CN107795299B - 一种油水井酸化返排液资源化回用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气田地面工程、环境保护技术领域，具体涉及一种油水井酸化返排液资源化回用的方法，该方法具体包括以下步骤：首先进行两级除油工艺处理，消除原油对过滤系统的影响；其次进行两级过滤处理，消除悬浮物对后续纳滤系统的影响；再次进行纳滤膜处理，有效脱除酸化返排液中的钙、镁和总铁离子；添加工业盐酸、缓蚀剂和助排剂，得到用于酸化作业的酸液。本发明充分利用了酸化返排液中的残酸和水，有效减少了酸化液配制所需酸和清水的使用，节约了清水资源，降低了配制成本，实现了酸化废液的资源化利用；同时解决了油水井酸化返排液处理成本高、污泥产量大的问题。因此，本发明可广泛地应用于油水井酸化返排液处理技术领域中。
Description
技术领域
本发明属于油气田地面工程、环境保护技术领域，具体涉及一种油水井酸化返排液资源化回用的方法。
背景技术
酸化是油井增产和水井增注的主要措施，是按照一定顺序向地层注入一定类型、浓度的酸液和添加剂组成的配方酸液，溶蚀地层岩石部分矿物或孔隙、裂缝内的堵塞物，提高地层或裂缝渗透性，改善渗流条件，达到恢复或提高油气井产能(或注入井注入能力)的目的。据统计胜利油田年实施酸化井约1000口，约产生5×104m3酸化返排液。酸化返排液不仅含大量原油、悬浮杂质和残酸，还含有溶蚀地层岩石和垢类物质的无机离子，具有强烈的刺激性气味，对环境危害大。
目前，对酸化返排液有主要三种处理方式：(1)不返排；(2)未经处理，注入附近的高渗层；(3)处理达标后回注。前两种处理方式都会对地层造成伤害，影响开发效果，现场应用较少。目前各油田主要采用第三种处理方式。该方式主要采用罐车将酸化返排液运输至废液站，经预处理(中和—絮凝—过滤)后，再经联合站的污水处理系统处理后回注。该方式虽能实现酸化返排液的无害化处理，但中和过程需要消耗大量液碱(或固体碱)，同时会产生大量难以处置的化学污泥，处理成本高达200元/吨以上。且造成了酸化返排液中残酸和水资源的浪费。因为酸化液的配制不仅需要消耗工业酸、添加剂，还需要消耗大量清水。按照1口酸化井用酸液(浓度12％)40m3计算，将需要消耗清水24m3。因此，将酸化返排液处理后用于后续油水井酸化作业用酸液的配制，不仅可降低酸化液的配制成本，减少酸液和清水消耗，而且可降低酸化返排液的处理成本，减少污泥的产生，对节水减排和环境保护有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变废为宝，充分利用酸化返排液的残酸、助剂和水重新配制酸化用液的方法，既可降低酸化返排液的处理成本，减少化学污泥的产生，同时又可减少酸化用液的配制成本，节约清水资源。
一种油水井酸化返排液资源化回用的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)将酸化返排液进行两级除油工艺处理，使含油量降低到2mg/L以下，消除原油对过滤系统的影响。
(2)将除油后酸化返排液进行两级过滤处理，去除粒径大于1.0μm的悬浮物，将悬浮物含量降低到1.0mg/L以下，消除悬浮物对后续纳滤系统的影响。
(3)将过滤后酸化返排液进行纳滤膜处理，有效脱除酸化返排液中的钙、镁和总铁离子，使钙离子含量小于30mg/L，镁离子含量小于20mg/L，总铁离子的含量低于5mg/L，消除上述离子对再生酸化液溶蚀能力的影响。
(4)检测纳滤产水中残酸含量，添加工业盐酸、缓蚀剂和助排剂，使添加后酸化液中酸质量浓度达到12.0～15.0％，缓蚀剂质量浓度达1.0～2.0％；助排剂质量浓度达0.5～1.0％，得到用于酸化作业的酸液。
其中，所述的两级除油工艺为沉降和气浮工艺；所述的沉降工艺停留时间1～1.5h，用于去除粒径大于2mm的砂粒和大部分的悬浮油；所述的气浮工艺采用涡凹气浮形式，气浮时加入40～50mg/L除油剂，以去除乳化油和溶解油；所述的除油剂为阳离子聚合物或聚醚类高分子非离子聚合物。
所述的两级过滤分为粗滤和精滤；所述的粗滤采用滤芯式过滤，过滤精度30μm，所述的精滤采用陶瓷膜过滤，过滤精度为0.2μm。
所述的纳滤膜处理，纳滤膜的工作压力为0.5～1.0MPa，产水率80～85％，二价和高价离子脱除率98％以上。
所述的工业盐酸，质量浓度为30～31％；所述的缓蚀剂为曼尼希碱类或季铵盐类，质量浓度为10～15g/L；所述的助排剂为有机硅或氟碳类表面活性剂，质量浓度为5～7.5g/L。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
(1)解决了油水井酸化返排液处理成本高、污泥产量大的问题。
(2)充分利用了酸化返排液中的残酸和水，有效减少了酸化液配制所需酸和清水的使用，节约了清水资源，降低了配制成本。
(3)实现了酸化废液的资源化利用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行进一步的描述：
实施例1
胜利油田某区块M油井的酸化返排液30m3，含油量为800mg/L，悬浮物含量为1500mg/L，粒径中值为120μm，残酸含量3％。利用本发明的方法对M油井的酸化返排液进行资源化回用处理，具体步骤如下：
(1)将酸化返排液进行沉降处理1.0h后含油量降至50mg/L，加入40mg/L的阳离子聚合物类除油剂，再经气浮处理后含油量降至1.8mg/L，消除了原油对过滤系统的影响。
(2)将除油后酸化返排液经30μm滤芯过滤后，悬浮物含量降至30mg/L，粒径中值为17μm，再经过滤精度为0.2μm的陶瓷膜过滤后，悬浮物含量降至0.8mg/L，粒径中值为0.76μm，消除悬浮物对后续纳滤系统的影响。
(3)将过滤后酸化返排液进行纳滤膜处理，纳滤膜的工作压力为0.5MPa，产水率为80％，二价和高价离子脱除率为99％，纳滤产水Ca离子含量为20mg/L，Mg离子含量为14mg/L，总Fe离子含量为0.8mg/L，消除上述离子对再生酸化液溶蚀能力的影响。
(4)向纳滤后酸化返排液中分别添加工业盐酸、缓蚀剂和助排剂，质量浓度分别为31％、10g/L和5g/L，添加后酸化液中酸质量浓度达到12.0％、缓蚀剂质量浓度达1.5％、助排剂质量浓度达到1.0％，得酸化用液。
实验测定结果：该酸化用液对灰岩溶蚀率达到70.3％，平均溶蚀速度为0.2g/cm2h，60℃下对N80钢的腐蚀速率为1.5g/cm2h，100℃下对N80钢的腐蚀速率为6.2g/cm2h，酸化用液的表面张力为18mN/m，酸化用液与煤油的界面张力为3mN/m，各项主要指标均达到酸化液标准Q/SY XJ0040—2001。
效益分析：将M井的酸化返排液处理后用于再次配制12％的酸化液，每吨酸化液节约盐酸66kg(含量31％)，节约清水679kg，且减少了酸化返排液处理所需大量中和剂的使用，以及化学污泥的处置问题。
实施例2
胜利油田某区块N油井的酸化返排液40m3，含油量为700mg/L，悬浮物含量为1200mg/L，粒径中值为100μm，残酸含量2.8％。利用本发明的方法对N油井的酸化返排液进行资源化回用处理，具体步骤如下：
(1)将酸化返排液进行沉降处理1.2h后含油量降至40mg/L，加入45mg/L的阳离子聚合物类除油剂，再经气浮处理后含油量降至1.5mg/L，消除原油对过滤系统的影响。
(2)将除油后酸化返排液经30μm滤芯过滤后，悬浮物含量降至20mg/L，粒径中值为12μm，再经过滤精度为0.2μm的陶瓷膜过滤后，悬浮物含量降至0.6mg/L，粒径中值为0.64μm，消除悬浮物对后续纳滤系统的影响。
(3)将过滤后酸化返排液进行纳滤膜处理，纳滤膜的工作压力为0.75MPa，产水率为83％，二价和高价离子脱除率为98.5％，纳滤产水Ca离子含量为25mg/L，Mg离子含量为16mg/L，总Fe离子含量为0.5mg/L，消除了二价和高价离子对再生酸化液溶蚀能力的影响。
(4)向纳滤后酸化返排液中分别添加工业盐酸、缓蚀剂和助排剂，质量浓度分别为30％、15g/L和7.5g/L，添加后酸化液中酸质量浓度达到13.0％、缓蚀剂质量浓度达1.0％、助排剂质量浓度达到0.5％，得酸化用液。
实验测定结果：该酸化用液对灰岩溶蚀率达到75％，平均溶蚀速度为0.3g/cm2h，60℃下对N80钢的腐蚀速率为1.6g/cm2h，100℃下对N80钢的腐蚀速率为7.1g/cm2h，残酸的表面张力为20mN/m，残酸与煤油的界面张力为3.3mN/m，各项主要指标均达到酸化液标准Q/SY XJ0040—2001。
效益分析：将N井酸化返排液处理后用于再次配制13％的酸化液，每吨酸化液节约盐酸57kg(含量30％)，节约清水638kg，且减少了酸化返排液处理所需大量中和剂的使用，以及化学污泥的处置问题。
实施例3
胜利油田某区块U油井的酸化返排液50m3，含油量为850mg/L，悬浮物含量为1300mg/L，粒径中值为130μm，残酸含量3.2％。利用本发明的方法对U油井的酸化返排液进行资源化回用处理，具体步骤如下：
(1)将酸化返排液进行沉降处理1.5h后含油量降至45mg/L，加入50mg/L的聚醚类高分子非离子聚合物除油剂，再经气浮处理后含油量降至1.7mg/L，消除原油对过滤系统的影响。
(2)将除油后酸化返排液经30μm滤芯过滤后，悬浮物含量降至17mg/L，粒径中值为15μm，再经过滤精度为0.2μm的陶瓷膜过滤后，悬浮物含量降至0.8mg/L，粒径中值为0.72μm，消除悬浮物对后续纳滤系统的影响。
(3)将过滤后酸化返排液进行纳滤膜处理，纳滤膜的工作压力为1.0MPa，产水率为85％，二价和高价离子脱除率为99.2％，纳滤产水Ca离子含量为20mg/L，Mg离子含量为14mg/L，总Fe离子含量为0.3mg/L，消除上述离子对再生酸化液溶蚀能力的影响。
(4)向纳滤后酸化返排液中分别添加工业盐酸、缓蚀剂和助排剂，质量浓度分别为31％、12g/L和6.0g/L，添加后酸化液中酸质量浓度达到15.0％、缓蚀剂质量浓度达2.0％、助排剂质量浓度达到0.8％，得酸化用液。
实验测定结果：并测得该酸化液对灰岩溶蚀率达到78％，平均溶蚀速度为0.32g/cm2h，60℃下对N80钢的腐蚀速率为1.7g/cm2h，100℃下对N80钢的腐蚀速率为7.4g/cm2h，残酸的表面张力为22mN/m，残酸与煤油的界面张力为3.5mN/m，各项主要指标均达到酸化液标准Q/SY XJ0040—2001(油田用酸化液性能评价方法)。
效益分析：将U井酸化返排液处理后用于再次配制15％的酸化液，每吨酸化液节约盐酸59kg(含量31％)，节约清水576kg，且减少了酸化返排液处理所需大量中和剂的使用，以及化学污泥的处置问题。
Claims (8)
1.一种油水井酸化返排液资源化回用的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将酸化返排液进行两级除油工艺处理，使含油量降低到2mg/L以下，消除原油对过滤系统的影响；
(2)将除油后酸化返排液进行两级过滤处理，去除粒径大于1.0μm的悬浮物，将悬浮物含量降低到1.0mg/L以下，消除悬浮物对后续纳滤系统的影响；
(3)将过滤后酸化返排液进行纳滤膜处理，有效脱除酸化返排液中的钙、镁和总铁离子，使钙离子含量小于30mg/L，镁离子含量小于20mg/L，总铁离子的含量低于5mg/L，消除上述离子对再生酸化液溶蚀能力的影响；
(4)检测纳滤产水中残酸含量，添加工业盐酸、缓蚀剂和助排剂，使添加后酸化液中酸质量浓度达到12.0～15.0％，缓蚀剂质量浓度达1.0～2.0％；助排剂质量浓度达0.5～1.0％，得到用于酸化作业的酸液。
2.根据权利要求1所述的油水井酸化返排液资源化回用的方法，其特征在于，所述的两级除油工艺为沉降和气浮工艺，沉降工艺停留时间1～1.5h，用于去除粒径大于2mm的砂粒和大部分的悬浮油，气浮工艺采用涡凹气浮形式，气浮时加入40～50mg/L除油剂，以去除乳化油和溶解油。
3.根据权利要求2所述的油水井酸化返排液资源化回用的方法，其特征在于，所述的除油剂为阳离子聚合物或聚醚类高分子非离子聚合物。
4.根据权利要求1或2所述的油水井酸化返排液资源化回用的方法，其特征在于，所述的两级过滤分为粗滤和精滤，粗滤采用滤芯式过滤，过滤精度30μm，精滤采用陶瓷膜过滤，过滤精度为0.2μm。
5.根据权利要求1所述的油水井酸化返排液资源化回用的方法，其特征在于，所述的纳滤膜处理，纳滤膜的工作压力为0.5～1.0MPa，产水率80～85％，二价和高价离子脱除率98％以上。
6.根据权利要求1或5所述的油水井酸化返排液资源化回用的方法，其特征在于，所述的工业盐酸，质量浓度为30～31％。
7.根据权利要求6所述的油水井酸化返排液资源化回用的方法，其特征在于，所述的缓蚀剂为曼尼希碱类或季铵盐类，质量浓度为10～15g/L。
8.根据权利要求7所述的油水井酸化返排液资源化回用的方法，其特征在于，所述的助排剂为有机硅或氟碳类表面活性剂，质量浓度为5～7.5g/L。
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