻土过滤器为柱式硅藻土过滤器，过滤面积为1.2m2，运行速率为2～5m/h，在取值范围内每递增或递减1m/h均可作为一个可选择的具体实施例。
在上述技术方案的基础上，所述离子交换树脂设备中的离子交换树脂为钠型阳离子强酸性交换树脂。
离子交换树脂的运行速率为15～20m/h，在取值范围内每递增或递减1m/h均可作为一个可选择的具体实施例。
在上述技术方案的基础上，所述钠型阳离子强酸性交换树脂为大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。例如：软化阳树脂001×7。
本发明与现有技术的实质性区别在于：
本发明所处理的采油污水电导较低，≤10000μs/cm，且该采油污水中二价以上金属阳离子含量≤1000mg/L。本发明采用二氧化氯作为氧化剂去除了对聚合物溶液粘度影响严重的还原性物质及硫酸盐还原菌等微生物，选用硅藻土过滤器去除污水中部分的油、有机物及大部分的悬浮物，消除了有机物等对后续工艺的影响，选用离子交换树脂去除了污水中对聚合物初始粘度及粘度稳定性影响严重的高价金属阳离子等，大大提高了污水配制聚合物的初始粘度及其粘度的稳定性。
与现有技术相比，本技术采用氧化剂去除了污水中对聚合物溶液粘度影响严重的还原性物质及微生物细菌，未增加污水的矿化度，且起到了较好的效果，采用硅藻土过滤器去除了污水中对聚合物溶液粘度影响较大的有机物及悬浮物杂质等，解决了超滤膜等易堵塞，难以清洗等含油污水处理工艺中的技术难题，消除了有机物等对后续工艺的影响，保证了后续工艺的稳定运行，且大大提高了采油污水配制聚合物溶液粘度，保证了聚合物溶液粘度的稳定性。
本发明选用二氧化氯作为氧化剂，受温度及PH影响小，杀菌率较高，时间较短，使用后安全无残留，不会和有机物发生氯代反应，不产生三致物质和其它有毒物质，100mg/L以下对人没任何影响；且不会增加污水的矿化度，造成配制聚合物溶液粘度的增加，本发明所采用的硅藻土过滤器过滤出水水质澄清透明，浊度<0.1NTU，且占地面积小、轻巧灵活、移动方便。
以下为具体实施例。
实施例1
某采油污水，水质见表1，首先向污水中投加15mg/L的二氧化氯，0.5h后污水通过泵进入硅藻土过滤器，过滤器的过滤速率为3m/h，运行压力为0.2mPa，过滤后的污水进行离子交换设备，采用树脂为软化阳树脂001×7，运行速率为18m/h，经树脂处理后的污水配制聚合物，聚合物溶液浓度1500mg/L，考察在80℃下，采油污水处理前后配制聚合物溶液的初始粘度及30天内溶液粘度的稳定性，结果见表2。
表1实验水质
分析项目 油田污水 处理后油田污水
浊度（NTU） 20.6 0.1
悬浮物 36 ND
pH 7.26 7.08
电导（uS/cm） 3590 3760
Ca2+(mg/L) 204.5 0.5
Mg2+(mg/L) 55.7 0.5
CODCr(mg/L) 84.9 40.6
Na+(mg/L) 388 1169
Al(mg/L) 0.697 ND
总铁(mg/L) 0.75 ND
Cl-(mg/L) 731 1210
细菌（个/mL） 56175 520
表2处理前后污水粘度
项目 污水处理前 污水处理后
溶液初始粘度mPa.s 52 65
保粘率% 19 43
实施例2
取另一某采油污水，水质情况见表3，首先向污水中投加10mg/L的二氧化氯，1.0h后污水通过泵进入硅藻土过滤器，过滤器的过滤速率为2m/h，运行压力为0.32mPa，过滤后的污水进行离子交换设备，采用树脂为软化阳树脂（001×7），运行速率为15m/h，经树脂处理后的污水配制聚合物，聚合物溶液浓度1500mg/L，考察在80℃下，采油污水处理前后配制聚合物溶液的初始粘度及25天内溶液粘度的稳定性，结果见表4。
表3实验水质
分析项目 油田污水 处理后油田污水
浊度（NTU） 14.5 0.02
pH 7.58 7.43
电导（uS/cm） 7321 7601
Ca2+(mg/L) 161.0 0.4
Mg2+(mg/L) 103.2 ND
CODCr(mg/L) 116.4 72.5
Na+(mg/L) 1020.3 1423.2
总铁(mg/L) 1.5 ND
Ba2+ 0.985 0.1
Sr2+ 1.532 0.1
Cl-(mg/L) 1265.4 1290.2
细菌（个/mL） 51234 300
表4测定结果
项目 污水处理前 污水处理后
溶液初始粘度mPa.s 38 46
保粘率% 17 40
实施例3
对一采油污水进行处理，水质情况见表5，首先向污水中投加30mg/L的二氧化氯，作用0.5h后进入硅藻土过滤器，过滤器的过滤速率为5m/h，运行压力为0.40mPa，过滤后的污水进行离子交换设备，采用树脂为软化阳树脂（001×7），运行速率为20m/h，经树脂处理后的污水配制聚合物，聚合物溶液浓度1500mg/L，考察在80℃下，采油污水处理前后配制聚合物溶液的初始粘度及30天内溶液粘度的稳定性，结果见表6。
表5实验水质
分析项目 油田污水 处理后油田污水
浊度（NTU） 7.2 0.1
pH 8.58 7.18
电导（uS/cm） 5826 6109
Ca2+(mg/L) 226.0 0.8
Mg2+(mg/L) 111.2 ND
CODCr(mg/L) 156.4 119.5
Na+(mg/L) 509.3 1423.2
总铁(mg/L) 2.6 ND
Ba2+ 1.752 0.1
Sr2+ 0.954 0.1
Cl-(mg/L) 956 1003
细菌（个/mL） 42167 243
表6测定结果
项目 污水处理前 污水处理后
溶液初始粘度mPa.s 45 55
保粘率% 12 39
实施例4
取一采油污水，水质情况见表7，首先向污水中投加20mg/L的二氧化氯，作用1.0h后进入硅藻土过滤器，过滤器的过滤速率为5m/h，运行压力为0.47mPa，过滤后的污水进行离子交换设备，采用树脂为软化阳树脂（001×7），运行速率为15m/h，经树脂处理后的污水配制聚合物，聚合物溶液浓度1500mg/L，考察在80℃下，采油污水处理前后配制聚合物溶液的初始粘度及30天内溶液粘度的稳定性，结果见表8。
表7实验水质
分析项目 油田污水 处理后油田污水
浊度（NTU） 2.6 0.1
pH 8.02 7.56
电导（uS/cm） 4257 4360
Ca2+(mg/L) 79.0 0.3
Mg2+(mg/L) 104.5 0.1
CODCr(mg/L) 112.4 90.2
Na+(mg/L) 716.3 868.0
总铁(mg/L) 3.2 ND
Cl-(mg/L) 759.2 765.8
细菌（个/mL） 74215 435
表8测定结果
项目 污水处理前 污水处理后
溶液初始粘度mPa.s 48.1 59.2
保粘率% 20 46
从表2、4、6、8中数据可以看出，通过本发明提供的方法配制的聚合物溶液的初始粘度比现有技术中仅生化处理过的油田污水配置的聚合物溶液的初始粘度提高了20%以上，且保粘率较好，保粘率提高了2倍以上，效果良好。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种采油污水配聚处理方法，其特征在于：采用氧化剂氧化采油污水中的对聚合物溶液粘度影响严重的还原性物质Fe2+、S2_，并杀死采油污水中的硫酸盐还原菌；利用硅藻土过滤器较强的亲油性和超强的吸附性对采油污水中的有机物进行吸附，通过过滤去除采油污水中的悬浮物杂质，并利用离子交换树脂设备去除对配制聚合物溶液粘度影响较大的高价金属阳离子。
2.如权利要求1所述的采油污水配聚处理方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）向采油污水中加入一定量的氧化剂，作用一段时间，氧化采油污水中的还原性物质Fe2+、S2_，杀死采油污水中的硫酸盐还原菌；
（2）经过步骤（1）处理后的采油污水进入硅藻土过滤器，去除采油污水中部分的油、有机物及大部分的悬浮物杂质；
（3）硅藻土过滤器的出水进入离子交换树脂设备，去除经过步骤（2）处理后的采油污水中二价以上金属阳离子。
3.如权利要求2所述的采油污水配聚处理方法，其特征在于：所述采油污水的电导为≤10000μs/cm，采油污水中二价以上金属阳离子含量≤1000mg/L。
4.如权利要求2所述的采油污水配聚处理方法，其特征在于：所述氧化剂为二氧化氯，加入量为10～30mg/L，作用时间为0.5～1.0h。
5.如权利要求2所述的采油污水配聚处理方法，其特征在于：所述硅藻土过滤器为柱式硅藻土过滤器，过滤面积为1.2m2，运行速率2～5m/h。
6.如权利要求2所述的采油污水配聚处理方法，其特征在于：所述离子交换树脂设备中的离子交换树脂为钠型阳离子强酸性交换树脂，
离子交换树脂的运行速率为15～20m/h。
7.如权利要求6所述的采油污水配聚处理方法，其特征在于：所述钠型阳离子强酸性交换树脂为大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
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