CN111661976A

CN111661976A - 一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置

Info

Publication number: CN111661976A
Application number: CN202010416837.XA
Authority: CN
Inventors: 陆涛; 陈鲁宁; 劳伟; 杜长玉; 宫传奇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2020-09-15

Abstract

本发明提供一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，涉及油田技术领域。该油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，包括第一增压泵、第一提升泵、冷等离子体羟基自由基发生器、加压混合反应器、高级氧化除油破胶反应器、催化氧化填料、加药装置、第二提升泵、涡旋反应器、微纳米气浮装置、微纳米气泡泵、氮气发生器、第二增压泵、多元复合过滤装置、反洗泵和电器仪表控制室。该装置处理方法简单，运行费用低，设备加工及运输方便，不受水量和现场条件限制，实用性强，处理废液过程中无填料更换，设备耐冲击能力强，检修频率低，出水水质稳定，处理后的水可实现清洗行业的重复利用，节省了土建部分。

Description

一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置

技术领域

本发明涉及油田技术领域，特别的为一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置。

背景技术

油、气田开发过程中难降解废液主要有钻井废液、压裂返排液、油管及油罐清洗含络合物表面活性剂废液、三次采油含聚废液、酸化洗井废液、稠油采出水、高矿化度油田采出水等，其中以压裂返排液和油管及油罐清洗含络合物表面活性剂为例，废液主要特点是含油高分子聚合物粘度较高，水中胶体颗粒稳定性强，自然降解不易；废液中含油量较高，乳化稳定性强，油水不易分离；属于高含油、高COD、高浊度、高矿化度的“高难度废水”。

针对这种难降解废液，常规的隔油-气浮-过滤处理工艺已经很难将其达到回注、回用及外排标准。为此，研究者们提出了新的处理方法，如专利CN 101993177 B公开了一种油田含聚污水处理方法，该方法为将含聚污水经微生物好氧降解后，进入后级过滤处理；专利CN 103043833 A公开了一种用于油田含聚污水处理的电化学方法，该方法包括如下步骤：将待处理的油田含聚污水进行电絮凝；将经电絮凝之后的含聚污水经油水分离得到水相；然后将所述水相进行过滤即实现对油田含聚污水的降粘；专利CN 103011363 B公开了一种油田含聚污水的处理方法，该方法包括如下步骤：向油田含聚污水中加入嵌段聚醚、非离子型表面活性剂和乙醇，然后进行混合均匀后即可对油田含聚污水进行除油和净水；专利CN 203513352 U公开了一种用于处理聚合物驱含油污水的臭氧气浮装置；专利CN202542914 U公开了一种污水预处理器和污水预处理器装置，包括：水管和超声波振动装置；专利CN 1686851A公开了一种油田污水处理的新方法，该方法以水中的铁为氧化催化剂和混凝剂，以双氧水为预氧化剂，以活性硅酸系列为助凝剂。但是这些方法也很难满足实际的生产需要。

目前应用较广且处理效果明显方法是药剂配方改革，在处理难降解废液上卓见成效。虽然有些药剂处理废液时，油水得到了有效分离，有害物质得到了去除，但也产生了安全问题及副作用，如废液预处理过程中油气田投加常规化学药剂：强酸和强碱、双氧水，虽然能明显降低废液粘度，保证后续混凝、沉淀，通过设备亦可效实现废液净化，但是这两种废液属于危险化学药剂，尤其是硫酸，不仅对加药者产生不利影响，还易造成安全事故；面对偏远井口废液的处理，运输不方便；强酸用量控制不严时，易造成设备腐蚀。另外油气田中常使用的复合配方絮凝剂、助凝剂等药剂能有效的分离废液中的悬浮物、油等，但配置常规分离器，如核桃壳过滤或石英砂过滤等设备，分离出来有害物质易堵塞填料，造成设备清洗和填料更换频率增加；处理这种高难度废液需要投加大量化学药剂，造成产生污泥量大，后续污泥处置难；当药剂投加量控不当时易造成水体某些离子增加，直接影响了废液二次回用及回注。

发明内容

本发明提供的发明目的在于提供提供一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，该装置处理方法简单，运行费用低，设备加工及运输方便，不受水量和现场条件限制，实用性强，处理废液过程中无填料更换，设备耐冲击能力强，检修频率低，出水水质稳定，处理后的水可实现清洗行业的重复利用，实现了废液资源化利用，实现撬装模块化运输安装方便，节省了土建部分，可为用户定制产品。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，包括第一增压泵、第一提升泵、冷等离子体羟基自由基发生器、加压混合反应器、高级氧化除油破胶反应器、催化氧化填料、加药装置、第二提升泵、涡旋反应器、微纳米气浮装置、微纳米气泡泵、氮气发生器、第二增压泵、多元复合过滤装置、反洗泵和电器仪表控制室，所述第一增压泵通过管道与冷等离子体羟基自由基发生器连接，所述第一增压泵通过管道与第一提升泵连接，所述第一增压泵通过管道与加压混合反应器连接，所述加压混合反应器通过管道与高级氧化除油破胶反应器连接，所述高级氧化除油破胶反应器通过管道与第二提升泵连接，所述第二提升泵通过管道与微纳米气浮装置连接，所述微纳米气浮装置通过管道与第二增压泵连接，所述第二增压泵通过管道与多元复合过滤装置连接，所述反洗泵通过管道与多元复合过滤装置连接。

进一步的，所述微纳米气泡泵通过管道与微纳米气浮装置和第二增压泵连接，所述微纳米气泡泵通过管道与涡旋反应器连接，所述微纳米气泡泵通过管道与氮气发生器连接。

进一步的，所述加药装置通过加药管与高级氧化除油破胶反应器和第二提升泵之间的连通管道连接。

进一步的，所述催化氧化填料通过管道与高级氧化除油破胶反应器连接。

一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置的使用方法，包括有如下步骤：

S1、将压裂返排液、油田采出水、油罐及油管清洗废液含油污水，进入高级氧化除油破胶反应器，在冷等离子体羟基自由基发生器产生羟基自由基与废液加压混合条件下载铜活性炭催化下进行处理；

S2、将通过冷等离子产生羟基自由基与废液加压混合在载铜活性炭催化氧化处理后的水进行、微纳米气浮和多元复合过滤处理；

S3、微纳米气浮和多元复合过滤处理处理得到符合油田回注水标准，再经过BAF生物滤池可达到外排标准。

进一步的，将根据S1中的操作步骤,废水由、提升泵提升至高级氧化除油破胶反应器，通过冷等离子体羟基自由基发生器用溶解泵溶解冷等离子体产生的羟基自由基，然后进入加压反应罐，在载铜性炭催化氧化处理的时间为10min-30min，待处理废液通过冷等离子体产羟基自由基在第一增压泵加压进入加压混合反应器后释放于载铜活性炭反应堆中，催化氧化处理使用的仪器分别为冷离子体羟基自由基发生器、负压溶解混合泵和加压混合反应器，冷等离子体产生的羟基自由基量不小于50g/min。

进一步的，将根据S2中的操作步骤，微纳米气浮和多元复合过滤处理为向废液投加复合絮凝剂、清水剂和浮选剂，复合絮凝剂选自聚合氯化铝、聚合硅酸氯化铝铁、高温混合复配的混合物，清水剂为纳米结构，选自硅藻土、膨润土、天然铝矿粉，浮选剂选自聚丙稀酰胺、阳离子型聚丙稀酰胺或阴离子型聚丙稀酰胺中的一种或至少两种的混合物，复合絮凝剂的投加量为100-500mg/L，清水剂的投加量为100-200mg/L，浮选剂投加量为1-10mg/L，经过气浮处理后的水由提升泵增压进入、多元复合过滤装置，利用多元复合滤料作为过滤介质，有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、油及部分重金属离子物质。

进一步的，将根据S3中的操作步骤，经过破胶除油降COD高级氧化反应—微纳米气浮—多元复合过滤后的压裂返排液、油田采出水、油罐及油管清洗废液处理后，将大分子有毒有害物质被氧化为短链小分子结构，这些小分子结构容易被微生物包裹降解，一体化BAF微生物滤池，主要是通过微生物载体中好氧与缺氧微生物共同降解水中COD氨氮等满足了废液处理后可直接达标外排至城市污水管网或直接达标外排。

本发明提供了一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置及其使用方法。具备以下有益效果：

（1）、该油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，在处理废液过程中无填料更换，设备耐冲击能力强，检修频率低，出水水质稳定。

（2）、该油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，处理后的水可实现清洗行业的重复利用，实现了废液资源化利用。

（3）、该油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，在处理废液过程中无填料更换，设备耐冲击能力强，检修频率低，出水水质稳定。

（4）、该油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，实现撬装模块化运输安装方便，节省了土建部分，可为用户定制产品。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图中：1、第一增压泵；2、第一提升泵；3、冷等离子体羟基自由基发生器；4、加压混合反应器；5、高级氧化除油破胶反应器；6、催化氧化填料；7、加药装置；8、第二提升泵；9、涡旋反应器；10、微纳米气浮装置；11、微纳米气泡泵；12、氮气发生器；13、第二增压泵；14、多元复合过滤装置；15、反洗泵；16、电器仪表控制室。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：参照图1，一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，包括第一增压泵1、第一提升泵2、冷等离子体羟基自由基发生器3、加压混合反应器4、高级氧化除油破胶反应器5、催化氧化填料6、加药装置7、第二提升泵8、涡旋反应器9、微纳米气浮装置10、微纳米气泡泵11、氮气发生器12、第二增压泵13、多元复合过滤装置14、反洗泵15和电器仪表控制室16，第一增压泵1通过管道与冷等离子体羟基自由基发生器3连接，第一增压泵1通过管道与第一提升泵2连接，第一增压泵1通过管道与加压混合反应器4连接，加压混合反应器4通过管道与高级氧化除油破胶反应器5连接，高级氧化除油破胶反应器5通过管道与第二提升泵8连接，第二提升泵8通过管道与微纳米气浮装置10连接，微纳米气浮装置10通过管道与第二增压泵13连接，第二增压泵13通过管道与多元复合过滤装置14连接，反洗泵15通过管道与多元复合过滤装置14连接,微纳米气泡泵11通过管道与微纳米气浮装置10和第二增压泵13连接，微纳米气泡泵11通过管道与涡旋反应器9连接，微纳米气泡泵11通过管道与氮气发生器12连接，加药装置7通过加药管与高级氧化除油破胶反应器5和第二提升泵8之间的连通管道连接，催化氧化填料6通过管道与高级氧化除油破胶反应器5连接，废水由第一增压泵1提升至加压混合反应器4，在此过程中由冷等离子体羟基自由基发生器3产生羟基自由基注入带废液中，进入加压混合反应器4，部分废液由第一提升泵2提升至高级氧化除油破胶反应器5，废液在催化填料中进行高级氧化催化反应，废液经除油催化氧化反应后，通过7、加药装置投加药剂，由第二提升泵8提升至微纳米气泡泵10，在微纳米气浮设备内由微纳米气泡泵10产生微纳米气泡在涡旋反应器9内进行被处理废水、微纳米气泡、药剂、的混合反应后进入微纳米气浮装置内完成废水与杂质的分离，经微纳米气浮净化后，由第二增压泵13提升至多元复合过滤装置14，经过滤后废液达标，多元复合过滤装置截留污染物由反洗泵15进行反洗再生，整个撬装装置电器控制由电器仪表控制室16所控制。

处理量≤600m³/d的，可将整个工艺设备设计为一个L*B*H:12*3*3m撬装房内，集成化程度高。

处理量≤3000m³/d的，可将整个工艺设备设计为两个L*B*H:12*3*3m撬装房内，集成化程度高。

一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置的使用方法，包括有如下步骤：S1、将压裂返排液、油田采出水、油罐及油管清洗废液含油污水，进入高级氧化除油破胶反应器5，在冷等离子体羟基自由基发生器3产生羟基自由基与废液加压混合条件下载铜活性炭催化下进行处理，废水由、第一提升泵2提升至高级氧化除油破胶反应器5，通过冷等离子体羟基自由基发生器3用溶解泵溶解冷等离子体产生的羟基自由基，然后进入加压反应罐，在载铜性炭催化氧化处理的时间为10min-30min，如10 min、15 min、20 min、25 min或30min，待处理废液通过冷等离子体产羟基自由基在第一增压泵1加压进入加压混合反应器4后释放于载铜活性炭反应堆中，催化氧化处理使用的仪器分别为冷离子体羟基自由基发生器3、负压溶解混合泵和加压混合反应器4，冷等离子体产生的羟基自由基量不小于50g/min，如55 g/min、65 g/min、75 g/min、90 g/min或100 g/min，冷等离子体产生羟基自由基与废水加压混合释放于催化氧化载铜活性炭中，打破了废水中乳化结构，实现了乳化状态下的破乳，同时打断大分子链，使废液粘度迅速降低，油珠更易与水分离上浮，实现浮油回收，S2、将通过冷等离子产生羟基自由基与废液加压混合在载铜活性炭催化氧化处理后的水进行、微纳米气浮和多元复合过滤处理，微纳米气浮和多元复合过滤处理为向废液投加复合絮凝剂、清水剂和浮选剂，复合絮凝剂选自聚合氯化铝、聚合硅酸氯化铝铁、高温混合复配的混合物，清水剂为纳米结构，选自硅藻土、膨润土、天然铝矿粉，浮选剂选自聚丙稀酰胺、阳离子型聚丙稀酰胺或阴离子型聚丙稀酰胺中的一种或至少两种的混合物，复合絮凝剂的投加量为100-500mg/L，如120 mg/L、200 mg/L、260 mg/L、300 mg/L、380 mg/L、420 m、460 mg/L或500 mg/L，清水剂的投加量为100-200mg/L，如105 mg/L、130 mg/L、150mg/L、180 mg/L或200 mg/L，浮选剂投加量为1-10mg/L，如2 mg/L、6 mg/L、8 mg/L或10 mg/L，经过气浮处理后的水由第一提升泵2增压进入、多元复合过滤装置14，利用多元复合滤料作为过滤介质，有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、油及部分重金属离子物质，复合絮凝剂、清水剂和浮选剂各具特点，清水剂优选为采用纳米结构天然矿物材料，扩散和分散性强，比重适中，吸附及电中和效果好，能取代常规的混凝剂和净水剂两种药剂，降低常规的水处理成本；复合絮凝剂优选为聚合氯化铝复配，熟化后溶液自带带胶体电荷，对水中的悬浮物有极强的吸附和电中和性，产品优于常规单一絮凝剂，污泥产量少，浮选剂优选为改性聚丙烯酰胺，其具有强烈的架桥作用，将细小分散的絮体变成密而大的矾花，与更利于微纳米气泡与絮体结合，加快了废液中污染物分离效率，废液与药剂经混合器及泵叶轮混合，进入微纳米气浮系统，气浮溶气气源来自负压吸入的高纯氮气，气浮法净水是在高压情况下，使水溶入大量的制氮装置所产生的气体为工作液体，进入溶气罐在骤然减压时，释放出无数微细气泡(气泡直径分别在10-20微米)与经过混和反应后的水中杂质、药剂粘附在一起，泡沫（即气、水、颗粒）三相混合体使其絮体的比重小于1，浮于液面之上，从而使污染物质得到以从废水中分离出来，达到净化效果，经过气浮处理后的水由第一提升泵2增压进入多元复合过滤装置14，利用多元复合滤料作为过滤介质，有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、油及部分重金属离子等，最终达到降低水浊度、净化水质效果的高效过滤设备，出水水质可以达到油田回注水标准或进入微生物处理系统的预处理，S3、微纳米气浮和多元复合过滤处理处理得到符合油田回注水标准，再经过BAF生物滤池可达到外排标准，经过破胶除油降COD高级氧化反应—微纳米气浮—多元复合过滤后的压裂返排液、油田采出水、油罐及油管清洗废液处理后，将大分子有毒有害物质被氧化为短链小分子结构，这些小分子结构容易被微生物包裹降解，一体化BAF微生物滤池，主要是通过微生物载体中好氧与缺氧微生物共同降解水中COD氨氮等满足了废液处理后可直接达标外排至城市污水管网或直接达标外排。

本发明所述方法及一体化撬装装置处理后的压裂返排液、油田采出水、油罐及油管清洗废液可达标回注或排放至污水管网或外排，其参考标准为《污水排入城市下水道水质标准》(CJ343-2016)；回注标准可参考《SYT 5329-2012 碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》即“oil≤6mg/L、SS≤2 mg/L、粒径中值≤1.5μm”

实施例2：压裂返排废液与酸化洗井作业废液4:1的混合液：处理量20m3/h，进水水质：水温26℃，pH=5.5，含油量为925mg/L，悬浮物为：489mg/L，COD为：3832mg/L。处理方法具体为:第一增压泵1流量10m³/h，第一提升泵2流量10m³/h，冷等离子体羟基自由基投加量为50g/min，加压混合反应器4压力0.5MPa；载铜活性炭1.8m³,反应接触时间15min，微纳米气浮装置10前端药剂投加量为：复合絮凝剂为200mg/L、清水剂为150mg/L、浮选剂(阳离子聚丙稀酰胺)为5mg/L。装置连续稳定工作时间为24小时。出水达到Ⅱ级：SYT 5329-2012碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》即“oil≤6mg/L、SS≤2 mg/L、粒径中值≤1.5μm”的标准。

实施例3：油罐及油管清洗废水处理量15m3/h，进水水质：水温47℃，pH=6.8，含油量为289.2mg/L，悬浮物为：75.3mg/L，总氮：88mg/L，COD为：1560mg/L。处理方法具体为处理方法具体为:第一增压泵1流量10m³/h，第一提升泵2流量5m³/h，冷等离子体羟基自由基投加量为150g/min，加压混合反应器4压力0.5MPa；载铜活性炭2.5m³，反应接触时间30min，微纳米气浮装置10前端药剂投加量为：复合絮凝剂为500mg/L、清水剂为300mg/L、浮选剂(阳离子聚丙稀酰胺)为10mg/L。装置连续稳定工作时间为24小时。出水达到Ⅱ级：SYT 5329-2012碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》即“oil≤6mg/L、SS≤2 mg/L、”的标准，也可以满足《污水排入城市下水道水质标准》(CJ343-2016)》或进BAF生物滤池达标外排指标。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，包括第一增压泵（1）、第一提升泵（2）、冷等离子体羟基自由基发生器（3）、加压混合反应器（4）、高级氧化除油破胶反应器（5）、催化氧化填料（6）、加药装置（7）、第二提升泵（8）、涡旋反应器（9）、微纳米气浮装置（10）、微纳米气泡泵（11）、氮气发生器（12）、第二增压泵（13）、多元复合过滤装置（14）、反洗泵（15）和电器仪表控制室（16），其特征在于：所述第一增压泵（1）通过管道与冷等离子体羟基自由基发生器（3）连接，所述第一增压泵（1）通过管道与第一提升泵（2）连接，所述第一增压泵（1）通过管道与加压混合反应器（4）连接，所述加压混合反应器（4）通过管道与高级氧化除油破胶反应器（5）连接，所述高级氧化除油破胶反应器（5）通过管道与第二提升泵（8）连接，所述第二提升泵（8）通过管道与微纳米气浮装置（10）连接，所述微纳米气浮装置（10）通过管道与第二增压泵（13）连接，所述第二增压泵（13）通过管道与多元复合过滤装置（14）连接，所述反洗泵（15）通过管道与多元复合过滤装置（14）连接。

2.根据权利要求1所述的一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，其特征在于：所述微纳米气泡泵（11）通过管道与微纳米气浮装置（10）和第二增压泵（13）连接，所述微纳米气泡泵（11）通过管道与涡旋反应器（9）连接，所述微纳米气泡泵（11）通过管道与氮气发生器（12）连接。

3.根据权利要求1所述的一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，其特征在于：所述加药装置（7）通过加药管与高级氧化除油破胶反应器（5）和第二提升泵（8）之间的连通管道连接。

4.根据权利要求1所述的一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置，其特征在于：所述催化氧化填料（6）通过管道与高级氧化除油破胶反应器（5）连接。

5.根据权利要求1所述的一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置的使用方法，其特征在于，包括有如下步骤：

S1、将压裂返排液、油田采出水、油罐及油管清洗废液含油污水，进入高级氧化除油破胶反应器（5），在冷等离子体羟基自由基发生器（3）产生羟基自由基与废液加压混合条件下载铜活性炭催化下进行处理；

6.根据权利要求5所述的一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：将根据S1中的操作步骤,废水由、第一提升泵（2）提升至高级氧化除油破胶反应器（5），通过冷等离子体羟基自由基发生器（3）用溶解泵溶解冷等离子体产生的羟基自由基，然后进入加压反应罐，在载铜性炭催化氧化处理的时间为10min-30min，待处理废液通过冷等离子体产羟基自由基在第一增压泵（1）加压进入加压混合反应器（4）后释放于载铜活性炭反应堆中，催化氧化处理使用的仪器分别为冷离子体羟基自由基发生器（3）、负压溶解混合泵和加压混合反应器（4），冷等离子体产生的羟基自由基量不小于50g/min。

7.根据权利要求5所述的一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：将根据S2中的操作步骤，微纳米气浮和多元复合过滤处理为向废液投加复合絮凝剂、清水剂和浮选剂，复合絮凝剂选自聚合氯化铝、聚合硅酸氯化铝铁、高温混合复配的混合物，清水剂为纳米结构，选自硅藻土、膨润土、天然铝矿粉，浮选剂选自聚丙稀酰胺、阳离子型聚丙稀酰胺或阴离子型聚丙稀酰胺中的一种或至少两种的混合物，复合絮凝剂的投加量为100-500mg/L，清水剂的投加量为100-200mg/L，浮选剂投加量为1-10mg/L，经过气浮处理后的水由第一提升泵（2）增压进入、多元复合过滤装置（14），利用多元复合滤料作为过滤介质，有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、油及部分重金属离子物质。

8.根据权利要求5所述的一种油田综合作业废液、采出水撬装可移动处理装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：将根据S3中的操作步骤，经过破胶除油降COD高级氧化反应—微纳米气浮—多元复合过滤后的压裂返排液、油田采出水、油罐及油管清洗废液处理后，将大分子有毒有害物质被氧化为短链小分子结构，这些小分子结构容易被微生物包裹降解，一体化BAF微生物滤池，主要是通过微生物载体中好氧与缺氧微生物共同降解水中COD氨氮等满足了废液处理后可直接达标外排至城市污水管网或直接达标外排。