CN111517482A - 一种油田污水中硫化物控制的方法 - Google Patents

一种油田污水中硫化物控制的方法 Download PDF

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Abstract

一种油田污水中硫化物控制的方法，涉及一种油田污水中硫化物控制的方法。目的是解决现有油田污水中的硫化物处理难度大的问题。方法：以化能自养硫细菌菌液、硝酸盐、亚硝酸盐和余量的水或油田采出水为原料制备生物硫化物控制剂母液；将所得生物硫化物控制剂母液和曝氧处理前的油田采出水混合，得到预处理油田污水；利用所得的预处理油田污水与聚合物混合配制聚合物母液，然后用所得的预处理油田污水稀释聚合物母液。本发明方法可有效降低油田污水中硫化物的含量，并且生物硫化物控制剂不与聚合物发生反应，不会引起聚合物粘度的损失，且不产生二次污染。本发明适用于油田污水中硫化物的控制。

Description

一种油田污水中硫化物控制的方法
技术领域
本发明涉及一种油田污水中硫化物控制的方法。
背景技术
在油田开采的过程中会产生大量的油田污水，并且污水量仍呈不断上升的趋势。随着我国对环境的保护越来越重视，油田污水的处理问题是油田生产和进一步开发亟待解决的问题。
油田污水中硫或硫化物以S0、S2-和SO4 2-的形式存在，硫酸盐还原菌(SRB)可将S0和SO4 2-还原为S2-。S2-对金属具有较强的腐蚀性，油田污水中硫化物的存在会腐蚀金属，严重时会发生穿孔，造成配注配注系统的损坏，影响油田的稳定生产。硫化物腐蚀铁反应生成硫化铁，是性质稳定不溶于水的黑色胶状物，硫化铁的存在会使污水变黑发臭，增加污水的处理难度，在地下时还可能堵塞管线和地层。配注用油田污水中硫化物的存在会大幅度降低聚合物溶液的粘度，造成聚合物资源的浪费，同时影响驱油的效果。
目前，控制油田污水中硫化物的方法主要有曝气法和投加药剂法。曝气法主要是将油田污水中的硫化物氧化，降低其还原性，同时杀灭厌氧的硫酸盐还原菌，该方法基建成本、电力成本较高，不便于维护。投加药剂法主要投加两类药剂：氧化剂和杀菌剂。氧化剂的作用机理是将油田污水中硫化物氧化为硫酸盐，降低其对聚合物性质的影响，但是该方法药剂成本高。杀菌剂的机理是通过投加药剂杀灭油田污水中的硫酸盐还原菌，长期使用一种杀菌剂细菌会产生抗药性，导致杀菌效果的下降，在实际的操作中需定时更换不同种类的杀菌剂。
为了减缓油田聚合物配制和注入过程中系统腐蚀、保证聚合物在配制和注入过程中有效粘度、保障油田生产稳定运行，对于油田污水中硫化物的控制势在必行。因此，开发一种高效、节能、环保的新方法是油田研究工作的重点。
发明内容
本发明为了解决现有油田污水中的硫化物处理难度大的问题，提出一种油田污水中硫化物控制的方法。
一、制备生物硫化物控制剂母液：
按质量分数30％的化能自养硫细菌菌液、5％～10％的硝酸盐、5％～10％的亚硝酸盐和余量的水或油田采出水称取原料并混合，得到生物硫化物控制剂母液；
二、将步骤一所得生物硫化物控制剂母液和曝氧处理前的油田采出水混合，得到预处理油田污水；
三、利用步骤二所得的预处理油田污水与聚合物混合配制聚合物母液，然后用步骤二所得的预处理油田污水稀释聚合物母液。
本发明原理为：
本发明为生物法控制油田污水中的硫化物，通过化能自养硫细菌的代谢进行油田污水中硫化物的去除。化能自养硫细菌通过化能自养还原无机硫化物，化能自养硫细菌利用投加的硝酸盐和亚硝酸盐作为电子受体，将硫化物作为电子供体，硫化物最终转化为硫酸盐。硝酸盐的投加可以防止或逆转酸化；亚硝酸盐的投加还可以抑制硫酸盐还原菌的活性，实现协同控制油田污水中的硫化物。
本发明有益效果是：
本发明方法可有效降低油田污水中硫化物的含量，减缓硫化物对配注系统的腐蚀；并且生物硫化物控制剂不与聚合物发生反应，不会引起聚合物粘度的损失。保证了聚合物的有效粘度和稳定油田的生产。
本发明方法的药剂配制及使用方法简单，通过自动加药装置即可投加使用，易于操作，便于管理和维护。
本发明方法中的生物硫化物控制剂的组成安全环保，能够有效的控制油田污水中的硫化物，且不产生二次污染。
具体实施方式：
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
具体实施方式一：本实施方式油田污水中硫化物控制的方法按照以下步骤进行：
一、制备生物硫化物控制剂母液：
按质量分数30％的化能自养硫细菌菌液、5％～10％的硝酸盐、5％～10％的亚硝酸盐和余量的水或油田采出水称取原料并混合，得到生物硫化物控制剂母液；
二、将步骤一所得生物硫化物控制剂母液和曝氧处理前的油田采出水混合，得到预处理油田污水；
三、利用步骤二所得的预处理油田污水与聚合物混合配制聚合物母液，然后用步骤二所得的预处理油田污水稀释聚合物母液。
本实施方式具备以下有益效果：
本实施方式方法可有效降低油田污水中硫化物的含量，减缓硫化物对配注系统的腐蚀；并且生物硫化物控制剂不与聚合物发生反应，不会引起聚合物粘度的损失。保证了聚合物的有效粘度和稳定油田的生产。
本实施方式的药剂配制及使用方法简单，通过自动加药装置即可投加使用，易于操作，便于管理和维护。
本实施方式中的生物硫化物控制剂的组成安全环保，能够有效的控制油田污水中的硫化物，且不产生二次污染。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述硝酸盐为硝酸钠和硝酸钾的一种或两种任意比例的混合物。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一所述亚硝酸盐为亚硝酸钠。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一所述化能自养硫细菌菌液中的化能自养硫细菌为硫杆菌(Thiobacillus)、贝氏硫菌(Beggiatoa)、硫发菌(Thiothrix)中的一种或几种。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一所述化能自养硫细菌菌液中菌的浓度为106～109个/mL。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二所得预处理油田污水中生物硫化物控制剂母液的浓度为20mg/L～100mg/L。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三所述聚合物为聚丙烯酰胺。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：
本实施例油田污水中硫化物控制的方法按照以下步骤进行：
一、制备生物硫化物控制剂母液：
按质量分数30％的化能自养硫细菌菌液、5％的硝酸钠、5％的亚硝酸钠和余量的油田采出水称取原料并混合，得到生物硫化物控制剂母液；所述化能自养硫细菌菌液中的化能自养硫细菌为硫杆菌(Thiobacillus)、贝氏硫菌(Beggiatoa)和硫发菌(Thiothrix)；化能自养硫细菌菌液中菌的浓度为108个/mL。
二、将步骤一所得生物硫化物控制剂母液和曝氧处理前的油田采出水混合，得到预处理油田污水，其中生物硫化物控制剂母液的浓度为50mg/L；
三、利用步骤二所得的预处理油田污水与聚丙烯酰胺混合配制浓度为5000mg/L的聚合物母液，配制时在搅拌条件下进行，搅拌的转速为400r/min，搅拌4h；然后用步骤二所得的预处理油田污水稀释聚合物母液，分别稀释至浓度为为700mg/L和1000mg/L；
对比例1：将聚丙烯酰胺和曝氧处理前的油田采出水混合，混合时搅拌机转速为400r/min，搅拌4h，得到浓度为5000mg/L的对比聚合物母液，然后将对比聚合物母液稀释得到浓度为700mg/L和1000mg/L的对比聚合物溶液；
分别测定并记录0h和24h的实施例1和对比例1所得的聚合物溶液的粘度，试验结果见表1。
表1
Figure BDA0002547992850000041
由表1可知，在加入50mg/L的生物硫化物控制剂后，700mg/L和1000mg/L的聚合物溶液的初始粘度和24h后的粘度都比未加入生物硫化物控制剂高。未加入生物硫化物控制剂时，700mg/L的聚合物溶液放置24h粘度损失率为20.08％，加入生物硫化物控制剂后，粘度损失率为9.04％。未加入生物硫化物控制剂时，1000mg/L的聚合物放置24h粘度损失率为11.95％，加入生物硫化物控制剂后，粘度损失率为8.95％。由上可知，生物硫化物控制剂的投加，可以降低聚合物的粘度损失。
实施例2：
本实施例油田污水中硫化物控制的方法按照以下步骤进行：
一、制备生物硫化物控制剂母液：
按质量分数30％的化能自养硫细菌菌液、10％的硝酸钠、10％的亚硝酸钠和余量的油田采出水称取原料并混合，得到生物硫化物控制剂母液；所述化能自养硫细菌菌液中的化能自养硫细菌为硫化细菌(Thiobacillus)、(T.denitrificans)、贝氏硫菌(Beggiatoa)和硫发菌(Thiothrix)；
二、将步骤一所得生物硫化物控制剂母液和曝氧处理前的油田采出水混合，得到预处理油田污水，其中生物硫化物控制剂母液的浓度为50mg/L；
三、利用步骤二所得的预处理油田污水与聚丙烯酰胺混合配制浓度为5000mg/L的聚合物母液然后用步骤二所得的预处理油田污水稀释聚合物母液至浓度为1000mg/L；
在某油田配注站开展生物硫化物控制剂加药试验，采用蠕动泵将步骤一制备的生态粘损稳定剂母液加入到配制聚合物的油田采出水管道中，保证油田采出水中生物硫化物控制剂母液的浓度达到50mg/L，加药方式采用24小时连续加药。在试验过程中对配注站的管道中同一位点(井口)加药前后进行取样，检测加药前后细菌含量、硫化物含量和计算聚合物的粘度损失率，结果见表2。
表2
Figure BDA0002547992850000051
由表2可见，加入生态硫化物控制剂后，油田污水中硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)、铁细菌(FB)的含量均有不同程度的下降，并且硫化物的含量显著减少，粘度损失率明显降低。

Claims (7)

1.一种油田污水中硫化物控制的方法，其特征在于：油田污水中硫化物控制的方法按照以下步骤进行：
一、制备生物硫化物控制剂母液：
按质量分数30％的化能自养硫细菌菌液、5％～10％的硝酸盐、5％～10％的亚硝酸盐和余量的水或油田采出水称取原料并混合，得到生物硫化物控制剂母液；
二、将步骤一所得生物硫化物控制剂母液和曝氧处理前的油田采出水混合，得到预处理油田污水；
三、利用步骤二所得的预处理油田污水与聚合物混合配制聚合物母液，然后用步骤二所得的预处理油田污水稀释聚合物母液。
2.根据权利要求1所述的油田污水中硫化物控制的方法，其特征在于：步骤一所述硝酸盐为硝酸钠和硝酸钾的一种或两种任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的油田污水中硫化物控制的方法，其特征在于：步骤一所述亚硝酸盐为亚硝酸钠。
4.根据权利要求1所述的油田污水中硫化物控制的方法，其特征在于：步骤一所述化能自养硫细菌菌液中的化能自养硫细菌为硫杆菌、贝氏硫菌、硫发菌中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的油田污水中硫化物控制的方法，其特征在于：步骤一所述化能自养硫细菌菌液中菌的浓度为106～109个/mL。
6.根据权利要求1所述的油田污水中硫化物控制的方法，其特征在于：步骤二所得预处理油田污水中生物硫化物控制剂母液的浓度为20mg/L～100mg/L。
7.根据权利要求1所述的油田污水中硫化物控制的方法，其特征在于：步骤三所述聚合物为聚丙烯酰胺。
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