CN106542677A - 一种三元复合驱油田采出水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三元复合驱油田采出水处理工艺，三元复合驱采出水通过依次相连通的原水调节罐、沉降罐、旋流气浮罐、臭氧接触塔、加药反应罐、微絮凝罐、一级过滤器、二级过滤器及反冲洗储水罐；二级过滤器的出水经反洗储水罐后回注至油田，一、二级过滤器反洗排水进入污泥均质池，污泥均质池的污泥通过脱水机房的板框压滤后送至填埋场填埋。本发明采用耦合旋流气浮、臭氧氧化及微絮凝过滤，以疏油性纳米镀膜过滤材料为核心技术，处理效果好，运行稳定，有效降低三元复合驱采出水中的SS及油类，解决滤料容易污染和板结的难题，延长设备使用寿命，降低运行成本。
Description
技术领域
本发明属于油田废水处理领域，尤其涉及一种三元复合驱油田采出水处理工艺。
背景技术
目前我国大部分油田都已经进入石油开采的中期和后期，采出的原油含水率已达70％-80％，有的油田甚至高达90％，随着油田原油含水率的逐年增加，伴生的油田采出水量也不断增加。三元复合驱采油技术是目前国内三次采油技术中典型驱油技术。它是利用碱－表面活性剂－聚合物组成的“三元”组分为驱替剂注入油层，利用“三元”各组分性质提高驱替液粘度，同时降低油水界面张力，提高原油采收率，但是采出水中残留的碱、表面活性剂和聚合物也导致油水乳化程度加大，增加了采出水处理的难度。油田采出水经过处理后主要用于回注，其主要处理指标是含油量和悬，如若处理不当，未能达到回注标准，在回注过程中会结垢堵塞地层、腐蚀管道，还会加快微生物繁殖，对油层造成伤害，降低石油的采出率。外排则会造成更大的环境污染。
随着各单位研发力度加大，三元复合驱油田采出水的处理技术取得了一定阶段性成果，目前常见的处理工艺为气浮+多级过滤工艺、悬浮污泥过滤技术、预处理+膜技术及生化处理技术。其中以气浮+多级过滤工艺在油田实际工程应用最多。该工艺流程为：经过油水分离后的含油污水首先进入沉降罐，进行自然沉降，去除大部分颗粒较大的悬浮固体和油，再进入气浮、横向流或磁分离等一些高效分离器，通过加入一些絮凝剂，如聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚磷酸钠等的一种或多种复合试剂，进一步去除污水中的悬浮固体和油，经两次净化后的污水再依次进入核桃壳过滤器、沙滤、二次沙滤进行深处理。该工艺的主要缺点有：①过滤精度低，出水水质难以满足《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》（SYT-5329-94）中A级标准；②滤料易污染板结，从而造成产水水质不稳定，需要1-2年更换一次；③反洗设备能耗高，用水量多，一般为产水的10%-15%，运行成本高。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种三元复合驱油田采出水处理工艺，以气浮+氧化+微絮凝+微过滤为工艺路线，以憎油亲水纳米复合轻质滤料为核心技术，有效的保证了出水水质满足油田回注水要求。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种三元复合驱油田采出水的处理工艺，三元复合驱采出水通过依次相连通的原水调节罐、沉降罐、旋流气浮罐、臭氧接触塔、加药反应罐、微絮凝罐、一级过滤器、二级过滤器及反冲洗储水罐；所述旋流气浮罐中加入破乳剂，产生的的浮渣进入到污泥均质池；所述加药反应罐中加入PAC及PAM；所述一级过滤器出水进一步加入破乳剂；所述一级过滤器、二级过滤器反洗排水进入到污泥均质池；所述污泥均质池的污泥通过脱水机房的板框压滤后送至填埋场填埋；其特点是该工艺按照如下步骤进行：
1）三元复合驱采出水经泵送至原水调解罐，在原水调节罐中均匀水质、水量；
2）然后原水调解罐出水自流进入沉降罐，重油和部分悬浮物在沉降罐中沉降；
3）沉降罐上清液通过泵送至旋流气浮罐中，并在气浮管中投加破乳剂，水中浮油通过旋流+气浮作用去除；
4）气浮罐出水经泵送至臭氧接触塔，臭氧投加到臭氧接触塔内；
5)臭氧接触塔出水自流进入加药反应罐中，在加药反应罐中投加PAM和PAC后进入微絮凝罐，在微絮凝罐中进行絮凝反应，形成为絮体；
6）微絮凝罐出水通过泵送至装填纳米镀膜复合滤料的一级过滤器进行过滤，去除水中的油和SS；
7）一级过滤器的出水经自流进入二级过滤器，并在通过管道混合器投加破乳剂，二级过滤器装填有纳米镀膜复合滤料，进一步去除油和SS；
8）二级过滤器的出水经反洗储水罐后回注至油田；
9）当过滤压力>0.2MPa或出水水质变差时，则需要对一级过滤器、二级过滤器进行反洗，反洗方式采用水+气联合反冲洗模式进行；
10）一、二级过滤器的反洗排水混合气浮浮渣先进入污泥均质池，然后通过螺杆泵输送至污泥脱水机房，产生的泥饼送至填埋场填埋。
进一步地，所述旋流气浮罐中加入的破乳剂的投加量为50-80mg/L。
进一步地，所述加药反应罐中PAM的投加量为1-10mg/L，PAC的投加量为50-100mg/L。
进一步地，所述臭氧接触塔中，臭氧的投加量为10-20mg/L。
进一步地，所述一级过滤器、二级过滤器中装填滤料为具有亲水憎油特性的纳米镀膜不定性复合材料，过滤速度控制在7-10m/h。
进一步地，所述纳米镀膜不定性复合材料的平均粒径为1-3mm，比重为1.1-1.2g/cm3。
进一步地，所述一级过滤器出水中破乳剂的投加量为30-50mg/L。
进一步地，所述水+气联合反冲洗的运行模式为：先水洗15min，再气洗15min，再气、水联合反冲洗15min，最后水洗15min，总反洗时间1h，反洗耗水量约占进水量的3-5%。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）本发明专利耦合旋流气浮和氧化技术除油，可以有效的去除三元复合驱采出水的油含量，以微絮凝+微过滤技术去除SS，处理精度可达1μm，最终使出水水质符合《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》（SYT-5329-94）A级标准，且工艺操作简单、运行稳定。
（2）本发明专利采用具有疏油亲水性特性纳米复合滤料，使油滴聚集在微滤罐体上部，并且设有浮油静止浓缩区，通过适时开启阀门将油排出，从而彻底克服传统滤料易污染和板结难题，延长了设备的使用寿命。
（3）本发明滤料直径为1-3mm，比重仅为1.1-1.2 g/cm3，采用汽、水反冲洗方式，无需反洗搅拌设备，能耗低；同时反洗水量少，反洗水量仅为正常过滤器的1/2到1/3，大大降低了运行的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例为某油田三元驱采出水处理站，设计规模为500 m3/d，进水水质：含油：200-400mg/L，SS：200-300mg/L，采出水处理要求达到《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》（SYT-5329-94）中A3标准后，回注地下。
本实施例的具体流程如下：
1)三元复合驱采出水经泵送至原水调解罐，在原水调节罐中均匀水质、水量，原水调解罐停留时间2h；
2)然后原水调解罐出水自流进入沉降罐，重油和部分悬浮物在沉降罐中沉降，停留时间4h；
3）沉降罐上清液通过泵送至旋流气浮罐中，并在气浮管中投加40-60mg/L的破乳剂，水中浮油通过旋流+气浮作用去除；
4）气浮罐出水经泵送至臭氧接触塔，其中臭氧的投加量为10mg/L，臭氧接触塔停留时间为1h；
5)臭氧接触塔出水自流进入加药反应罐，在加药反应罐中投加2-4mg/L的PAM和70-80mg/L的PAC，然后进入微絮凝罐进行絮凝反应，形成为絮体；
6）微絮凝罐出水通过泵送至装填有平均粒径在3mm的纳米镀膜复合滤料的一级过滤器进行过滤，去除水中的油和SS，一级过滤器的过滤速度为7m/h；
7）一级过滤器的出水经自流进入二级过滤器，并在通过管道混合器投加20-30mg/L的破乳剂，二级过滤器装填有平均粒径在1mm的纳米镀膜复合滤料，进一步去除油和SS，二级过滤器的过滤速度为10m/h；
8）二级过滤器的出水经反洗储水罐后回注至油田；
9）当过滤压力>0.2MPa或出水水质变差时，则需要对一级过滤器、二级过滤器进行反洗，反洗采用先水洗15min，再气洗15min，再气、水联合反冲洗15min，最后水洗15min的运行模式进行，总反洗水量约占总处理水量的2%；
10）一、二级过滤器的反洗排水混合气浮浮渣先进入污泥均质池，然后通过螺杆泵输送至污泥脱水机房，产生的泥饼送至填埋场填埋。
经过该系统处理后出水水质为油：4.8mg/L，SS：2.5mg/L，优于《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》（SYT-5329-94）中A3标准。
实施例2
本实施例为某油田三元驱采出水处理站，设计规模为2500 m3/d，进水水质：含油：300-500mg/L，SS：300-400mg/L，采出水处理要求达到《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》（SYT-5329-94）中A2标准后，回注地下。
本实施例的具体流程如下：
1）三元复合驱采出水经泵送至原水调解罐，在原水调节罐中均匀水质、水量，原水调解罐停留时间4h；
2）然后原水调解罐出水自流进入沉降罐，重油和部分悬浮物在沉降罐中沉降，停留时间6h；
3）沉降罐上清液通过泵送至旋流气浮罐中，并在气浮管中投加60-80mg/L的破乳剂，水中浮油通过旋流+气浮作用去除；
4）气浮罐出水经泵送至臭氧接触塔，其中臭氧的投加量为15mg/L，臭氧接触塔停留时间为1h；
5)臭氧接触塔出水自流进入加药反应罐中，在加药反应罐中投加6-8mg/L的PAM和80-90mg/L的PAC后进入微絮凝罐中进行絮凝反应，形成为絮体；
6）微絮凝罐出水通过泵送至装填有平均粒径在3mm的纳米镀膜复合滤料的一级过滤器进行过滤，去除水中的油和SS，一级过滤器的过滤速度为7m/h；
7）一级过滤器的出水经自流进入二级过滤器，并在通过管道混合器投加30-40mg/L的破乳剂，二级过滤器装填有平均粒径在1mm的纳米镀膜复合滤料，进一步去除油和SS，二级过滤器的过滤速度为8m/h；
8）二级过滤器的出水经反洗储水罐后回注至油田；
9）当过滤压力>0.2MPa或出水水质变差时，则需要对一级过滤器、二级过滤器进行反洗，反洗采用先水洗15min，再气洗15min，再气、水联合反冲洗15min，最后水洗15min的运行模式进行，总反洗水量约占总处理水量的2%；
10）一、二级过滤器的反洗排水混合气浮浮渣先进入污泥均质池，然后通过螺杆泵输送至污泥脱水机房，产生的泥饼送至填埋场填埋。
经过该系统处理后出水水质为油：2.6mg/L，SS：1.5mg/L，优于《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》（SYT-5329-94）中A2标准。
本发明实施例1和2中涉及到的原水调解罐停留时间、沉降罐停留时间以及臭氧接触塔停留时间可根据实际处理需要进行自由控制。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种三元复合驱油田采出水的处理工艺，三元复合驱采出水通过依次相连通的原水调节罐、沉降罐、旋流气浮罐、臭氧接触塔、加药反应罐、微絮凝罐、一级过滤器、二级过滤器及反冲洗储水罐；所述旋流气浮罐中加入破乳剂，产生的的浮渣进入到污泥均质池；所述加药反应罐中加入PAC及PAM；所述一级过滤器出水进一步加入破乳剂；所述一级过滤器、二级过滤器反洗排水进入到污泥均质池；所述污泥均质池的污泥通过脱水机房的板框压滤后送至填埋场填埋；其特征在于：该工艺按照如下步骤进行：
1）三元复合驱采出水经泵送至原水调解罐，在原水调节罐中均匀水质、水量；
2）然后原水调解罐出水自流进入沉降罐，重油和部分悬浮物在沉降罐中沉降；
3）沉降罐上清液通过泵送至旋流气浮罐中，并在气浮管中投加破乳剂，水中浮油通过旋流+气浮作用去除；
4）气浮罐出水经泵送至臭氧接触塔，臭氧投加到臭氧接触塔内；
5)臭氧接触塔出水自流进入加药反应罐中，在加药反应罐中投加PAM和PAC后进入微絮凝罐，在微絮凝罐中进行絮凝反应，形成为絮体；
6）微絮凝罐出水通过泵送至装填纳米镀膜复合滤料的一级过滤器进行过滤，去除水中的油和SS；
7）一级过滤器的出水经自流进入二级过滤器，并在通过管道混合器投加破乳剂，二级过滤器装填有纳米镀膜复合滤料，进一步去除油和SS；
8）二级过滤器的出水经反洗储水罐后回注至油田；
9）当过滤压力>0.2MPa或出水水质变差时，则需要对一级过滤器、二级过滤器进行反洗，反洗方式采用水+气联合反冲洗模式进行；
10）一、二级过滤器的反洗排水混合气浮浮渣先进入污泥均质池，然后通过螺杆泵输送至污泥脱水机房，产生的泥饼送至填埋场填埋。
2.根据权利要求1所述的一种三元复合驱油田采出水处理工艺，其特征在于：所述旋流气浮罐中加入的破乳剂的投加量为50-80mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种三元复合驱油田采出水处理工艺，其特征在于：所述加药反应罐中PAM的投加量为1-10mg/L，PAC的投加量为50-100mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种三元复合驱油田采出水处理工艺，其特征在于：所述臭氧接触塔中，臭氧的投加量为10-20mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种三元复合驱油田采出水处理工艺，其特征在于：所述一级过滤器、二级过滤器中装填滤料为具有亲水憎油特性的纳米镀膜不定性复合材料，过滤速度控制在7-10m/h。
6.根据权利要求1和5任一项所述的一种三元复合驱油田采出水处理工艺，其特征在于：所述纳米镀膜不定性复合材料的平均粒径为1-3mm，比重为1.1-1.2g/cm3。
7.根据权利要求1所述的一种三元复合驱油田采出水处理工艺，其特征在于：所述一级过滤器出水中破乳剂的投加量为30-50mg/L。
8.根据权利要求1所述的一种三元复合驱油田采出水处理工艺，其特征在于：所述水+气联合反冲洗的运行模式为：先水洗15min，再气洗15min，再气、水联合反冲洗15min，最后水洗15min，总反洗时间1h，反洗耗水量约占进水量的3-5%。
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