CN107651734A - 采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧方法，将新鲜油井污水通过风送喷雾方式和空气混合喷出，使新鲜污水与空气充分接触彻底失活、杀灭部分厌氧菌；加入杀菌剂消除微生物的影响；将经过彻底曝气失活杀菌的污水，通过PVC衬里管线进入文丘里装置溶解聚合物；再通过搅拌溶解进行动态熟化；在搅拌溶解动态熟化过程中，通过氮气置换将聚合物溶液中的溶解氧置换渗入氮气中。一种采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，包括采油污水曝气装置和含氧聚合物溶液氮气置换罐。有效解决了曝气不充分问题，也解决了氧的残留问题，避免了聚合物溶液在油层中由于水质的问题降解。

Description

采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧方法及装置

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧方法及装置。

背景技术

随着油田进入高含水开发阶段，各种提高采收率的技术相继投入应用。在众多的提高采收率技术中，聚合物驱油技术、以及由此演化出的聚合物/表面活性剂二元驱油技术和聚合物/表面活性剂/碱三元复合驱油技术是最为有效的三种采油技术。配制聚合物用的水质对聚合物粘度影响极大，淡水以其矿化度低和没有活性物质等特点成为理想的配制用水。

但是，受淡水资源的限制和油井产出水环保的要求，2000年以来开始使用采油井产出水经过处理后作为配制聚合物的水源（配聚水）。由于采油井产出水（也称采油污水）来自多年开发的油层，期间各种杀菌剂、清蜡剂、调剖剂等连续使用，使得污水成份异常复杂。

为了使污水能够代替淡水进行聚合物驱油，开展了大量的研究。例如 2012年Vol.41(4) 《石油与天然气化工》刘忠和“含聚污水中的聚合物性质研究”、2012年Vol.26(6)《石油地质与工程》李金环“污水水质对聚合物黏度影响研究”、 2000年《油气采收率技术》Vol.7(2) 付美龙等“污水配制聚合物溶液的粘度稳定性研究”、 2013年《油气田地面工程》Vol.32(2) 刘学智“影响聚合物溶液黏度的主要因素”、狄连成等人CN200410071931.7《油田三次采油配制聚合物溶液用污水的处理方法》专利都对水质提出了要求和处理方法，并进行了规模应用。

尽管如此，通过实验研究仍然发现现有处理水的方法不很到位，水中仍有浓度不低且影响聚合物粘度的成份，如二价铁等。由此造成采油污水曝气不充分，残余的活性物质浓度相对较高，在通过文丘里装置溶解聚合物时又混入了大量氧，在聚合物溶液通过多年注水管线（管线内壁沉积大量杂质并附着大量细菌）时，增加了部分成份，到井口取样时，对聚合物粘度有较大的不利影响，致使井口取样的聚合物溶液粘度的90d后保留率（不足50%）较低，难以达到设计要求。

发明内容

鉴于以上情形，为了解决上述技术存在的问题，本发明提出一种采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧方法及装置，以喷雾方式使采油污水和空气充分接触失活，然后以氮封方式隔绝空气，通过氮气环绕动态置换聚合物溶液中的溶解氧，以实现消除氧和配聚水中微生物对聚合物溶液的降解，提高井口聚合物溶液粘度保留率。

一种采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧方法，包括以下步骤：

将新鲜油井污水通过风送喷雾方式和空气混合喷出，使新鲜污水与空气充分接触彻底失活、杀灭部分厌氧菌；

加入杀菌剂消除微生物的影响；

将经过彻底曝气失活杀菌的污水，通过PVC衬里管线进入文丘里装置溶解聚合物；

再通过搅拌溶解进行动态熟化；

在搅拌溶解动态熟化过程中，通过氮气置换将聚合物溶液中的溶解氧置换渗入氮气中。

经过前两个步骤处理的污水，水中只有氧而没有活性物质和微生物，再经过后续处理从而降低聚合物溶液中的溶解氧含量，降低氧、微生物对聚合物溶液的降解。

一种采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，包括采油污水曝气装置和含氧聚合物溶液氮气置换罐，所述采油污水曝气装置包括曝气水大罐、喷雾水汽隔挡板、高压风送式喷雾机、曝气水出口泵和杀菌剂泵，所述喷雾水汽隔挡板设置在曝气水大罐内，高压风送式喷雾机和曝气水出口泵设置在曝气水大罐底部外围，杀菌剂泵设置在曝气水出口泵的出口前端；所述含氧聚合物溶液氮气置换罐包括聚合物溶液熟化罐、置换溶解氧罐和搅拌器，所述聚合物溶液熟化罐设置于置换溶解氧罐内，聚合物溶液熟化罐和置换溶解氧罐之间的空间构成聚合物溶液溶解氧氮气置换环空和聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空，搅拌器设置在聚合物溶液熟化罐上部，搅拌器上设有搅拌器叶片向下伸入聚合物溶液熟化罐内，置换溶解氧罐的侧壁上还设有上氮气循环孔和下氮气循环孔；所述采油污水曝气装置和含氧聚合物溶液氮气置换罐之间设有氮气封闭文丘里装置，杀菌剂泵的出口与氮气封闭文丘里装置连通，氮气封闭文丘里装置与聚合物溶液熟化罐内部连通。

优选地，杀菌剂泵的出口通过PVC衬里管线与氮气封闭文丘里装置连通，氮气封闭文丘里装置通过PVC衬里管线与聚合物溶液熟化罐内部连通。

优选地，所述氮气封闭文丘里装置通过氮气密封罩密封，氮气密封罩内部与置换溶解氧罐内部连通。氮气密封罩内部与置换溶解氧罐内部的氮气形成一个循环回路。

优选地，所述高压风送式喷雾机的数量为六个，均布在曝气水大罐周边。

优选地，所述置换溶解氧罐的顶部设有氧监测器，置换溶解氧罐上部设有密封门和安全孔。

为使经过粗处理后的采油污水充分曝气失活，采用市售高压风送式喷雾机将来水混同空气喷入曝气水大罐，来水在高压风送式喷雾机中空气和曝气水大罐中空气的双重作用下，和空气充分接触，既可以使水充分失活，也可以杀灭一部分厌氧微生物，例如硫酸盐还原菌。曝气用的高压风送式喷雾机根据用水量设置数量，一般不超过个，图中设有个。曝气水大罐中间的喷雾水汽隔挡板是为防止各个高压风送式喷雾机将喷雾水喷到对面设置，同时也有阻挡撞击喷雾水深度曝气的功能。将存留在曝气水大罐水池中的充分曝气的水通过曝气水出口泵打入储水罐，在曝气水出口泵前端设计一个加入杀菌剂的杀菌剂泵，按设计要求加入杀菌剂，用于溶解聚合物。通过此装置实现了采油污水深度处理。

充分曝气并加入杀菌剂的水通过氮气封闭文丘里装置，将分散于水中的聚合物颗粒送入聚合物溶液熟化罐中，边搅拌边熟化。在搅拌过程中，水中溶解氧逐渐被置换到聚合物溶液溶解氧氮气置换环空和聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空中的氮气中，含氧的氮气被不断通过上氮气循环孔和下氮气循环孔通风更新以保持氮气纯度，确保置换效果。为便于检测，在置换溶解氧罐的顶部安装了氧监测器，一旦氧含量超过.mg/L，将更新氮气，确保氮气纯度。操作人员通过密封门进入观察聚合物溶液溶解和气体含氧量变化，通过安全孔保持安全操作。通过此装置实现了现场聚合物溶液除氧。

优选地，所述曝气水大罐高六米，底部直径为十米，曝气水大罐的中间设置喷雾水汽隔挡板，喷雾水汽隔挡板包括三块相互夹角为120°、高度为四米的喷雾挡板。所述曝气水大罐也可以称为污水彻底曝气池，可以采用混凝土制作，也可以采用其它制作形式。

优选地，所述置换溶解氧罐的直径与聚合物溶液熟化罐的直径之差大于或等于一米，置换溶解氧罐的高度与聚合物溶液熟化罐的高度之差大于或等于两米，置换溶解氧罐与聚合物溶液熟化罐之间的空间包括一个环形空间即聚合物溶液溶解氧氮气置换环空以及一个顶部空间即聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空。

还包括制氮车和氮气缓冲罐，所述制氮车与氮气缓冲罐连接，氮气缓冲罐与上氮气循环孔或者下氮气循环孔连接。制氮车和氮气缓冲罐供聚合物溶液溶解氧氮气置换环空和聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空以及氮气封闭文丘里装置溶解聚合物吸（氮）气隔氧，使溶解聚合物和熟化过程与空气隔开，形成氮气密封系统。

一种采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，包括以下步骤：

将新鲜油井污水通过高压风送式喷雾机使污水和空气混合喷出，在曝气水大罐中撞击喷雾水汽隔挡板，使新鲜污水与空气充分接触彻底失活、杀灭部分厌氧菌；

在杀菌剂泵中加入杀菌剂消除微生物的影响；

将经过彻底曝气失活杀菌的污水，通过PVC衬里管线进入文丘里装置溶解聚合物；

从文丘里装置出来的污水进入聚合物溶液熟化罐，通过搅拌溶解进行动态熟化；

在搅拌溶解动态熟化过程中，通过氮气置换将聚合物溶液中的溶解氧置换渗入氮气中。

优选地，置换溶解氧罐与聚合物溶液熟化罐之间的空间，即聚合物溶液溶解氧氮气置换环空以及聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空中，充满含量99.99%的氮气。在整个动态搅拌熟化过程中，聚合物溶液中的溶解氧通过置换渗入氮气中，从而降低聚合物溶液中的溶解氧含量。降低氧、微生物对聚合物降解。

在采取本发明提出的技术后，根据本发明实施例的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧方法及装置，具有以下有益效果。

1)采用高压喷雾的方法，使空气和采油污水充分接触氧化，将污水中的活性物质彻底氧化失活，加入杀菌剂后在氮气密封的文丘里装置中分散聚合物并输送到聚合物溶液熟化罐。在聚合物溶液熟化罐中，通过氮气环绕，置换溶解、搅拌和熟化中的聚合物溶液，使聚合物中的活性物质（趋于0）、二价铁（小于0.2mg/L）和氧（小于0.5mg/L）达到要求，提高了注入井口聚合物粘度保留率。

2)通过采油污水曝气装置进行曝气喷雾使油井来的新鲜污水彻底曝气、失活、杀死部分厌氧细菌，通过聚合物溶液熟化罐和聚合物溶液溶解氧氮气置换环空的动态交换除氧，消除氧和配聚水中微生物对聚合物溶液的降解，提高井口聚合物溶液粘度保留率。既有效解决了曝气不充分问题，也解决了氧的残留问题，避免了聚合物溶液在油层中由于水质的问题降解。

附图说明

图1示出了本发明实施例的采油污水曝气装置；

图2示出了本发明实施例的含氧聚合物溶液氮气置换罐；

图3示出了本发明实施例的采油污水曝气失活后二价铁含量实验数据表；

图4示出了本发明实施例的风送式喷雾机的参数表；

图5示出了本发明实施例的采油污水曝气失活次数与聚合物溶液粘度实验数据表；

图6示出了本发明实施例的不同杀菌剂的杀菌效果；

图7示出了本发明实施例的不同杀菌剂与聚合物配伍性实验数据表；

图8示出了本发明实施例的井口聚合物溶液中微生物含量数据表（个/mL）；

图9示出了本发明实施例的杀菌剂与聚合物配伍性数据表。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的各个优选的实施方式进行描述。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。

如图1和图2所示，一种采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，包括采油污水曝气装置和含氧聚合物溶液氮气置换罐，所述采油污水曝气装置包括曝气水大罐1、喷雾水汽隔挡板2、高压风送式喷雾机3、曝气水出口泵4和杀菌剂泵5，所述喷雾水汽隔挡板2设置在曝气水大罐1内，高压风送式喷雾机3和曝气水出口泵4设置在曝气水大罐1底部外围，杀菌剂泵5设置在曝气水出口泵4的出口前端；所述含氧聚合物溶液氮气置换罐包括聚合物溶液熟化罐6、置换溶解氧罐7和搅拌器8，所述聚合物溶液熟化罐6设置于置换溶解氧罐7内，聚合物溶液熟化罐6和置换溶解氧罐7之间的空间构成聚合物溶液溶解氧氮气置换环空67和聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空68，搅拌器8设置在聚合物溶液熟化罐6上部，搅拌器8上设有搅拌器叶片81向下伸入聚合物溶液熟化罐6内，置换溶解氧罐7的侧壁上还设有上氮气循环孔91和下氮气循环孔92；所述采油污水曝气装置和含氧聚合物溶液氮气置换罐之间设有氮气封闭文丘里装置，杀菌剂泵5的出口通过PVC衬里管线与氮气封闭文丘里装置连通，氮气封闭文丘里装置通过PVC衬里管线与聚合物溶液熟化罐6内部连通。

所述氮气封闭文丘里装置通过氮气密封罩密封，氮气密封罩内部与置换溶解氧罐7内部连通。氮气密封罩内部与置换溶解氧罐7内部的氮气形成一个循环回路。

所述高压风送式喷雾机3的数量为六个，均布在曝气水大罐1周边。

所述置换溶解氧罐7的顶部设有氧监测器，置换溶解氧罐7上部设有密封门71和安全孔72。

下面介绍上述采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置进行采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧的方法。

首先将新鲜油井污水通过高压风送式喷雾机3使污水和空气混合喷出，在曝气水大罐1中撞击喷雾水汽隔挡板2，使新鲜污水与空气充分接触彻底失活、杀灭部分厌氧菌；然后在杀菌剂泵5中加入杀菌剂消除微生物的影响； 将经过彻底曝气失活杀菌的污水，通过PVC衬里管线进入文丘里装置溶解聚合物；从文丘里装置出来的污水进入聚合物溶液熟化罐6，通过搅拌溶解进行动态熟化；在搅拌溶解动态熟化过程中，通过氮气置换将聚合物溶液中的溶解氧置换渗入氮气中。其中，置换溶解氧罐7与聚合物溶液熟化罐6之间的空间，即聚合物溶液溶解氧氮气置换环空67以及聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空68中，充满含量99.99%的氮气。在整个动态搅拌熟化过程中，聚合物溶液中的溶解氧通过置换渗入氮气中，从而降低聚合物溶液中的溶解氧含量。降低氧、微生物对聚合物降解。

经过前两个步骤处理的污水，水中只有氧而没有活性物质和微生物，再经过后续处理从而降低聚合物溶液中的溶解氧含量，降低氧、微生物对聚合物溶液的降解。

为使经过粗处理后的采油污水充分曝气失活，采用市售高压风送式喷雾机3将来水混同空气喷入曝气水大罐1，来水在高压风送式喷雾机3中空气和曝气水大罐1中空气的双重作用下，和空气充分接触，既可以使水充分失活，也可以杀灭一部分厌氧微生物，例如硫酸盐还原菌。曝气用的高压风送式喷雾机3根据用水量设置数量，一般不超过6个，图1中设有5个。曝气水大罐1中间的喷雾水汽隔挡板2是为防止各个高压风送式喷雾机3将喷雾水喷到对面设置，同时也有阻挡撞击喷雾水深度曝气的功能。将存留在曝气水大罐1水池中的充分曝气的水通过曝气水出口泵4打入储水罐，在曝气水出口泵4前端设计一个加入杀菌剂的杀菌剂泵5，按设计要求加入杀菌剂，用于溶解聚合物。通过此装置实现了采油污水深度处理。

充分曝气并加入杀菌剂的水通过氮气封闭文丘里装置，将分散于水中的聚合物颗粒送入聚合物溶液熟化罐6中，边搅拌边熟化。在搅拌过程中，水中溶解氧逐渐被置换到聚合物溶液溶解氧氮气置换环空67和聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空68中的氮气中，含氧的氮气被不断通过上氮气循环孔91和下氮气循环孔92通风更新以保持氮气纯度，确保置换效果。为便于检测，在置换溶解氧罐7的顶部安装了氧监测器，一旦氧含量超过0.5mg/L，将更新氮气，确保氮气纯度。操作人员通过密封门71进入观察聚合物溶液溶解和气体含氧量变化，通过安全孔72保持安全操作。通过此装置实现了现场聚合物溶液除氧。

进一步地，所述曝气水大罐1高六米，底部直径为十米，曝气水大罐1的中间设置喷雾水汽隔挡板2，喷雾水汽隔挡板2包括三块相互夹角为120°、高度为四米的喷雾挡板。所述曝气水大罐1也可以称为污水彻底曝气池，可以采用混凝土制作，也可以采用其它制作形式。

所述置换溶解氧罐7的直径与聚合物溶液熟化罐6的直径之差大于或等于一米，置换溶解氧罐7的高度与聚合物溶液熟化罐6的高度之差大于或等于两米，置换溶解氧罐7与聚合物溶液熟化罐6之间的空间包括一个环形空间即聚合物溶液溶解氧氮气置换环空67以及一个顶部空间即聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空68。

进一步地，还包括制氮车和氮气缓冲罐，所述制氮车与氮气缓冲罐连接，氮气缓冲罐与上氮气循环孔91或者下氮气循环孔92连接。制氮车和氮气缓冲罐供聚合物溶液溶解氧氮气置换环空67和聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空68以及氮气封闭文丘里装置溶解聚合物吸（氮）气隔氧，使溶解聚合物和熟化过程与空气隔开，形成氮气密封系统。

下面介绍本发明的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧方法具体实施试验。

1、曝气失活试验。

现场取新鲜采油污水置于一个容器内，测量二价铁含量作为基值，数次将污水连续用水杯从离容器1m高度散入容器内模拟曝气塔曝气失活过程，每次测量二价铁含量。结果如图3所示，经过3次反复曝气，水中二价铁含量由基值的2.8mg/L下降至0.15mg/L，继续曝气失活至第4次，二价铁含量较第3次仅下降0.2mg/L,综合考虑，3次已经满足了配制聚合物溶液的水质要求。

将新鲜采油污水装入风送式喷雾机中，风送式喷雾机以扬州博力机电设备有限公司产品FSP30为例，性能参数如图4所示。启动泵喷出雾水(用最小喷雾流量8L/min和最大喷雾流量12L/min进行试验)，测量喷雾后水中二价铁和氧含量，通过测量聚合物粘度检验活性物质的影响。结果表明，以较低的喷雾流量8L/min和较高的喷雾量12L/min新鲜污水喷雾后，水中的二价铁离子降到了0-0.05mg/L，满足配聚要求。用这种方法处理的水配制浓度为1500mg/L的聚合物溶液，粘度达到了75.7mPa.s,较一般方法处理水配制聚合物溶液粘度高出9.6%。说明处理效果满足要求。

2、新鲜污水和曝气失活后的污水溶解聚合物后粘度变化。

将铁架台、搅拌器、250ml烧杯、曝气水样、称量为2000mg/L聚合物干粉送入厌氧手套箱中，将搅拌器固定在铁架台上，接上搅拌棒并置于烧杯盛的水中，启动搅拌装置，将聚合物干粉沿着搅拌水的斜面撒于水上溶解2h。分别测量聚合物溶液粘度。如图5所示结果表明，随着曝气失活次数的增加，水中二价铁含量的下降，聚合物溶液的粘度呈现上升趋势，至第3次曝气失活后，聚合物溶液粘度已经由新鲜污水的35.2mPa.s，升高到71.1mPa.s，将新鲜污水配制聚合物溶液粘度增加了102%，第4次曝气失活污水配制的聚合物溶液虽然也在增加，但是幅度较小，综合考虑，第3次曝气失活的污水基本达到要求。未处理的污水粘度却只有27.9mPa.s。

用风送式喷雾机处理后的水在手套箱中溶解聚合物后，粘度达到了76.4mPa.s，和在实验室条件下溶解的聚合物粘度相近。

3、杀菌效果。

不同类型的杀菌剂对不同类型的微生物有不同的杀菌效果，本实验选择现场常用的1227和甲醛作为杀菌剂。在微生物中，对聚合物直接造成粘度下降的硫酸盐还原菌（SRB），这种菌属于厌氧菌，水中通常是繁殖较快，代谢能力较强，在条件适宜下，快速繁殖的结果是产生硫化物，降解聚合物。在于空气接触时会杀灭一部分这种菌。除了SRB，还有腐生菌和铁细菌也在一定程度上影响聚合物粘度。铁细菌主要是在有氧的条件下（比如盛有聚合物溶液的容器一半是空气）二价铁离子含量较高时，就会在短时间内将聚合物降解成水一样的物质，其机理是氧自由基的作用。目前现场用的杀菌剂主要是1227和甲醛等，效果较好，但是对于具体区块仍需要做杀菌剂的效果和与聚合物配伍性试验。

针对大港港东油田水质开展了相关实验研究，经过实验研究和配伍性实验，确定1227作为首先加入的杀菌剂，浓度为50mg/L,用于配聚水100m3杀菌，然后再加入甲醛，浓度为200mg/L，同样用于100m3配聚水杀菌，如此交替轮换使用，两种杀菌剂在熟化罐中相遇，还可以产生复合作用，达到较好的效果，如图6所示。

4、杀菌剂与聚合物配伍性。

用处理后的污水添加杀菌剂（甲醛为200mg/L，1227为50mg/L），放置1.5h，再用该水样分别配制聚合物（浓度为2000mg/L）溶液，然后测量聚合物粘度2h，如图7所示实验结果表明，经过处理和加入杀菌剂的聚合物溶液粘度与未加杀菌剂的水样配制的聚合物溶液粘度相近。说明配伍性较好。

5、环空体积与置换氧效果。

将2500mL的烧杯盛1500mL处理后污水（含氧量3.6mg/L）和配制浓度为2000mg/L聚合物干粉0.3499g（聚合物干粉有效含量按88%计算）,置于厌氧手套箱内（手套箱为美国产thermo1029，手套箱中氧含量为0.18-0.20mg/L），安装好并启动搅拌器，待水有斜面产生将聚合物干粉撒于斜面上，溶解2小时后测量聚合物溶液中溶解氧含量。此时，厌氧手套箱的内部容积为（长×宽×高=108×66×75cm）534600cm3，扣除恒温室（25%）容积后为400950m3，为溶解聚合物溶液体积的38倍。溶解后测量聚合物溶液中溶解氧含量为0.18mg/L,较溶解前的3.6mg/L下降了95%，满足了0.2mg/L的要求。测量厌氧手套箱中氧含量为0.25mg/L。分析结果表明聚合物溶液中的溶解氧被置换到手套箱的空间中了。由于手套箱和聚合物溶液的体积比例相差过大（38倍），考虑缩小手套箱中有效空间。

以现场标称500m3聚合物熟化罐为例。罐的半径为5m，高度为6m，容积为471m3，按照液面为罐容积的75%计算，实际聚合物溶液的体积为353m3。按照罐的半径增加1m，高度增加2m计算，总的容积为904m3。计算环空和顶部实际无液空间为551m3，总的气体所占空间为551m3，占聚合物溶液体积的约1.6倍。按照这个比例，设计厌氧手套箱中的聚合物溶液和气体所占比例为1.6倍。聚合物溶液体积为1500mL，手套箱中气体体积缩小为2400cm3。按照上述溶解和测量溶解氧方法实验，溶解聚合物后溶液中的溶解氧含量为0.4mg/L,仍然满足氧（0.5mg/L）对聚合物溶液粘度影响的要求。

6、现场注聚管线的选择。

1）井口聚合物溶液中微生物检测。经过多年注水的管线，在管壁上沉积了一层粘泥，这层粘泥中含有一定量的微生物。经过对井口聚合物溶液的检测，微生物的数量因管线的材质不同而异，如图8所示。

2）井口聚合物溶液中二价铁的检测

开展注聚提高采收率的油田或者区块多是开采多年的老区块，油井含水率高，所用的注水管线也是多年没有更换的老管线，有的为了节约成本没有更换管线，有的则更换了全新管线。由于管线材质不同和处理方法的差异，使得管线的内壁沉积滞留吸附的成分不同。对于新管线，内壁有衬里，用的时间短，井口检测聚合物溶液中二价铁含量就低，甚至没有检测到。对于老管线就相对较高一些。对比数据如图8所示。

3）注聚管线材质的选择依据

基于注聚管线中微生物和二价铁的考虑，选择新的管线是最佳选择。

7、稳定性实验。

用处理后的污水添加杀菌剂和稳定剂，再配制聚合物（浓度为2000mg/L）溶液，分装到稳定性样瓶（每个样瓶30ml）中，每一组做3个平行样，经过除氧后盖上胶塞，压上铝盖，放入恒温箱中老化，定期在厌氧手套箱中测量聚合物溶液的粘度。由图9所示可知，经过90d的老化试验，空白样的粘度仅为28.9mPa.s,粘度保留率仅为41%，其余加入杀菌剂和稳定剂的聚合物溶液粘度为53.2-59mPa.s，粘度保留率达到了74-83%，热稳定性实验说明，经过处理和加入杀菌剂和稳定剂的聚合物溶液有效保证了聚合物溶液在地下的驱油效果。

根据本发明实施例的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧方法及装置，采用高压喷雾的方法，使空气和采油污水充分接触氧化，将污水中的活性物质彻底氧化失活，加入杀菌剂后在氮气密封的文丘里装置中分散聚合物并输送到聚合物溶液熟化罐。在聚合物溶液熟化罐中，通过氮气环绕，置换溶解、搅拌和熟化中的聚合物溶液，使聚合物中的活性物质（趋于0）、二价铁（小于0.2mg/L）和氧（小于0.5mg/L）达到要求，提高了注入井口聚合物粘度保留率。

根据本发明实施例的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧方法及装置，通过采油污水曝气装置进行曝气喷雾使油井来的新鲜污水彻底曝气、失活、杀死部分厌氧细菌，通过聚合物溶液熟化罐和聚合物溶液溶解氧氮气置换环空的动态交换除氧，消除氧和配聚水中微生物对聚合物溶液的降解，提高井口聚合物溶液粘度保留率。既有效解决了曝气不充分问题，也解决了氧的残留问题，避免了聚合物溶液在油层中由于水质的问题降解。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可实施。当然，以上所列的情况仅为示例，本发明并不仅限于此。本领域的技术人员应该理解，根据本发明技术方案的其他变形或简化，都可以适当地应用于本发明，并且应该包括在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧方法，其特征在于，

将新鲜油井污水通过风送喷雾方式和空气混合喷出，使新鲜污水与空气充分接触彻底失活、杀灭部分厌氧菌；

加入杀菌剂消除微生物的影响；

将经过彻底曝气失活杀菌的污水，通过PVC衬里管线进入文丘里装置溶解聚合物；

再通过搅拌溶解进行动态熟化；

在搅拌溶解动态熟化过程中，通过氮气置换将聚合物溶液中的溶解氧置换渗入氮气中。

2.一种采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，其特征在于，包括采油污水曝气装置和含氧聚合物溶液氮气置换罐，所述采油污水曝气装置包括曝气水大罐(1)、喷雾水汽隔挡板(2)、高压风送式喷雾机(3)、曝气水出口泵(4)和杀菌剂泵(5)，所述喷雾水汽隔挡板(2)设置在曝气水大罐(1)内，高压风送式喷雾机(3)和曝气水出口泵(4)设置在曝气水大罐(1)底部外围，杀菌剂泵(5)设置在曝气水出口泵(4)的出口前端；所述含氧聚合物溶液氮气置换罐包括聚合物溶液熟化罐(6)、置换溶解氧罐(7)和搅拌器(8)，所述聚合物溶液熟化罐(6)设置于置换溶解氧罐(7)内，聚合物溶液熟化罐(6)和置换溶解氧罐(7)之间的空间构成聚合物溶液溶解氧氮气置换环空(67)和聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空(68)，搅拌器(8)设置在聚合物溶液熟化罐(6)上部，搅拌器(8)上设有搅拌器叶片(81)向下伸入聚合物溶液熟化罐(6)内，置换溶解氧罐(7)的侧壁上还设有上氮气循环孔(91)和下氮气循环孔(92)；所述采油污水曝气装置和含氧聚合物溶液氮气置换罐之间设有氮气封闭文丘里装置，杀菌剂泵(5)的出口与氮气封闭文丘里装置连通，氮气封闭文丘里装置与聚合物溶液熟化罐(6)内部连通。

3.根据权利要求2所述的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，其特征在于，杀菌剂泵(5)的出口通过PVC衬里管线与氮气封闭文丘里装置连通，氮气封闭文丘里装置通过PVC衬里管线与聚合物溶液熟化罐(6)内部连通。

4.根据权利要求2所述的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，其特征在于，所述氮气封闭文丘里装置通过氮气密封罩密封，氮气密封罩内部与置换溶解氧罐(7)内部连通。

5.根据权利要求2所述的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，其特征在于，所述高压风送式喷雾机(3)的数量为六个，均布在曝气水大罐(1)周边。

6.根据权利要求2所述的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，其特征在于，所述置换溶解氧罐(7)的顶部设有氧监测器，置换溶解氧罐(7)上部设有密封门(71)和安全孔(72)。

7.根据权利要求2所述的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，其特征在于，所述曝气水大罐(1)高六米，底部直径为十米，曝气水大罐(1)的中间设置喷雾水汽隔挡板(2)，喷雾水汽隔挡板(2)包括三块相互夹角为120°、高度为四米的喷雾挡板。

8.根据权利要求2所述的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，其特征在于，所述置换溶解氧罐(7)的直径与聚合物溶液熟化罐(6)的直径之差大于或等于一米，置换溶解氧罐(7)的高度与聚合物溶液熟化罐(6)的高度之差大于或等于两米，置换溶解氧罐(7)与聚合物溶液熟化罐(6)之间的空间包括一个环形空间即聚合物溶液溶解氧氮气置换环空(67)以及一个顶部空间即聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空(68)。

9.根据权利要求2所述的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，其特征在于，还包括制氮车和氮气缓冲罐，所述制氮车与氮气缓冲罐连接，氮气缓冲罐与上氮气循环孔(91)或者下氮气循环孔(92)连接。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的采油污水深度处理及现场聚合物溶液除氧装置，其使用方法在于，

将新鲜油井污水通过高压风送式喷雾机(3)使污水和空气混合喷出，在曝气水大罐(1)中撞击喷雾水汽隔挡板(2)，使新鲜污水与空气充分接触彻底失活、杀灭部分厌氧菌；

在杀菌剂泵(5)中加入杀菌剂消除微生物的影响；

将经过彻底曝气失活杀菌的污水，通过PVC衬里管线进入文丘里装置溶解聚合物；

从文丘里装置出来的污水进入聚合物溶液熟化罐(6)，通过搅拌溶解进行动态熟化；

在搅拌溶解动态熟化过程中，通过氮气置换将聚合物溶液中的溶解氧置换渗入氮气中；

其中，所述置换溶解氧罐(7)与聚合物溶液熟化罐(6)之间的空间，即聚合物溶液溶解氧氮气置换环空(67)以及聚合物溶液溶解氧氮气置换顶空(68)中，充满含量99.99％的氮气。