CN112624410A - 油田采出水深度净化方法与装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及油田采出水深度净化方法与装置，提供了一种油田采出水深度净化方法，该方法包括以下步骤：(i)将油田采出水经药剂调理后送入气浮池进行初步处理，以脱除油田采出水中的浮油以及大颗粒的悬浮物；(ii)经初步处理后的油田采出水送入中间水箱进行稳压处理；(iii)经稳压后的油田采出水送入沸腾床分离器，以去除水中的微细颗粒物和分散态油滴；(iv)经沸腾床分离器处理后的油田采出水送至纤维聚结器进行深度净化，以脱除水中剩余的乳化油；以及(v)沸腾床分离器运行一段时间至压差达到0.3MPa后，通过油田采出水和空气混合后反向进料对沸腾床分离器的分离媒质进行再生。还提供了一种油田采出水深度净化装置。

Description

油田采出水深度净化方法与装置

技术领域

本公开属于难降解污水处理与回用技术领域，提供了一种油田采出水深度净化方法与装置，适用于对油田采出水中细微悬浮物及油类的去除。具体地说，本公开结合沸腾床分离技术和纤维聚结技术，提供了一种油田采出水深度净化的组合分离方法和装置。

背景技术

我国油气田用水主要有地面水、地下水和采油污水。伴随着国内石油开采度的持续增加，多个油田已经进入了高含水的开采阶段，部分油田的综合含水率甚至超过了90％。如果对采出水进行处理并用于回注不仅可以满足石油开采过程中注水量日益增长的需要，同时可以节约大量水资源为油田带来经济效益且减少排放污水对环境的污染，产生巨大的环境效益。

国内油田采出水处理技术起步于20世纪50年代，初期只釆用简单的重力自然沉降分离技术(除油罐、隔油池、重力砂滤罐)；20世纪70年代末发展到应用旋流、压力过滤等技术的压力流程；20世纪80年代开始逐步推广旋流技术，并引进消化了浮选技术，核桃壳过滤技术也日趋成熟，基本满足了油田采出水的处理要求。进入21世纪以来，生化污水处理技术发展迅猛，有效的解决了釆出水的水质问题。国外学者在诸如细菌培养和生物相方面开展了许多深入的研究，国内许多油田也逐步引入了生化处理技术。

近年来，由于各方环保意识的提高以及科学技术的进步和广大油田水处理专家的不懈努力，采出水处理工艺技术不断发展创新，又出现了许多处理效率高、质量好、可靠性强的新型采出水处理技术。

在当今的石油资源开采中，我国的海洋石油开采在维护国家能源安全和海洋权益方面具有十分重要的意义和利益。在石油勘探开发的快速发展的过程中引起的环境污染受到了社会各界的关注。如何解决在石油勘探过程中污水处理这个问题，是目前石油开发公司面临的重要问题。为了实现油田环保的目的和中国的生态环境保护工作，现代石油企业的发展应加强对重点油田水处理技术的应用与发展，这在解决石油开采安全和可持续开发利用石油具有非常重要的影响。

油田采出水在经过处理之后，能够被再次应用到注水开采当中，这就是所谓的“污水回注”。目前来看，污水回注能够在稳定油田产出、节约淡水资源以及保护生态环境等多个方面起到积极作用。随着油田低渗油层注水开发的进行，以及油田对注水管理愈加严格，提出了“早注水、注好水、注够水、精细注水、有效注水”几则要求，尤其是针对污水处理的各项指标以及回注地层的污水水质等制定了十分严格的标准。将处理合格的污水回注到地层当中，不但可以补充地层水量，确保油田产出的稳定性，同时还能够对节约水资源和保护环境都具有非常重要的意义。油田注水具有保持油层压力、提高驱油效率、稳定油井生产的作用，随着油田注水开采的日益发展，建立水质配套的测试方法，高效经济的使用化学处理剂，正确选择水处理技术和工艺，以及改造升级与现场生产相适应的采出水处理设备是稳定注水、保护油层、提高石油产量的一项重要工作。

中国发明专利申请CN109293142A涉及一种高含硫油田采出水深度处理设备及工艺。主要解决了现有的问题。设备本体部分通过微生物折流板分割成3个区块，3个区块内部装有组合式多孔环填料，区块上部装有收油装置，3个区块底部装有微孔曝气盘、曝气主管；曝气主管连接曝气罗茨风机，区块连接缓冲水箱进口端；缓冲水箱出口端管线通过提升泵连接陶瓷膜过滤系统，陶瓷膜过滤系统包括无机陶瓷膜主体及若干膜组件，无机陶瓷膜主体进口管线上接有陶瓷膜进水阀门、循环泵，无机陶瓷膜主体出口管线通过陶瓷膜出水阀门连接清水箱。该高含硫油田采出水深度处理设备及工艺通过微生物降解水中有害物质，增加膜使用寿命，但是对于高油高悬浮物的油田采出水，处理效果有限，而且成本较高，不适合大范围的使用。

中国发明专利申请CN110117095A涉及一种高效处理三元复合驱油田采出水的方法，包括对污水进行pH调节，之后先进行预分相处理然后通过分离膜进行膜分离处理，使产水达到三元水回注水水质的指标。该专利申请中的预分相步骤，可将大部分的表面活性剂和聚合物从污水中的水相分离，使后期膜分离步骤中的膜分离阻力降低，膜污染情况减轻，从而大大提高了膜分离的效率，以及分离膜的使用寿命，但是其使用的范围比较局限，而且效果难以达到工业要求。

中国发明专利申请CN109957386A公开一种油田采出水制备的压裂液及其制备方法及应用，涉及石油开采技术领域。具体地，该压裂液包括稠化剂、助溶剂、除氧增效剂、助排剂和油田采出水；其中，所述稠化剂是黄原胶。该发明实施例提供的压裂液通过利用黄原胶本身的网状分子结构及其稳定性，提高所制备的压裂液的耐温能力，避免使用交联剂，进而消除油田采出水对压裂液的不利影响，可采用不同水质的油田采出水进行制备，且制备得到的压裂液具有良好的耐温性能，可满足压裂技术要求。该申请说明了油田采出水的物化性质比较复杂，难以处理，提出的处理油田采出水的方式适用性差，存在一定的局限性。

中国发明专利申请CN110127900A涉及一种预混结垢油田采出水处理装置及方法。该发明通过预混单元、絮凝沉降单元、调节单元、过滤单元和清水单元的有机设置，确定合适的混合比例，混合两种不配伍的采出水预结垢、混凝沉降处理，混合后采出水的pH值调节和采出水过滤五个步骤，有效地进行了水质的改性。该发明简化了处理流程，大大减少化学处理过程中的药剂投加量及处理成本，但是过程繁琐，不适合环境条件复杂的油田条件。

中国发明专利申请CN110104899A涉及了一种油田采出水微生物水质改性处理方法，包括如下步骤：收集井口原油、井场含油污泥、及集油站含油污泥，室内选育出本源高效降解原油的微生物菌种；室内选育出的微生物菌种扩培生产，生产出满足指标要求的微生物发酵液；将生产的微生物发酵液投入油田采出水处理站微生物水质改性处理装置中，选育出优势菌种；停止投加微生物发酵液，转入正常生产；采出水微生物水质改性处理最后经过过滤，达到注水指标要求即可进注水罐，再回注油层。该发明中于微生物生长代谢过程产生的酶对原油起到降粘剂作用，但是生物活性难以稳定维持，投入的成本较高，处理效果一般，工艺复杂。

中国发明专利申请CN104710034A公开了一种油田采出水深度处理方法，油田采出水经过预处理后再进行降温处理投加混凝药剂，并进行均匀混合处理，通入浸没式超滤装置进行超滤处理，浸没式超滤装置的膜池上部设置溢流口，采用微孔曝气和穿孔曝气相结合的方式，通过微孔曝气将废水中微量油及杂质从溢流口溢流排出，通过穿孔曝气去除附在膜丝表面的污染物，超滤出水作为低渗油田回注水使用，超滤浓水返回预处理过程。该发明的油田采出水深度处理方法，采用浸没式超滤技术结合曝气方法对油田采出水深度处理，但是该发明的超滤装置使用时限有限，饱和周期短，对于较大颗粒易堵塞装置，使用周期短，再生性能不好。

因此，针对上述现有技术存在的问题，本领域亟需开发出一种简单有效、成本低廉，解决现有方法分离不彻底、设备运行周期短的问题，实现油田采出水中细微悬浮物和总油的深度脱除的目的新的油田采出水净化工艺。

发明内容

本公开提供了一种新颖的油田采出水深度净化方法与装置，对油田采出水中的细微悬浮物和总油具有优良的分离效果，同时设备稳定运行周期长、造价低廉，分离流程简单。该方法解决了现有工艺中存在的设备运行周期短且油田采出水中的细微悬浮物和总油去除不彻底的缺陷。

一方面，本公开提供了一种油田采出水深度净化方法，该方法包括以下步骤：

(i)将油田采出水经药剂调理后送入气浮池进行初步处理，以脱除油田采出水中的浮油以及大颗粒的悬浮物；

(ii)经初步处理后的油田采出水送入中间水箱进行稳压处理；

(iii)经稳压后的油田采出水送入沸腾床分离器，以去除水中的微细颗粒物和分散态油滴；

(iv)经沸腾床分离器处理后的油田采出水送至纤维聚结器进行深度净化，以脱除水中剩余的乳化油；以及

(v)沸腾床分离器运行一段时间至压差达到0.3MPa后，通过油田采出水和空气混合后反向进料对沸腾床分离器的分离媒质进行再生。

在一个优选的实施方式中，在步骤(i)中，所述油田采出水的悬浮物含量为1000～5000mg/L，颗粒的平均粒径为100～10000μm，油田采出中油含量为1000～5000mg/L。

在另一个优选的实施方式中，在步骤(i)中，所述药剂包括：聚丙烯酰胺、聚氯乙烯或碱溶液；经气浮池初步处理后，油田采出水的固体悬浮物含量降至500mg/L以下，油含量降至500mg/L以下，颗粒的平均粒径降到30μm以下。

在另一个优选的实施方式中，在步骤(ii)中，经气浮池初步处理后，大部分液体经酸调节pH后送入中间水箱进行稳压处理；小部分液体进入压力溶气罐，用空压机加压打入气泡后返回气浮池的入口再次使用，为气浮池提供足量的气量。

在另一个优选的实施方式中，在步骤(iii)中，经过沸腾床分离器处理后，油田采出水的固体悬浮物含量降至15mg/L以下，油含量降至100mg/L以下，颗粒的平均粒径降到5μm以下。

在另一个优选的实施方式中，在步骤(iii)中，所述沸腾床分离器为间歇操作，运行至压差达到0.3MPa时，自动切换至再生工况，油田采出水原液从沸腾床分离器底部通入以及进一步的，同时通入空气使分离媒质充分流化至沸腾状态，对其进行清洗再生，释放其吸附截留的悬浮物和油类，并随再生用油田采出水送至再生废水收集箱进行沉降，返回气浮池的入口，再生废气排至废气处理系统。

在另一个优选的实施方式中，在步骤(iv)中，所述纤维聚结器为连续操作，当分离效果明显变差时，更换聚结器分离内件；经深度净化后，油田采出水的固体悬浮物含量降至1mg/L以下，油含量降至5mg/L以下，颗粒的平均粒径降到1μm以下。

另一方面，本公开提供了一种油田采出深度净化装置，该装置包括：

气浮池，用于进行步骤(i)将油田采出水经药剂调理后送入气浮池进行初步处理，以脱除油田采出水中的浮油以及大颗粒的悬浮物；

与气浮池连接的中间水箱，用于进行步骤(ii)经初步处理后的油田采出水送入中间水箱进行稳压处理；

与中间水箱连接的沸腾床分离器，用于进行步骤(iii)经稳压后的油田采出水送入沸腾床分离器，以去除水中的微细颗粒物和分散态油滴；以及

与沸腾床分离器连接的纤维聚结器，用于进行步骤(iv)经沸腾床分离器处理后的油田采出水送至纤维聚结器进行深度净化，以脱除水中剩余的乳化油。

在一个优选的实施方式中，该装置还包括与气浮池连接的压力溶气罐，用于接收经气浮池初步处理后的小部分液体，该部分液体用空压机加压打入气泡后返回气浮池的入口再次使用，为气浮池提供足量的气量；以及与沸腾床分离器连接的再生废水收集箱，用于沉降再生的分离媒质。

在另一个优选的实施方式中，所述纤维聚结器采用分级分步处理，包括进口整流分布器、油滴粗粒化聚结模块、改性波纹板强化沉降模块和纳米改性深度分离模块；通过Ω形式进行编制组合，对油田采出水中的油类进行快速高效分离；所述纤维聚结器设有油相出口和水相出口，水相出口连续外排，油相出口间歇外排或小流量连续外排。

有益效果：

1)本发明的方法将沸腾床分离方法与纤维聚结方法组合使用，弥补了原有沸腾床分离器对油田采出水中的油类分离效率不足的问题，同时有效避免了油田采出水中的悬浮物对纤维聚结器内件的污染问题，两种分离方法互相补充。

2)本发明的方法利用沸腾床分离器中的分离媒质对水中悬浮物和油类拦截、吸附等作用，使水中的固含量和油含量随滤层深度逐渐降低；后续利用纤维聚结器中的亲疏水纤维实现物理破乳，达到深度油水分离的目的，相比于膜过滤和精密过滤，该方法设备简单，投资少，能耗低，分离媒质易再生，连续运行周期长，维护费用低。

3)本发明的方法利用沸腾床方法对分离媒质进行再生，同时通过其顶部三相分离器的旋流剪切作用强化媒质再生效果；利用纤维聚结器中亲疏水纤维实现水油分离并外排，适用于油田采出水高含油量油田采出水的净化。

附图说明

附图是用以提供对本公开的进一步理解的，它只是构成本说明书的一部分以进一步解释本公开，并不构成对本公开的限制。

图1是根据本公开的一个优选实施方式的油田采出水深度净化方法总体工艺流程示意图。

图2是根据本公开的一个优选实施方式的沸腾床分离器设备简图。

图3是根据本公开的一个优选实施方式的纤维聚结器设备简图。

具体实施方式

本申请的发明人经过广泛而深入的研究后发现，通过将油田采出水经沸腾床分离器进行过滤，脱除其中的悬浮物与部分油类；接着沸腾床分离器处理后的水相经采用Ω形式编制组合的有机高分子聚结模块为核心的纤维聚结器深度净化，脱除其中的乳化油后返回至原系统；沸腾床分离器连续运行一段时间需要进行再生，油田采出水和空气混合后反向进料对分离煤质进行洗涤再生，再生液送至再生废水收集箱返回至气浮池的入口；再生气经过处理后外排去后系统，可以实现油田采出水中纳微米级颗粒与油类的深度脱除，出水悬浮物浓度降至1mg/L以下，油含量降至5mg/L以下，颗粒平均粒径将至1μm以下，从而有效减少油田采出水系统的堵塞，延长装置运行周期。基于上述发现，本发明得以完成。

本发明的技术构思如下：

油田采出水经过前处理后通过泵增压进入沸腾床分离器，去除油田采出水中的细微悬浮物与部分油类；后续通过纤维聚结器对经过沸腾床分离器净化后的油田采出水进行二次分离，深度脱除油田采出水中剩余的乳化油后从聚结器水相出口排出，返回油田采出水循环系统；沸腾床分离器运行一段时间至压差达到0.3MPa后，通过油田采出水和空气混合后反向进料对分离媒质进行再生，释放其吸附截留的悬浮物和油类，并随再生用油田采出水送至气浮池的入口；该方法实现了油田采出水中纳微米级颗粒物和油类深度脱除以及水的循环利用，出水悬浮物浓度降至1mg/L以下，油含量降低至5mg/L以下，平均粒径降低至1μm以下，有效地减少了油田采出水系统的堵塞，延长了装置运行周期。

在本公开的第一方面，提供了一种油田采出水深度净化方法，该方法包括以下步骤：

(1)油田采出水主要来自原油脱水站，即在油田开采过程中，从地下开采出的采出液经脱水分离出来的水，在其中加入聚丙烯酰胺(PAM)、聚氯乙烯(PAC)、碱溶液后进行调理进入后续工艺；

(2)油田采出水通过离心泵增压后送至气浮池，通过气浮池对油田采出水进行初步处理，以脱除水中的大颗粒的悬浮物以及浮油；

(3)经气浮池初步处理后的部分油田采出水加酸后进入中间水箱进行稳压，接着经过加压泵加压进入下个流程，污泥排至污泥后处理阶段，部分油田采出水进入压力溶气罐，经空压机打入气泡后返回气浮池的入口；

(4)经稳压后的油田采出水再送至沸腾床分离器进行微细颗粒物的去除，以及分散态油滴的去除，之后进入下个流程；

(5)经沸腾床分离器处理后的油田采出水再送至纤维聚结器进行深度净化，以脱除水中剩余的乳化油，油田采出水清液从纤维聚结器底部水相出口排出，污油从聚结器顶部油相出口外排；经深度净化后的油田采出水送至水循环系统；以及

(6)沸腾床分离器运行一段时间至压差达到0.3MPa后，通过油田采出水和空气混合后反向进料对分离媒质进行再生，释放其吸附截留的悬浮物和油类，并随再生用油田采出水送至再生废水收集箱进行沉降，返回气浮池的入口，再生废气排至废气处理系统。

在本公开中，所述油田采出水的悬浮物含量为1000-5000mg/L，颗粒的平均粒径为100-10000μm，油田采出水中油含量为1000-5000mg/L。

在本公开中，加入PAC、PAM或碱溶液进行调理，为后续的处理工艺提供基础。PAC通过它或它的水解产物使污水或污泥中的胶体快速形成沉淀，便于分离的大颗粒沉淀物。PAM的一系列离解和水解产物具有对水中胶体及细微悬浮物所具有的压缩双电层、电性中和以及吸附桥连和卷带网捕作用的综合结果。加入碱溶液为了提高原液的pH，为后续的处理工艺提供基础。

在本公开中，在气浮池处理环节中，水中通入空气或其它气体产生微细气泡，使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上，随气泡一起上浮到水面形成浮渣，上浮速度可提高近千倍，从而完成悬浮油的分离。气浮池上部处理的污泥去向污泥处理装置，进行后处理。从气浮池出来的液体一部分进入压力溶气罐，在空压机加压打入气泡，为气浮池提供足量的气量，保证气浮池的处理效果。油田采出水在进入中间水箱之前加入酸调低pH。气浮池出来的大部分液体进入中间水箱，起到缓冲稳压的作用，可以使得液体中的药剂混合地更加均匀。

在本公开中，经过气浮池初步处理后，油田采出水中的固体悬浮物含量降至500mg/L以下，油含量降至500mg/L以下。

在本公开中，经过沸腾床分离器分离后，油田采出水中的固体悬浮物含量降至15mg/L以下，油含量降至100mg/L以下，颗粒的平均粒径降到5μm以下。

在本公开中，所述沸腾床分离器为间歇操作，运行至设定压差时，自动切换至再生工况，油田采出水原液从沸腾床分离器底部通入以及进一步的，同时通入空气使分离媒质充分流化至沸腾状态，对其进行清洗再生；所述纤维聚结器为连续操作，当分离效果明显变差时，更换聚结器分离内件。

在本公开中，经过纤维聚结器深度净化后，油田采出水中的固体悬浮物含量降至1mg/L以下，油含量降至5mg/L以下，颗粒的平均粒径降到1μm以下。

在本公开的第二方面，提供了一种油田采出水深度净化装置，该装置包括：

气浮池，用于对经药剂调理后送入的油田采出水进行初步处理，以脱除油田采出水中的浮油以及大颗粒的悬浮物；

与气浮池连接的中间水箱，用于将送入的经初步处理后的油田采出水进行稳压处理；

与中间水箱连接的沸腾床分离器，用于分离送入的经稳压后的油田采出水，以去除水中的微细颗粒物和分散态油滴；以及

与沸腾床分离器连接的纤维聚结器，用于对送入的经沸腾床分离器处理后的油田采出水进行深度净化，以脱除水中剩余的乳化油。

在本公开中，该装置还包括与气浮池连接的压力溶气罐，用于接收经气浮池初步处理后的小部分液体，该部分液体用空压机加压打入气泡后返回气浮池的入口再次使用，为气浮池提供足量的气量；以及与沸腾床分离器连接的再生废水收集箱，用于沉降再生的分离媒质。

在本公开中，所述沸腾床分离器的分离媒质有别于传统滤料，所述分离媒质的材料对油田采出水中的悬浮物具有较好的吸附、截留效果。

在本公开中，所述纤维聚结器采用分级分步处理，包括进口整流分布器、油滴粗粒化聚结模块、改性波纹板强化沉降模块和纳米改性深度分离模块；通过Ω形式进行编制组合，对油田采出水中的油类进行快速高效分离。所述纤维聚结器设有油相出口和水相出口，水相出口连续外排，油相出口间歇外排或小流量连续外排。

以下参看附图。

图1是根据本公开的一个优选实施方式的油田采出水深度净化方法总体工艺流程示意图。如图1所示，在油田采出水中加入PAC、PAM和碱进行调理后通过离心泵增压后送至气浮池1-1，通过气浮池对油田采出水进行初步处理，以脱除水中的浮油以及大颗粒的悬浮物；经气浮池初步净化后的大部分油田采出水加酸调低pH后进入中间水箱1-2进行稳压，污泥排至污泥后处理阶段，少部分油田采出水进入压力溶气罐1-5，经空压机打入气泡后返回气浮池的入口；经稳压的油田采出水送至沸腾床分离器1-3进行微米级颗粒物的去除，以及一些悬浮油的去除；经沸腾床分离器处理后的油田采出水再送至纤维聚结器1-4进行深度净化，以脱除水中剩余的剩余油类，油田采出水清液从纤维聚结器底部水相出口排出(出水)，污油浓缩液从邢傲伟聚结器顶部油相出口外排；经深度净化后的油田采出水送至水循环系统；沸腾床分离器运行一段时间至压差达到0.3MPa后，通过油田采出水和空气混合后反向进料对分离媒质进行再生，释放其吸附截留的悬浮物和油类，并随再生用油田采出水送至再生废水收集箱1-6进行沉降，返回气浮池的入口，再生废气排至废气处理系统。

图2是根据本公开的一个优选实施方式的沸腾床分离器设备简图。如图2所示，沸腾床分离器主要分为设备壳体2-1、颗粒床2-2、分隔板2-3、水帽2-4、进料分配器2-5、防涡器2-6、旋流三相分离器2-7等部分；正常运行时，油田采出水由顶部入口管进入设备，经进料分配器2-5送至颗粒床层，经颗粒床分离后，油田采出水通过分隔板2-3上的水帽2-4，经防涡器2-6后由底部出口排出；设备切换至反冲洗操作后，油田采出水改由底部进料，同时混入空气，由下向上穿过颗粒床层，使床层呈沸腾状，释放分离媒质间的悬浮物，使媒质清洗再生；含分离媒质和污染物经顶部旋流三相分离器2-7，使媒质颗粒在旋流场内洗涤，强化媒质再生，同时回收媒质颗粒，污染物随液相由设备侧面排污口排出，空气由顶部排气口排出。

图3是根据本公开的一个优选实施方式的纤维聚结器设备简图。如图3所示，纤维聚结器主要分为设备壳体3-1、入口3-2、进口整流分布器3-3、油滴粗粒化聚结模块3-4、改性波纹强化沉降模块3-5、纳米改性深度分离模块3-6、水相出口3-7、油相出口3-8等部分；正常运行时，油田采出水由设备入口3-2进入设备，经进口整流分布器3-3依次进入油滴粗粒化聚结模块3-4、改性波纹强化沉降模块3-5和纳米改性深度分离模块3-6，使沸腾床出口油田采出水中剩余的细小乳化油滴通过在亲疏水纤维上的粘附、碰撞、长大、分离过程，油滴逐渐运动到上部油层，水滴快速下沉，油田采出水清液由水相出口3-7外排返至油田采出水循环换热系统，污油由油相出口3-8至缓冲沉降罐，实现油水分离的目的。

实施例

下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。

实施例1：

在新疆克拉玛依某油田搭建处理量为20方每小时的油田采出水处理装置，采用本发明的流程工艺进行实验，利用气浮池、沸腾床分离器与纤维聚结器进行处理，主要去除油田采出水当中的悬浮物与油类，分别检测不同装置出口的指标进行分析，考察实验的净化效果。

1.油田采出水的物料性质及相关参数

油田采出水为液固两相混合物，水中含有微细颗粒物及大量的油类物质；悬浮物含量为1512mg/L，油类物质的含量为1826mg/L，主要物质为烷烃类与芳香烃类的有机物质。

2.油田采出水深度净化装置

油田采出水净化装置为气浮池、沸腾床分离器与纤维聚结器的组合型装置，沸腾床分离器直径为300mm，高度为1500mm，顶部安装旋流三相分离器，分离媒质为粒径1～2mm的颗粒状分离媒质，床层高度为1300～1400mm，单台过滤器处理量为20m³/h。纤维聚结器的直径700mm，长度为1200mm。

3.主要实施过程

将油田采出水经药剂初步调理后送入气浮池进行处理，以脱除油田采出水中的浮油以及大颗粒的悬浮物；经初步处理后的油田采出水送入中间水箱进行稳压处理；经稳压后的油田采出水送入沸腾床分离器，以去除水中的微细颗粒物和分散态油滴；经沸腾床分离器处理后的油田采出水送至纤维聚结器进行深度净化，以脱除水中剩余的乳化油。

4.结果分析：

通过气浮池、沸腾床分离器与纤维聚结器的组合型净化工艺，油田采出水经气浮池处理后，悬浮物含量由1512mg/L降至196mg/L，微细颗粒物平均半径为75μm；再经沸腾床分离器对油田采出水中剩余悬浮物深度脱除后，悬浮物含量降至30mg/L以下，微细颗粒物平均粒径降至1μm，最后经过纤维聚结器处理后，悬浮物的浓度为25mg/L，粒径为1μm。油类含量经气浮池处理后，悬浮物含量由1826mg/L降至257mg/L；再经沸腾床分离器对油田采出水中油类物质脱除后，悬浮物含量降至110mg/L以下，最后经过纤维聚结器深度净化后，油类物质的浓度降为25mg/L。测试期间经过336小时连续运行及沸腾床分离器5次反冲洗再生操作后仍能保持初始分离效果，分离效率远超95％。且气浮池与纤维聚结器的分离效果保持稳定。

上述所列的实施例仅仅是本公开的较佳实施例，并非用来限定本公开的实施范围。即凡依据本申请专利范围的内容所作的等效变化和修饰，都应为本公开的技术范畴。

在本公开提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本公开的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本公开作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种油田采出水深度净化方法，该方法包括以下步骤：

(i)将油田采出水经药剂调理后送入气浮池进行初步处理，以脱除油田采出水中的浮油以及大颗粒的悬浮物；

(ii)经初步处理后的油田采出水送入中间水箱进行稳压处理；

(iii)经稳压后的油田采出水送入沸腾床分离器，以去除水中的微细颗粒物和分散态油滴；

(iv)经沸腾床分离器处理后的油田采出水送至纤维聚结器进行深度净化，以脱除水中剩余的乳化油；以及

(v)沸腾床分离器运行一段时间至压差达到0.3MPa后，通过油田采出水和空气混合后反向进料对沸腾床分离器的分离媒质进行再生。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(i)中，所述油田采出水的悬浮物含量为1000～5000mg/L，颗粒的平均粒径为100～10000μm，油田采出中油含量为1000～5000mg/L。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(i)中，所述药剂包括：聚丙烯酰胺、聚氯乙烯或碱溶液；经气浮池初步处理后，油田采出水的固体悬浮物含量降至500mg/L以下，油含量降至500mg/L以下，颗粒的平均粒径降到30μm以下。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(ii)中，经气浮池初步处理后，大部分液体经酸调节pH后送入中间水箱进行稳压处理；小部分液体进入压力溶气罐，用空压机加压打入气泡后返回气浮池的入口再次使用，为气浮池提供足量的气量。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(iii)中，经过沸腾床分离器处理后，油田采出水的固体悬浮物含量降至15mg/L以下，油含量降至100mg/L以下，颗粒的平均粒径降到5μm以下。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(iii)中，所述沸腾床分离器为间歇操作，运行至压差达到0.3MPa时，自动切换至再生工况，油田采出水原液从沸腾床分离器底部通入以及进一步的，同时通入空气使分离媒质充分流化至沸腾状态，对其进行清洗再生，释放其吸附截留的悬浮物和油类，并随再生用油田采出水送至再生废水收集箱进行沉降，返回气浮池的入口，再生废气排至废气处理系统。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(iv)中，所述纤维聚结器为连续操作，当分离效果明显变差时，更换聚结器分离内件；经深度净化后，油田采出水的固体悬浮物含量降至1mg/L以下，油含量降至5mg/L以下，颗粒的平均粒径降到1μm以下。

8.一种油田采出深度净化装置，该装置包括：

气浮池(1-1)，用于进行步骤(i)将油田采出水经药剂调理后送入气浮池进行初步处理，以脱除油田采出水中的浮油以及大颗粒的悬浮物；

与气浮池(1-1)连接的中间水箱(1-2)，用于进行步骤(ii)经初步处理后的油田采出水送入中间水箱进行稳压处理；

与中间水箱(1-2)连接的沸腾床分离器(1-3)，用于进行步骤(iii)经稳压后的油田采出水送入沸腾床分离器，以去除水中的微细颗粒物和分散态油滴；以及

与沸腾床分离器(1-3)连接的纤维聚结器(1-4)，用于进行步骤(iv)经沸腾床分离器处理后的油田采出水送至纤维聚结器进行深度净化，以脱除水中剩余的乳化油。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置还包括与气浮池(1-1)连接的压力溶气罐(1-5)，用于接收经气浮池初步处理后的小部分液体，该部分液体用空压机加压打入气泡后返回气浮池的入口再次使用，为气浮池提供足量的气量；以及与沸腾床分离器(1-3)连接的再生废水收集箱(1-6)，用于沉降再生的分离媒质。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述纤维聚结器采用分级分步处理，包括进口整流分布器(3-3)、油滴粗粒化聚结模块(3-4)、改性波纹板强化沉降模块(3-5)和纳米改性深度分离模块(3-6)；通过Ω形式进行编制组合，对油田采出水中的油类进行快速高效分离；所述纤维聚结器设有油相出口(3-8)和水相出口(3-7)，水相出口连续外排，油相出口间歇外排或小流量连续外排。

Images