CN112159018A - 一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，采出水经油水分离后，上层油通入凝析油罐进行存储，分离出的水中依次加入pH调节剂、加重剂、氧化剂和助凝剂后进行加重絮凝处理，之后进入絮凝沉降罐进行絮凝沉淀，含油含醇采出水经絮凝沉降后上清液进入精馏塔分离提醇，下层含油含醇污泥进行油水分离后，分离出的油通入凝析油罐进行存储，污泥作为加重剂重复利用。本发明加入亲油性的加重剂增加絮体密度、加快沉降速度，使絮体快速沉入絮凝沉降罐底部，达到有效解决絮体上浮或凝析油二次回收的问题，减少含油含醇污泥的产生，增加凝析油收量。有效提高了含油含醇采出水处理效果，降低含油含醇污泥处理成本。

Description

一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法

技术领域

本发明属于气田含油含醇采出水处理技术领域，具体涉及一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法。

背景技术

随着气田开发时间的延长，井底出现积液，影响气田的产量。最常用的排水采气方法是投加泡排剂，但泡排剂的主要成分是表面活性剂，会引起气田凝析油和采出水乳化，导致油水分离罐中分离出的含油含醇采出水乳化油含量高，常规絮凝沉降预处理时，由于采出水中含油量高导致絮体上浮，在絮凝沉降罐上层出现浮渣层，影响凝析油的进一步回收和采出水预处理效果，直接影响气田正常的生产运行。

气田含油含醇污水具有低pH、高含油、高含醇和高含亚铁的特征，目前常用的气田含油含醇采出水预处理方法有①油水分离→调质→氧化絮凝→沉降→甲醇回收。其缺点为油水分离效果不佳，后续可能会出现絮体上浮的现象，尤其对于乳化严重的气田采出水。②油水分离→氧化→气浮→甲醇回收，其缺点为耗能过大、机械结构复杂。③油水分离→氧化→过滤→外排，工艺复杂，氧化方式一般为紫外催化氧化，能耗大。常用的气田含油含醇污水预处理方法均无法有效解决絮体上浮或凝析油二次回收的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，克服现有技术中存在的上述技术问题。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，包括以下步骤：

步骤1）对含油含醇采出水进行油水分离；

步骤2）分离出的油通入凝析油罐，分离出的采出水在反应器中进行加重絮凝处理后进入絮凝沉降罐；

步骤3）采出水经絮凝沉降后上清液进入精馏塔，对采出水中的醇进行回收，实现含油含醇采出水的预处理。

还包括对絮凝沉降罐下部含油含醇污泥的处理，具体过程为：对含油含醇污泥进行油泥分离，上层油通入凝析油罐，下层污泥作为加重剂重复利用。

步骤1）中油水分离过程为自然沉降或通过三相分离器进行分离。

步骤2）中的加重絮凝处理过程如下：

（1）首先在分离出的采出水中加入pH调节剂将pH值调至7.5-8；

（2）加入亲油性加重剂，使加重剂分散在采出水中与乳化油充分接触、结合；

（3）加入氧化剂，将采出水中二价铁离子被氧化成三价铁离子；

（4）加入助凝剂，形成密度大于采出水的絮体，沉入絮凝沉降罐底部。

所述油泥分离通过离心法进行分离。

所述pH调节剂为氢氧化钠或碳酸氢钠。

所述亲油性加重剂为改性石英砂或者改性重晶石，粒径大于120目，加量为800mg/L~1000mg/L。

所述氧化剂为双氧水或者次氯酸钠，加量为0.02~0.05%。

所述助凝剂为聚丙烯酰胺，加量为3~5mg/L。

所述下层污泥作为加重剂可重复利用至少5次。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，通过在分离出的采出水中首先加入pH调节剂调节pH值，然后加入加重剂，使得加重剂分散在采出水中与乳化油充分接触、结合，再加入氧化剂使得采出水中二价铁离子被氧化成三价铁离子，以加重剂为絮凝核，通过压缩双电层作用，更容易形成絮体，最后加入助凝剂，通过架桥网捕作用形成密度大于采出水的絮体。加药后的含油含醇采出水进入絮凝沉降罐，加重剂和絮体一起沉入沉降罐底部，上清液进入精馏塔。沉降罐底部的含油含醇污泥经油水分离后，污泥作为加重剂重复利用。

本发明在含油含醇乳化采出水预处理过程中加入亲油性的加重剂，亲油性加重剂密度大、且能够和水中的乳化油及含乳化油的絮体结合，起到增加絮体密度、加快沉降速度的作用。当絮体中加重剂的量足够大时，絮体的平均密度将会大于采出水的密度，即可快速沉入絮凝沉降罐底部，达到有效解决絮体上浮或凝析油二次回收的问题。

本发明可以预防处理后含油含醇乳化采出水在絮凝沉降罐中因絮体上浮而形成浮渣层，减少含油含醇污泥的产生，增加凝析油收量。有效提高了含油含醇采出水处理效果，降低含油含醇污泥处理成本。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明工艺流程示意图；

图2是未改性石英砂粒径对含油含醇采出水加重絮凝处理效果的影响；

图3是改性石英砂对含油含醇采出水加重絮凝处理效果的影响；

图4是改性重晶石粒径对含油含醇采出水加重絮凝处理效果的影响；

图5是絮体微观形貌（黑色部分为重晶石，黄色部分为絮体，透亮晶状部分为凝析油）。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实施例提供了一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，包括以下步骤：

步骤1）对含油含醇采出水进行油水分离；

步骤2）分离出的油通入凝析油罐，分离出的采出水在反应器中进行加重絮凝处理后进入絮凝沉降罐；

步骤3）采出水经絮凝沉降后上清液进入精馏塔，对采出水中的醇进行回收，实现含油含醇采出水的预处理。

由于新井压裂、泡排等作业，导致气田含醇采出水与凝析油发生乳化现象，在采出水预处理环节中絮体与乳化油结合后，使得絮体密度变小，漂浮在沉降罐上部或悬浮在沉降罐中，无法沉入沉降罐底部。本发明采用加重絮凝处理方法，在含油含醇乳化采出水预处理过程中加入亲油性的加重剂，亲油性加重剂密度大、且能够和水中的乳化油及含乳化油的絮体结合，起到增加絮体密度、加快沉降速度的作用。当絮体中加重剂的量足够大时，絮体的平均密度将会大于采出水的密度，即可快速沉入絮凝沉降罐底部，达到有效解决絮体上浮或凝析油二次回收的问题。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，还包括对絮凝沉降罐下部含油含醇污泥的处理，具体过程为：对含油含醇污泥进行油泥分离，上层油通入凝析油罐，下层污泥作为加重剂重复利用。

如图1所示，含油含醇采出水经油水分离后，分离出的上层油通入凝析油罐进行存储，分离出的采出水中依次加入pH调节剂、加重剂、氧化剂和助凝剂后在反应器中进行加重絮凝处理，之后进入絮凝沉降罐进行絮凝沉淀，含油含醇采出水经絮凝沉降后上清液进入精馏塔分离提醇，下层含油含醇污泥进行油水分离后，分离出的油通入凝析油罐进行存储，污泥作为加重剂重复利用。

实施例3：

在实施例1或实施例2的基础上，本实施例提供了一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，步骤1）中油水分离过程为自然沉降或通过三相分离器进行分离。

自然沉降根据油水密度差进行分离，需要时间较长；三相分离器或油水分离器的原理也是利用水与油的密度差，然后依靠地球引力场的作用使之发生相对运动，油液上升水分下降，从而就达到了油水分离的目的，分离效果好速度快。

实施例4：

在实施例1或实施例2或实施例3的基础上，本实施例提供了一种基气田含油含醇乳化采出水预处理方法，步骤2）中的加重絮凝处理过程如下：

（1）首先在分离出的采出水中加入pH调节剂将pH值调至7.5-8；

（2）加入亲油性加重剂，使加重剂分散在采出水中与乳化油充分接触、结合；

（3）加入氧化剂，将采出水中二价铁离子被氧化成三价铁离子；

（4）加入助凝剂，形成密度大于采出水的絮体，沉入絮凝沉降罐底部。

含油含醇采出水经油水分离后，分离出的采出水中首先加入pH调节剂调节pH值，然后加入加重剂，使得加重剂分散在采出水中与乳化油充分接触、结合，再加入氧化剂使得采出水中二价铁离子被氧化成三价铁离子，以加重剂为絮凝核，通过压缩双电层作用，更容易形成絮体，最后加入助凝剂，通过架桥网捕作用形成密度大于采出水的絮体。加药后的含油含醇采出水进入絮凝沉降罐，加重剂和絮体一起沉入沉降罐底部，上清液进入精馏塔。沉降罐底部的含油含醇污泥经油水分离后，污泥作为加重剂重复利用。

实施例5：

在实施例1或实施例2或实施例3或实施例4的基础上，本实施例提供了一种基气田含油含醇乳化采出水预处理方法，含油含醇采出水经油水分离后，分离出的上层油通入凝析油罐进行存储，分离出的采出水中首先加入pH调节剂NaOH水溶液，加量为200mg/L，将含有含醇采出水pH调至7.5左右，之后加入加重剂改性石英砂或者改性重晶石，粒径大于120目，加量为800mg/L~1000mg/L，氧化剂双氧水或次氯酸钠，加量为0.02~0.05%，助凝剂为聚丙烯酰胺，加量为3~5mg/L后在反应器中进行加重絮凝处理，之后进入絮凝沉降罐进行絮凝沉淀，含油含醇采出水经絮凝沉降后上清液进入精馏塔分离提醇，下层含油含醇污泥进行油水分离后，分离出的油通入凝析油罐进行存储，污泥作为加重剂重复利用。

如图1所示，絮凝沉降罐底污泥进行油泥分离，污油进入凝析油罐，污泥作为加重剂重复利用，加入含油含醇采出水中，其他药剂的加药顺序、药剂类型和加量不变。污泥可重复利用5次以上。

其中，改性石英砂或者改性重晶石的改性方法如见文献：包彩霞,未碧贵,常青.硅烷偶联剂对石英砂滤料的表面改性[J].中国环境科学,2013,33(05):848-853。

实施例6：

本实施例以陕北某天然气处理厂含油含醇采出水为例，采用本发明的气田含油含醇乳化采出水预处理方法进行处理。

陕北某天然气处理厂含油含醇采出水水质见表1，在进行油水分离后，采用加重絮凝处理方法进行处理，具体为：首先加入200mg/L氢氧化钠，然后加入800mg/L不同种类的石英砂加重剂，再加入0.02%的双氧水，最后加入4mg/L聚丙烯酰胺，沉降30min，观察现象，实验现象见图2和图3所示。

表1 含油含醇采出水水质

分析项目	含油量（mg/L）	SS（mg/L）	总铁（mg/L）
				含量	5462	845	98

由图2和图3可以直观看出未改性石英砂无法与絮体很好的结合，不能起到加重絮体、加速沉降的作用。60~120目的硅烷偶联剂改性石英砂由于粒径较大，容易从絮体中脱落，加重絮凝效果不佳。粒径大于120目时，加重剂能够很好的与絮体结合，使得絮凝能够沉降至烧杯底部。说明大于120目的硅烷偶联剂改性石英砂能够很好解决含油含醇采出水絮体上浮的问题。

实施例7：

本实施例以陕北某天然气处理厂含油含醇采出水为例，采用本发明的气田含油含醇乳化采出水预处理方法进行处理。

陕北某天然气处理厂含油含醇采出水水质见表2，在进行油水分离后，采用加重絮凝处理方法进行处理，具体为：首先加入200mg/L氢氧化钠，然后加入1000mg/L不同粒径的硅烷偶联剂改性重晶石加重剂，再加入0.05%的双氧水，最后加入5mg/L聚丙烯酰胺，沉降30min，观察现象，实验现象见图4。在显微镜下观察絮体微观形貌，见图5，图5中黑色部分为重晶石，黄色部分为絮体，透亮晶状部分为凝析油。

表2 含油含醇采出水水质

分析项目	含油量（mg/L）	SS（mg/L）	总铁（mg/L）
				含量	4874	522	65

由图4可以看出，加入不同粒径的硅烷偶联剂改性重晶石均能使得絮体快速沉入烧杯底部，说明加重絮凝处理方法能够很好的解决含油含醇采出水絮体上浮的问题。由图5可以看出，硅烷偶联剂改性重晶石与絮体、凝析油结合紧密。

综上所述，本发明提供了一种基于气田含油含醇乳化采出水预处理方法，本发明在含油含醇乳化采出水预处理过程中加入亲油性的加重剂，亲油性加重剂密度大、且能够和水中的乳化油及含乳化油的絮体结合，起到增加絮体密度、加快沉降速度的作用。当絮体中加重剂的量足够大时，絮体的平均密度将会大于采出水的密度，即可快速沉入絮凝沉降罐底部，达到有效解决絮体上浮或凝析油二次回收的问题。

本发明可以预防处理后含油含醇乳化采出水在絮凝沉降罐中因絮体上浮而形成浮渣层，减少含油含醇污泥的产生，增加凝析油收量。有效提高了含油含醇采出水处理效果，降低含油含醇污泥处理成本。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）对含油含醇采出水进行油水分离；

步骤2）分离出的油通入凝析油罐，分离出的采出水在反应器中进行加重絮凝处理后进入絮凝沉降罐；

步骤3）采出水经絮凝沉降后上清液进入精馏塔，对采出水中的醇进行回收，实现含油含醇采出水的预处理。

2.根据权利要求1所述的一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，其特征在于：还包括对絮凝沉降罐下部含油含醇污泥的处理，具体过程为：对含油含醇污泥进行油泥分离，上层油通入凝析油罐，下层污泥作为加重剂重复利用。

3.根据权利要求1所述的一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，其特征在于：步骤1）中油水分离过程为自然沉降或通过三相分离器进行分离。

4.根据权利要求1所述的一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，其特征在于，步骤2）中的加重絮凝处理过程如下：

（1）首先在分离出的采出水中加入pH调节剂将pH值调至7.5-8；

（2）加入亲油性加重剂，使加重剂分散在采出水中与乳化油充分接触、结合；

（3）加入氧化剂，将采出水中二价铁离子被氧化成三价铁离子；

（4）加入助凝剂，形成密度大于采出水的絮体，沉入絮凝沉降罐底部。

5.根据权利要求2所述的一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，其特征在于：所述油泥分离通过离心法进行分离。

6.根据权利要求4所述的一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，其特征在于：所述pH调节剂为氢氧化钠或碳酸氢钠。

7.根据权利要求4所述的一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，其特征在于：所述亲油性加重剂为改性石英砂或者改性重晶石，粒径大于120目，加量为800mg/L~1000mg/L。

8.根据权利要求4所述的一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，其特征在于：所述氧化剂为双氧水或者次氯酸钠，加量为0.02~0.05%。

9.根据权利要求4所述的一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，其特征在于：所述助凝剂为聚丙烯酰胺，加量为3~5mg/L。

10.根据权利要求2所述的一种气田含油含醇乳化采出水预处理方法，其特征在于：所述下层污泥作为加重剂可重复利用至少5次。

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