CN106745948A - 一种油田采出水改性净化处理方法 - Google Patents

一种油田采出水改性净化处理方法 Download PDF

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徐明明
王炳升
唐永安
祁雨桦
王玉鹏
郑重
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Abstract

本发明提供一种油田采出水改性净化处理方法，该方法按以下步骤进行：a.在采出水处理流程的混合反应器水入口第一加药孔连续投加重量浓度为30%的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝0.05～0.14:1重量份；b.在混合反应器第二加药孔连续投加絮凝剂，絮凝剂的加入量为絮凝剂：a步骤混合液＝0.0002～0.0004:1重量份。本发明能够更有效的去除油田采出水中的含油量和悬浮固体含量，与原现有技术相比，加药量显著降低，净水过程中所产生污泥量也大幅度降低。同时能够有效去除污水中的游离二氧化碳、铁离子、硫化物以及钙镁离子等，降低污水腐蚀性及结垢趋势。本发明适用于钙镁离子、碳酸氢根含量总量不低于500mg/L的油田采出水。

Description

一种油田采出水改性净化处理方法
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，涉及一种用于油田采出水净化处理的方法，具体涉及一种针对油田采出水具有较高的含油量、悬浮固体含量及强腐蚀性污水进行处理的方法。
背景技术
随着我国油田进入开采后期阶段，油田采出水的水性状况变得越来越恶劣，其污水往往具有较高的含油量及悬浮固体含量，传统的投加絮凝剂的重力沉降方法往往难以达到污水净化的要求；同时水体pH值较低，游离二氧化碳含量较高，具有较强的腐蚀性，而污水较高的矿化度及较高的钙镁离子含量，也会导致严重的结垢情况，从而影响污水净化流程及外输回注流程。
现在国内已有的采出水改性净化处理方法是向污水中投加水质改性剂对污水进行处理，提升水体pH值，水质改性剂是一种由氢氧化钠溶液与氢氧化钙固体混合而成的复合碱，其中氢氧化钠含量约5％-10％，氢氧化钙含量约10％-20％。同时配以一定量的絮凝剂来加速沉降。现有的方法存在一定的缺陷：首先，由氢氧化钠溶液与氢氧化钙固体混合而成的复合碱本身是一种悬浊液，需要在使用现场现用现配，同时需要搅拌设备维持悬浊液体系的均匀，对加药过程造成了一定的不便；其次，微溶性的氢氧化钙提升pH值能力不强，而氢氧化钠溶液浓度又较低，为了有效的提升污水pH值，需要较大的药剂投加量，加药量往往需要达到2000mg/L-3000mg/L；同时，大量水质改性剂的投加会造成污水处理站污泥产量大幅度增加，污泥的处理、运输等都会耗费大量人力物力，给污水处理站的生产造成极大的负担，而复合碱体系中的氢氧化钙也会对后续注水流程造成一定的结垢隐患。
发明内容
本发明适用于钙镁离子、碳酸氢根含量总量不低于500mg/L的油田采出水。
本发明的目的是提供一种油田采出水净化处理的方法，以解决现有方法不能经济有效地去除水体中的含油量、悬浮固体含量的问题，并达到降低腐蚀率，降低污泥量的效果。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：
该方法按以下步骤进行：
a.在采出水处理流程的混合反应器水入口第一加药孔连续投加重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝0.05～0.14:1重量份；
b.在混合反应器第二加药孔连续投加絮凝剂，絮凝剂的加入量为絮凝剂：a步骤混合液＝0.0002～0.0004:1重量份。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
b步骤所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺；
b步骤所述的絮凝剂的加入量为絮凝剂：a步骤混合液＝0.003:1重量份。
a步骤所述的氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝1.0～1.2:1重量份。
a步骤所述的氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝1.1:1重量份。
本发明主要发生以下化学反应：
反应①、②中生成的碳酸钙、碳酸镁沉淀，一方面打破了采出水的阴离子稳定体系，另一方面沉淀物能够作为凝结核，被聚丙烯酰胺长链所捕获，将污水中的油及悬浮物网捕起来加速沉降，同时消耗的HCO3 -离子也会使反应③中的平衡向右侧倾斜，从而降低污水中的游离二氧化碳含量。
实验例：
某采油厂污水站，水量为20000m3/d，原水水性为矿化度28000mg/L，pH＝6.7，游离二氧化碳70mg/L，硫化物4.5mg/L，亚铁离子6.0mg/L，钙离子580mg/L，碳酸氢根750mg/L，含油60mg/L，悬浮固体含量30mg/L，平均腐蚀率0.3mm/a，每天产生污泥量40-60吨。在该污水站现场开展3种试验方案工业试验，试验数据如下：
表1：室内试验数据汇总表
表2：现场试验数据汇总表
不同的采出水，因水性不一样，故采出水所需要的氢氧化钠浓度也不同，实际应用是要根据通过室内试验来具体确定合适的浓度。絮凝剂的浓度是室内试验确定的，污水站水性不同，适用的浓度也会不同，这需要室内试验来确定。
现场试验就选了最佳浓度范围进行了试验。絮凝剂的浓度是现场试验的实际数据，是现场经过调整试验后确定的最佳浓度。
本方法具有以下优点：
1、使用水质改性剂新配方的油田采出水改性净化处理方法能够有效去除污水中的油及悬浮固体，降低腐蚀率，处理后的水质指标可达到含油量小于3mg/L,悬浮固体含量小于5mg/L,平均腐蚀率低于0.076mm/a，污泥量降低50-70％。
2、该方法中水质改性剂新配方较原配方药剂投加量大幅度降低，由2000mg/L-3000mg/L以上降低至500mg/L-1400mg/L左右，同时新配方药剂投加过程中，因30％的氢氧化钠溶液是均匀液体，无需连续搅拌，更加方便易于操作。原来的药剂配方中，氢氧化钙是微溶于水的，投加过程中要不断搅拌，以避免分层。而去除了氢氧化钙后，这个问题就不存在了。
3、因药剂配方组成中不再采用氢氧化钙，使得原先因氢氧化钙沉淀造成的污泥不再产生，故该方法在净水过程中污泥产量大幅度降低；
4、该方法不仅能够有效去除污水中的游离二氧化碳，而且铁离子和氢氧化钠生成氢氧化铁沉淀下来，硫化氢和氢氧化钠反应后被中和，铁离子、硫化氢两种物质被去除，降低污水腐蚀性；
5、该方法能够通过化学反应消耗掉污水中的钙镁离子、碳酸氢根离子等结垢离子，降低污水结垢趋势。
具体实施方式
实施例1：
在采用改性净化处理方法的污水站中，在采出水处理流程的混合反应器水入口第一加药孔使用加药泵连续投加重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝0.05:1重量份；同时在混合反应器第二加药孔使用加药泵将溶解后的聚丙烯酰胺连续投加，聚丙烯酰胺的加入量为聚丙烯酰胺(以固体重量份计)：采出水加入氢氧化钠溶液后的混合液＝0.0004:1重量份。
实施例2：
在采用改性净化处理方法的污水站中，在采出水处理流程的混合反应器水入口第一加药孔使用加药泵连续投加重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝0.14:1重量份；同时在混合反应器第二加药孔使用加药泵将溶解后的聚丙烯酰胺连续投加，聚丙烯酰胺的加入量为聚丙烯酰胺(以固体重量份计)：采出水加入氢氧化钠溶液后的混合液＝0.0002:1重量份。
实施例3：
在采用改性净化处理方法的污水站中，在采出水处理流程的混合反应器水入口第一加药孔使用加药泵连续投加重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝0.12:1重量份；同时在混合反应器第二加药孔使用加药泵将溶解后的聚丙烯酰胺连续投加，聚丙烯酰胺的加入量为聚丙烯酰胺(以固体重量份计)：采出水加入氢氧化钠溶液后的混合液＝0.0004:1重量份。
实施例4：
在采用改性净化处理方法的污水站中，在采出水处理流程的混合反应器水入口第一加药孔使用加药泵连续投加重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝0.1:1重量份；同时在混合反应器第二加药孔使用加药泵将溶解后的聚丙烯酰胺连续投加，聚丙烯酰胺的加入量为聚丙烯酰胺(以固体重量份计)：采出水加入氢氧化钠溶液后的混合液＝0.0002:1重量份。
实施例5：
在采用改性净化处理方法的污水站中，在采出水处理流程的混合反应器水入口第一加药孔使用加药泵连续投加重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝0.09:1重量份；同时在混合反应器第二加药孔使用加药泵将溶解后的聚丙烯酰胺连续投加，聚丙烯酰胺的加入量为聚丙烯酰胺(以固体重量份计)：采出水加入氢氧化钠溶液后的混合液＝0.0003:1重量份。

Claims (5)

1.一种油田采出水改性净化处理方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
a.在采出水处理流程的混合反应器水入口第一加药孔连续投加重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝0.05～0.14:1重量份；
b.在混合反应器第二加药孔连续投加絮凝剂，絮凝剂的加入量为絮凝剂：a步骤混合液＝0.0002～0.0004:1重量份。
2.根据权利要求1所述的一种油田采出水改性净化处理方法,其特征在于b步骤所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种油田采出水改性净化处理方法,其特征在于b步骤所述的絮凝剂的加入量为絮凝剂：a步骤混合液＝0.0003:1重量份。
4.根据权利要求1所述的一种油田采出水改性净化处理方法,其特征在于a步骤所述的氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝0.1～0.12:1重量份。
5.根据权利要求1所述的一种油田采出水改性净化处理方法,其特征在于a步骤所述的氢氧化钠溶液的加入量为氢氧化钠溶液：采出水＝1.1:1重量份。
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