CN105254054B - 一种油田采出水复合处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水处理技术领域，具体提供了一种油田采出水复合处理系统及方法，该系统包括油水分离器、缓冲水箱、无机碳膜处理器、积水箱、过滤吸附处理器、反洗泵以及净化水罐，将油水分离后通过无机碳膜处理，之后再过滤吸附，使产水中的浮油及乳化油能够完全去除，对水中溶解油去除效果较好，产水中残留的溶解油含量极低，本发明的操作运行简单、维护方便，成本低，不需要PH调节剂、絮凝剂及混凝剂等化学药剂，无二次污染，环境污染小。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田采出水的处理系统及方法，属于水处理技术领域。
背景技术
由于油田污水成分比较复杂，主要含有油、悬浮物、岩石碎屑、腐蚀产物、气体及细菌微生物等，油分含量及油在水中存在形式也不相同，在实际应用中通常采用单一的水处理方法往往效果不佳，有局限性，因此需要两三种以上方法联合使用。
油田的水质特点、生产方式、环境情况以及处理水的用途的不同，油田污水处理工艺差别较大，但主要是通过破乳和去除分散油、重力沉降分离、气浮浮选分离、粗过滤、精细过滤及膜处理等工艺流程，工艺流程长，过程繁琐，较难控制，水质波动较大，还需要结合破乳剂、絮凝剂、助凝剂化学药剂的化学处理方法才能使出水水质达到标准要求，这又造成水的二次污染，且目前的传统处理工艺对水中污油的去除主要是针对浮油、分散油及乳化油，对于水中所存在的溶解态油很难去除，产水中的油含量虽然可以达到小于5.0mg/L，但难以达到小于1.0mg/L的要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的油田采出水的处理工艺中处理设备多，工艺路线长且过于复杂，操作控制难，出水水质波动大等技术问题，提供了一种油田采出水复合处理系统。
本发明的另一目的是提供一种利用上述系统的油田采出水复合处理方法，该方法处理路线短，操作运行简单、维护方便，成本低，出水水质稳定。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是该油田采出水复合处理系统，包括油水分离器、缓冲水箱、无机碳膜处理器、积水箱、过滤吸附处理器、反洗泵以及净化水罐；
其中油水分离器的出水口通过管道与缓冲水箱的进水口连通，缓冲水箱的出水口通过管道与无机碳膜处理器的进水口连通，无机碳膜处理器的过滤水口通过管道与积水箱的进水口连通、浓水出口通过管道与油水分离器的进水口连通，积水箱的出水口通过管道与过滤吸附处理器的进水口连通，过滤吸附处理器的出水口与净化水罐的进水口连通，净化水罐的净化水出口与净化水管道连通、反洗水出口通过反洗泵与无机碳膜处理器的反洗水入口连通。
上述无机碳膜处理器的无机碳膜膜孔径为0.01～0.6μm，跨膜压差为0.05～0.5MPa。
上述过滤吸附处理器的压差为0.02～0.1MPa，过滤吸附处理器的滤速为3～12m/h。
上述过滤吸附处理器的过滤材料是由白垩与硅藻土按照质量比为1:3～1:8的比例混合后在850～1150℃焙烧40～90min制成。
用上述的油田采出水复合处理系统实现油田采出水复合处理的方法，其特征在于由以下步骤实现：
(1)将油田采出水在油水分离器中停留1～2.5小时使油与水初步分离，去除掉浮油和硬质悬浮物，使得初步分离水中油含量≤100mg/L，悬浮物含量≤100mg/L；
(2)初步分离所得除油水经缓冲水箱缓冲后在无机碳膜处理器中常温下采用错流过滤方式进行过滤处理，跨膜压差为0.05～0.5MPa，除掉水体中的浮油、乳化油以及残余悬浮物，使得出水中油含量≤5mg/L，悬浮物含量≤2mg/L，过滤后的出水部分输送至积水箱缓冲，含有悬浮物及浮油的浓水部分出水返回油水分离器循环处理；
(3)积水箱缓冲后的出水进入过滤吸附处理器中，自上而下穿过过滤材料，利用过滤材料进行过滤、吸附，吸附压差为0.02～0.1MPa，滤速为3～12m/h，过滤掉微量的悬浮物并且将残留的溶解油吸附去除，从而使出水达到油田回注水的标准要求，油含量≤1mg/L，悬浮物含量≤1mg/L，粒径中值＜1μm，储存在净化水罐中，部分水作为反洗水进入无机碳膜处理器中进行反洗，其余部分进入注水系统，回水比为0.01～0.03。
上述无机碳膜处理器的膜过滤材料为复合碳化硅材料，膜孔径为0.01～0.60μm，跨膜压差为0.05～0.5MPa。
本发明的油田采出水复合处理系统及方法，主要是利用油水分离、无机碳膜处理，之后利用焙烧的白垩与硅藻土作为过滤材料截留水中残留的悬浮物并将溶解油进行吸附，使出水满足：油含量＜1.0mg/L，悬浮物含量＜1.0mg/L，粒径中值＜1μm的标准要求，本发明的处理路线简单、处理时间短，去除效率高，而且充分利用无机碳膜抗污染性强、耐油的特性，对悬浮物和乳化油、浮油进行有效截留、过滤，并且易于冲洗，使用过程中无需停车，保证系统连续运行，本发明的操作运行简单、维护方便，成本低，运行稳定，经试验连续运行17天，产水中油含量、悬浮物以及粒径中值含量稳定，而且本发明不需要PH调节剂、絮凝剂及混凝剂等化学药剂，无二次污染，环境污染小，使产水中的浮油及乳化油能够完全去除，对水中溶解油去除效果较好，产水中残留的溶解油含量极低，满足《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》SY/T5329-2012标准的要求。
附图说明
图1为本发明的油田采出水复合处理系统结构框图。
图2为连续运行17天后无机碳膜处理器3的出水与产出水中油含量对比曲线。
图3为连续运行17天后无机碳膜处理器3的出水与产出水中悬浮物含量对比曲线。
图4为连续运行17天后无机碳膜处理器3的出水与产出水中粒径中值对比曲线。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。
由图1可知，该油田采出水复合处理系统是由油水分离器1、缓冲水箱2、无机碳膜处理器3、积水箱4、过滤吸附处理器5、反洗泵7以及净化水罐6通过管道连接构成。
其中：油水分离器1属于预处理单元，可以采用旋流器或者斜板除油器或者也可以是三相分离器，其属于常用设备，该油水分离器1的进水口与油田采出水来水管道连通，该油水分离器1的出水口通过管道与缓冲水箱2的进水口连通，缓冲水箱2的出水口通过管道与无机碳膜处理器3的进水口连通，无机碳膜处理器3的过滤水出口通过管道与积水箱4的进水口连通，该无机碳膜处理器3的浓水出口通过管道与油水分离器1的进水口连通，将含有悬浮物及浮油的浓水部分返回油水分离器1循环处理，积水箱4的出水口通过管道与过滤吸附处理器5的进水口连通，过滤吸附处理器5的出水口与净化水罐6的进水口连通，净化水罐6的净化水出口与净化水管道连通、反洗水出口通过安装在管道上的反洗泵7与无机碳膜处理器3的反洗水入口连通。
上述的无机碳膜处理器3采用错流方式进行，其过滤材料为复合碳化硅材料制成的多通道膜芯，膜孔径为0.01～0.10μm之间。
上述过滤吸附处理器5的结构属于普通滤芯过滤器结构，本发明的滤芯过滤材料选用烧结的白垩与硅藻土混合物，当来水自上而下经过过滤材料表面时溶解油及微量的悬浮物被吸附、过滤，从而达到净化的效果，本发明的白垩与硅藻土的混合质量配比可以在1:3～1:8之间任意选取，本发明的白垩与硅藻土按照比例混合后需要在850～1150℃的温度下焙烧40～90min，并制成滤芯状装填在过滤器中。
利用上述系统实现油田采出水复合处理的方法是由以下步骤组成：
(1)将油田采出水在油水分离器1中停留一定时间后使油与水初步分离，去除掉浮油和硬质悬浮物，使得初步分离水中油含量≤100mg/L，悬浮物含量≤100mg/L；
(2)初步分离所得除油水经缓冲水箱2缓冲后在无机碳膜处理器3中常温下采用错流过滤方式处理，除掉水体中的浮油、乳化油以及残余悬浮物，使得出水中油含量≤5mg/L，悬浮物含量≤2mg/L，含有悬浮物及浮油的浓水部分出水返回油水分离器1循环处理，过滤后出水输送至积水箱4缓冲；
(3)积水箱4缓冲后的出水进入过滤吸附处理器5中，自上而下穿过过滤材料，利用过滤材料进行过滤、吸附，过滤掉微量的悬浮物并且将残留的溶解油吸附去除，从而使出水达到油田回注水的标准要求，油含量≤1mg/L，悬浮物含量≤1mg/L，粒径中值＜1μm，过滤出水储存在净化水罐6中，部分作为反洗水进入无机碳膜处理器3中进行反洗，其余部分进入注水系统。
具体的工艺参数如下表1所示：
表1为各实施例的工艺参数
为了验证本发明的效果，现取延长集团某联合站的油田采出水为原水，按照本发明的方法进行处理，原水水质数据如表2所示：
表2采出水水质指标
| 项目 | 单位 | 指标 |
| 油含量 | mg/L | 85.8 |
| 悬浮物 | mg/L | 74.2. |
| 粒径中值 | μm | 3 |
| PH | 7.2 |
按照本发明实施例1的工艺参数连续运行17天，采无机碳膜处理器3的出水与产出水，按照常规方法分别对其所含油含量、悬浮物以及粒径中值进行检测，结果分别如图2、3、4所示。
由图2可知，连续运行17天无机碳膜处理后出水中油含量稳定在3.2～4.8mg/L，经过吸附过滤器后的产水油含量小于1.0mg/L，远低于SY/T5329-2012标准中注入层平均空气渗透率≤0.01μm2时油含量应不大于5.0mg/L的控制指标。
由图3可知，连续运行17天后产水中悬浮物含量稳定在0.4～0.9mg/L，满足SY/T5329-2012标准中注入层平均空气渗透率≤0.01μm2时悬浮物含量应不大于1.0mg/L的控制指标。
由图4可知，连续运行17天膜装置出水的粒径中值最大为1.3μm，最小为0.7μm，在1.0μm左右，处理后产水的粒径中值下降，在0.4～0.9μm之间，保证满足SY/T5329-2012标准中注入层平均空气渗透率≤0.01μm2时粒径中值应不大于1.0μm的控制指标。
Claims (2)
1.一种使用油田采出水复合处理系统对油田采出水的复合处理方法，该系统为：油水分离器(1)的出水口通过管道与缓冲水箱(2)的进水口连通，缓冲水箱(2)的出水口通过管道与无机碳膜处理器(3)的进水口连通，无机碳膜处理器(3)的过滤水出口通过管道与积水箱(4)的进水口连通、浓水出口通过管道与油水分离器(1)的进水口连通，积水箱(4)的出水口通过管道与过滤吸附处理器(5)的进水口连通，过滤吸附处理器(5)的出水口与净化水罐(6)的进水口连通，净化水罐(6)的净化水出口与净化水管道连通、反洗水出口通过反洗泵(7)与无机碳膜处理器(3)的反洗水入口连通；
其特征在于使用上述油田采出水复合处理系统对油田采出水的复合处理方法由以下步骤组成：
(1)将油田采出水在油水分离器(1)中停留1～2.5小时使油与水初步分离，去除掉浮油和硬质悬浮物，使得初步分离水中油含量≤100mg/L，悬浮物含量≤100mg/L；
(2)初步分离所得除油水经缓冲水箱(2)缓冲后在无机碳膜处理器(3)中常温下采用错流过滤方式进行过滤处理，跨膜压差为0.05～0.5MPa，除掉水体中的浮油、乳化油以及残余悬浮物，使得出水中油含量≤5mg/L，悬浮物含量≤2mg/L，过滤后的出水部分输送至积水箱(4)缓冲，含有悬浮物及浮油的浓水部分返回油水分离器(1)循环处理；
所述的无机碳膜处理器(3)的膜过滤材料为复合碳化硅材料，膜孔径为0.01～0.60μm，跨膜压差为0.05～0.5MPa；
(3)积水箱(4)缓冲后的出水进入过滤吸附处理器(5)中，自上而下穿过过滤材料，利用过滤材料进行过滤、吸附，吸附压差为0.02～0.1MPa，滤速为3～12m/h，过滤掉微量的悬浮物并且将残留的溶解油吸附去除，从而使出水达到油田回注水的标准要求，油含量≤1mg/L，悬浮物含量≤1mg/L，粒径中值＜1μm，储存在净化水罐(6)中，部分水作为反洗水进入无机碳膜处理器(3)中进行反洗，其余部分进入注水系统，回水比为0.01～0.03；
所述的过滤吸附处理器(5)的过滤材料是由白垩与硅藻土按照质量比为1:3～1:8的比例混合后在850～1150℃焙烧40～90h制成。
2.根据权利要求1所述的油田采出水复合处理系统实现油田采出水的复合处理方法，其特征在于：所述的过滤吸附处理器(5)的过滤材料是由白垩与硅藻土按照质量比为1:4的比例混合后在1000℃焙烧50h制成。
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