CN107459175A - 油气田采出水达标回注处理工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油气田采出水达标回注处理工艺及装置，依次通过杀菌处理，pH调节处理，加入絮凝剂、助凝剂和气浮处理对油气田采出水进行净化处理，本发明的装置包括杀菌器、管道混合器、气浮池和集泥池，杀菌器、管道混合器和气浮池通过管线依次连接，其上都设有排污口，且其排污口都连接于集泥池，所述杀菌器的进口上连接有采出水进水管线，采出水进水管线上还连接有加药罐一，管道混合器的进口上连接有加药罐二，气浮池的出口上还连接有清水罐和溶气器，溶气器上连接有储气罐，溶气器的出口连接于发泡器，发泡器接于气浮池的进口，该发明能针对不同的油层的渗透率的不同的特点，可以通过本工艺的精确调整，实现有效回注并且保护地层的目的。

Description

油气田采出水达标回注处理工艺及装置

技术领域

本发明涉及油气田采出水处理领域，具体涉及一种油气田采出水达标回注处理工艺及装置。

背景技术

采出水达标回注课题进行了几十年之久，一直没有一套浅层型的能够适应不同地层，不同采出水体系的可以浅层满足成本及现场的回注需求的处置的工艺及技术出现。

总的来讲采出水回注的处理工艺及技术经历了三个阶段。

一、老三段的除油除悬阶段：94年前由于早期的承揽回注课题的团队均是油田原油的二级单位，不是水处理团队，对水处理体系、地层及地层伤害因子的认识认识较为肤浅。因此他们的思路就是过滤，因此出现了本行业使用多年的混凝+絮凝+助凝+过滤【砂滤、核桃壳过滤等各种各样的过滤装置】。其深度根本不涉及无机盐、有机物残留以及菌类对地层影响的深度，属于采油回注的粗放型阶段。各油田采油修保厂是当时这个领域的主体。

二、精密过滤阶段：这个时期的特点是94年到2010年，这个阶段中石油借鉴国外的研究成果，直接制定成SY/T5329-1994回注标准。属于该类污水处理的过渡阶段。

鉴于对该标准的认识不足，再加上这个阶段的该系统是以经济利益为主要考核标准的历史阶段。造成了各油田对标准的执行遮遮掩掩，作秀多，落实少的现状。该阶段的该类污水实际处理深度也不过是在老三段+过滤的后面又增加了一段精密过滤而已。此阶段稍有突破的就是：普通气浮以及悬浮污泥工艺在各油田开始有了一些工程。但是鉴于运行成本的限制，该两种工艺也没能走到更深的水准。

欧泰克的SSF【悬浮污泥工艺的代表公司】仅仅能够解决部分的悬浮物总量、含油量问题；江苏成博/江苏亚洲【采出水气浮装置的代表企业】的气浮也仅仅局限在对悬浮物和极性有机物—胶质/沥青质的捕捉，与油层保护相差甚远。

直到各油田陆续进入开发的中后期---向老油田求产的阶段，才发现以前的野蛮回注对后面的增油保产严重的危害。此时回注水标准的执行情况才陆续引起各油田高层的重视。

三、浅层控制阶段：2011-现在。这一阶段是各油田深切的感受到地层伤害对油区稳产的危害后进行的最为彻底的改变。

（1）无机物：在对采出水进行精确分析后，将对地层伤害有危害的无机离子进行分类，在确认了每一种危害离子的量化指标后进行的控制。

（2）有机物：对采出水有机物进行了全面分析，最终确定了影响因素及影响指标。最终根据上述结论确认需要达到的回注水标准，并据此兴建或对已有回注站进行技改。

鉴于对采出水体系以及各种地层影响因素的深度理解，本发明是对水处理行业与油服行业进行真正意义上的联接。本回注水处理的工艺及技术是基于采出水中有机物、无机物、细菌、PH值等多参数控制和协调的浅层设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种油气田采出水达标回注处理工艺及装置，使经过处理的采出水达到不同地层对回注水要求的不同标准。

本发明的技术方案是提供了一种油气田采出水达标回注处理工艺，包括如下步骤：

步骤1）通过采出水进水管线将采出水通入到杀菌器，通过加药罐一向杀菌器内加入杀菌剂，经过杀菌后的采出水进入管道混合器；

步骤2）通过加药罐二向管道混合器中加入pH调节剂、絮凝剂和助凝剂，管道混合器内的采出水经过反应后出来的液体进入气浮池；

步骤3）气浮池内经过气浮作用出来的清水一部分进入清水罐，另一部分进入溶气器，同时储气罐内的气体进入溶气器，溶气器内溶有气体的液体进入发泡器内发泡，然后回流至气浮池进行气浮作用；

步骤4）杀菌器、管道混合器和气浮池内产生的杂质污泥均收集至集泥池，然后再通入压滤机，经过压滤处理后的液体收集至压滤液池后回流至气浮池的进口，经过压滤的杂质污泥排入排污管线。

所述步骤1）中采出水和杀菌剂通过采出水进水管线通到布水器上，布水器将采出水向上喷洒于杀菌器内的反应区，进行杀菌处理。

所述步骤1）中杀菌器经过杀菌后的采出水中：SBR细菌总数＜10，铁细菌总数＜900，腐生菌总数＜900，总细菌总数＜1000。

所述步骤3中气浮池经过气浮作用后的清水中：pH值为6.5-7.5，Ca²⁺和Mg²⁺浓度总和≤480mg/L，Fe²⁺和Fe³⁺浓度总和＜10mg/L。

一种油气田采出水达标回注处理装置，包括杀菌器、管道混合器、气浮池和集泥池，所述杀菌器、管道混合器和气浮池通过管线依次连接，杀菌器、管道混合器和气浮池上都设有排污口，且杀菌器、管道混合器和气浮池的排污口都连接于集泥池，所述杀菌器的进口上连接有采出水进水管线，采出水进水管线上还通过管线连接有加药罐一，管道混合器的进口上连接有加药罐二，所述气浮池的出口上还连接有清水罐和溶气器，溶气器上连接有储气罐，溶气器的出口连接于发泡器，发泡器通过管线连接于气浮池的进口。

所述集泥池的出口连接有压滤机，所述压滤机的出液口连接有压滤液池，压滤液池通过管线连接于气浮池的进口，压滤机的排污口连接有排污管线。

所述储气罐上连接有气泵。

所述杀菌器内部设有固定孔板，固定孔板将杀菌器内的空间隔成上部的反应区和下部的进液区。

所述反应区内装有填料，所述进液区内设有布水器，所述采出水进水管线插入杀菌器且连接于布水器。

本发明有益效果：

本发明的这种油气田采出水达标回注处理工艺能针对不同的油层的渗透率的不同的特点，可以通过本工艺的精确调整，实现有效回注并且保护地层的目的。通过在杀菌器中完成彻底的杀菌，有利于杀死菌胶团，释放出束缚水，破坏油水平衡界面，充分破坏水包油，有利于提高后续工艺的净化效果，然后依次通过pH值调节，加入絮凝剂、助凝剂，再进行气浮进一步提高净化效果，并且通过溶气器内气体与清水的充分混合后又进入发泡器，对溶于清水中的气体进行深度的切割，使气泡粒径在5-8um，增加了对有机物氧化效果，增加了相同气量下的气泡表面积，增加了极性有机物以及机械杂质的捕捉机率，多管齐下提高污水的处理效果。

附图说明：

图1为本发明油气田采出水达标回注处理装置的结构示意图；

图2 为本发明杀菌器2的结构示意图。

附图标记：1、加药罐一；2、杀菌器；3、加药罐二；4、管道混合器；5、清水罐；6、气浮池；7、集泥池；8、溶气器；9、发泡器；10、储气罐；11、压滤机；12、压滤液池；13、排污管线；14、气泵；15、采出水进水管线；16、固定孔板；17、反应区；18、进液区；19、填料；20、布水器。

具体实施方式：

实施例1：

本实施例提供了一种油气田采出水达标回注处理工艺，包括如下步骤：

步骤1）通过采出水进水管线15将采出水通入到杀菌器2，通过加药罐一1向杀菌器2内加入杀菌剂，经过杀菌后的采出水进入管道混合器4；

步骤2）通过加药罐二3向管道混合器4中加入pH调节剂、絮凝剂和助凝剂，管道混合器4内的采出水经过反应后出来的液体进入气浮池6；

步骤3）气浮池6内经过气浮作用出来的清水一部分进入清水罐5，另一部分进入溶气器8，同时储气罐10内的气体进入溶气器8，溶气器8内溶有气体的液体进入发泡器9内发泡，然后回流至气浮池6进行气浮作用；

步骤4）杀菌器2、管道混合器4和气浮池6内产生的杂质污泥均收集至集泥池7，然后再通入压滤机11，经过压滤处理后的液体收集至压滤液池12后回流至气浮池6的进口，经过压滤的杂质污泥排入排污管线13。

在杀菌处理阶段中由于原始地层中的束缚水的渗入，使采出水中的铁细菌、腐生菌、硫酸盐还原菌等內源菌混入到采出水中，不加以处理会产生H₂S气体直接危害井场安全，铁细菌的繁殖会对下井管线产生腐蚀，其它腐生菌的繁殖会在地层中滋生大量的菌胶团影响地层的渗透性，直接影响油气的产量。采出水与杀菌剂混合后在杀菌器中完成彻底的杀菌，有利于杀死菌胶团，释放出束缚水；破坏油水平衡界面，充分破坏水包油，有利于提高后续工艺的净化效果。

在气浮工艺阶段中经过杀菌处理的采出水依次进行pH值调节、加入絮凝剂、助凝剂，再进行气浮，实现对有毒有害无机离子的去除尤其是对地层危害巨大的离子：Ca²⁺、Mg^{2 +}、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃ ^2-、S^2-、HCO₃ ^-等离子的去除；其次是实现基本的技术指标，达到：含油量＜6%，含悬量＜2%，粒径中值＜1.5的控制，并且能够根据不同地层的需要继续对出水参数进行调整。本发明中采用的杀菌剂、pH值调节剂、絮凝剂和助凝剂都是现有的公知技术，而且其加入量根据现场需求调整，这都是公知的，在这里不具体解释。

本发明的这种油气田采出水达标回注处理工艺能针对不同的油层的渗透率的不同的特点，可以通过本工艺的精确调整，实现有效回注并且保护地层的目的。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种油气田采出水达标回注处理工艺，所述步骤1中杀菌器2经过杀菌后的采出水中：SBR细菌总数＜10，铁细菌总数＜900，腐生菌总数＜900，总细菌总数＜1000。

所述步骤3中气浮池6经过气浮作用后的清水中：pH值为6.5-7.5，Ca²⁺和Mg²⁺浓度总和≤480mg/L，Fe²⁺和Fe³⁺浓度总和＜10mg/L。

实施例3：

本实施例提供了一种油气田采出水达标回注处理装置，如图1和图2所示，包括杀菌器2、管道混合器4、气浮池6和集泥池7，所述杀菌器2、管道混合器4和气浮池6通过管线依次连接，杀菌器2、管道混合器4和气浮池6上都设有排污口，且杀菌器2、管道混合器4和气浮池6的排污口都连接于集泥池7，所述杀菌器2的进口上连接有采出水进水管线15，采出水进水管线15上还通过管线连接有加药罐一1，管道混合器4的进口上连接有加药罐二3，所述气浮池6的出口上还连接有清水罐5和溶气器8，溶气器8上连接有储气罐10，溶气器8的出口连接于发泡器9，发泡器9通过管线连接于气浮池6的进口。

采出水和杀菌剂通过采出水进水管线15进入杀菌器2，进行杀菌处理，处理完的采出水进入管道混合器4，在管道混合器4内加入pH值调节剂、絮凝剂和助凝剂进行处理，最后进入气浮池6进行气浮处理，从气浮池6出来的清水一部分储存于清水罐5，一部分进入溶气器8，向溶气器8内通入气体，气体和清水充分混合后进入发泡器9，在发泡器9内对溶于清水中的气体进行深度的切割，使气泡粒径在5-8um，然后再回流至气浮池6提供气浮作用。

本发明的这种油气田采出水达标回注处理装置通过在杀菌器中完成彻底的杀菌，有利于杀死菌胶团，释放出束缚水，破坏油水平衡界面，充分破坏水包油，有利于提高后续工艺的净化效果，然后依次通过pH值调节，加入絮凝剂、助凝剂，再进行气浮进一步提高净化效果，并且通过溶气器内气体与清水的充分混合后又进入发泡器，对溶于清水中的气体进行深度的切割，使气泡粒径在5-8um，增加了对有机物氧化效果，增加了相同气量下的气泡表面积，增加了极性有机物以及机械杂质的捕捉机率，多管齐下提高污水的处理效果。

实施例4：

在实施例3的基础上，本实施例提供了一种油气田采出水达标回注处理装置，所述集泥池7的出口连接有压滤机11，所述压滤机11的出液口连接有压滤液池12，压滤液池12通过管线连接于气浮池6的进口，压滤机11的排污口连接有排污管线13。杀菌处理和气浮工艺两个工艺段中的污泥杂质进入到集泥池7中后通过螺杆泵进入到压滤机11进行压滤，污泥通过螺杆泵通过排污管线13外运，压滤液进入压滤液池12后通过回流泵进入气浮工艺段回收再利用，减少浪费。

进一步的，所述储气罐10上连接有气泵14。储气罐10内的空气来源于气泵14对空气的压缩，储气罐10的空气进入溶气器8进行气液的混合。

实施例5：

在实施例3的基础上，本实施例提供了一种油气田采出水达标回注处理装置，所述杀菌器2内部设有固定孔板16，固定孔板16将杀菌器2内的空间隔成上部的反应区17和下部的进液区18采出水和杀菌剂通过采出水进水管线15通到布水器20上，布水器20将采出水向上喷洒于杀菌器2上部的反应区17内，进行杀菌处理。

进一步的，为了使杀菌反应充分，提高杀菌效果，所述反应区17内设有填料19，所述进液区18内设有布水器20，所述采出水进水管线15插入杀菌器2且连接于布水器20，通过布水器将杀菌剂和采出水分布于杀菌器2上部的反应区17内，杀菌剂和采出水在填料19中充分混合完成采出水的杀菌处理，本发明所述填料为现有的公知技术，这里不详细说明。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.油气田采出水达标回注处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1）通过采出水进水管线（15）将采出水通入到杀菌器（2），通过加药罐一（1）向杀菌器（2）内加入杀菌剂，经过杀菌后的采出水进入管道混合器（4）；

步骤2）通过加药罐二（3）向管道混合器（4）中加入pH调节剂、絮凝剂和助凝剂，管道混合器（4）内的采出水经过反应后出来的液体进入气浮池（6）；

步骤3）气浮池（6）内经过气浮作用出来的清水一部分进入清水罐（5），另一部分进入溶气器（8），同时储气罐（10）内的气体进入溶气器（8），溶气器（8）内溶有气体的液体进入发泡器（9）内发泡，然后回流至气浮池（6）进行气浮作用；

步骤4）杀菌器（2）、管道混合器（4）和气浮池（6）内产生的杂质污泥均收集至集泥池（7），然后再通入压滤机（11），经过压滤处理后的液体收集至压滤液池（12）后回流至气浮池（6）的进口，经过压滤的杂质污泥排入排污管线（13）。

2.如权利要求1所述的油气田采出水达标回注处理工艺，其特征在于：所述步骤1）中采出水和杀菌剂通过采出水进水管线（15）通到布水器（20）上，布水器（20）将采出水向上喷洒于杀菌器（2）内的反应区（17），进行杀菌处理。

3.如权利要求1所述的油气田采出水达标回注处理工艺，其特征在于：所述步骤1）中杀菌器（2）经过杀菌后的采出水中：SBR细菌总数＜10，铁细菌总数＜900，腐生菌总数＜900，总细菌总数＜1000。

4.如权利要求1所述的油气田采出水达标回注处理工艺，其特征在于：所述步骤3）中气浮池（6）经过气浮作用后的清水中：pH值为6.5-7.5，Ca²⁺和Mg²⁺浓度总和≤480mg/L，Fe²⁺和Fe³⁺浓度总和＜10mg/L。

5.一种油气田采出水达标回注处理装置，其特征在于：包括杀菌器（2）、管道混合器（4）、气浮池（6）和集泥池（7），所述杀菌器（2）、管道混合器（4）和气浮池（6）通过管线依次连接，杀菌器（2）、管道混合器（4）和气浮池（6）上都设有排污口，且杀菌器（2）、管道混合器（4）和气浮池（6）的排污口都连接于集泥池（7），所述杀菌器（2）的进口上连接有采出水进水管线（15），采出水进水管线（15）上还通过管线连接有加药罐一（1），管道混合器（4）的进口上连接有加药罐二（3），所述气浮池（6）的出口上还连接有清水罐（5）和溶气器（8），溶气器（8）上连接有储气罐（10），溶气器（8）的出口连接于发泡器（9），发泡器（9）通过管线连接于气浮池（6）的进口。

6.如权利要求5所述的油气田采出水达标回注处理装置，其特征在于：所述集泥池（7）的出口连接有压滤机（11），所述压滤机（11）的出液口连接有压滤液池（12），压滤液池（12）通过管线连接于气浮池（6）的进口，压滤机（11）的排污口连接有排污管线（13）。

7.如权利要求5所述的油气田采出水达标回注处理装置，其特征在于：所述储气罐（10）上连接有气泵（14）。

8.如权利要求5所述的油气田采出水达标回注处理装置，其特征在于：所述杀菌器（2）内部设有固定孔板（16），固定孔板（16）将杀菌器（2）内的空间隔成上部的反应区（17）和下部的进液区（18）。

9.如权利要求8所述的油气田采出水达标回注处理装置，其特征在于：所述反应区（17）内设有填料（19），所述进液区（18）内设有布水器（20），所述采出水进水管线（15）插入杀菌器（2）且连接于布水器（20）。