[发明专利]一种利用空气对油田污水进行预氧化处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用空气对油田污水进行预氧化处理的方法，属于油田采出水处理领域。

背景技术

在油田的原油开采过程中，从地下采出的含水原油称“采出液”或“产出液”，从采出液分离出来的水称为“油田采出水”，也称“油田产出水”或“油田污水”。

在油田进入注水开发阶段后，会产生大量的油田污水。油田污水是一种集悬浮固体、油、溶解气体和溶解盐于一体的多相体系，其中含有悬浮固体、胶体粒子、分散油及浮油、乳化油等杂质，与水形成溶胶状态的细小胶体微粒。出于环境保护和节约资源的考虑，需要对这些污水进行处理，设法将悬浮固体、胶体、分散油及浮油除去，以便回注地层重复使用。在污水处理过程中，仅仅利用重力自然沉降不能除去这些微粒，必须通过化学作用使溶胶以不同的方式脱稳、凝聚或絮凝，变成较大的颗粒后才能沉降分离。同时，杀灭细菌、降低污水的腐蚀性和结垢倾向。

目前油田污水主要采用“三段式”流程处理，即收油、沉降和过滤。Fe²⁺、H₂S、HS^-、S^2-在污水中的溶解度较大，通过上述的沉降和过滤无法将其除去。但Fe²⁺会逐渐被氧化形成Fe_x(OH)_(3x-m)^m+胶体颗粒；同时，Fe²⁺还能与硫酸盐还原菌(SRB)的还原产物S^2-作用，形成(FeS)_x黑色胶体沉淀。有关化学反应如式(1)和(2)。

Fe²⁺+O₂→Fe_x(OH)_(3x-m)^m+↓        (1)

xFe²⁺+xS^2-→(FeS)_x                (2)

Fe_x(OH)_(3x-m)^m+胶体和(FeS)_x胶体在污水中主要以悬浮固体和垢的形式存在，即生成新的悬浮固体(SS)，使水质恶化。因此按此流程处理的油田污水不能全部达到油田注入水的各项标准(SY/T 5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》)要求，即使有些指标在污水处理站能达标，但由于处理后污水的热稳定性差，会沿流程恶化，到达注水井时，水质也不达标，堵塞地层。因此，要想提高处理后污水的热力学稳定性，就需要设法除去污水中的Fe²⁺、H₂S、HS^-、S^2-等还原性物质。

化学“预氧化”和电化学“预氧化”均可将污水中的Fe²⁺氧化成具有凝聚作用的三价铁离子，使其成为对污水净化有益的组分，同时可将H₂S、HS^-、S^2-、FeS等硫化物氧化成单质硫，随后通过絮凝、沉降、过滤而分离去除，提高处理后污水的热力学稳定性。同时，使污水中的悬浮物、乳化油等杂质小颗粒聚集成大颗粒，形成体积大、密度高、沉降快的絮体，从水体中完全沉降、分离出来。最终达到净化水质，杀灭细菌、控制腐蚀、抑制结垢，使处理后污水的各项指标均能满足油田注入水。化学“预氧化”通过向污水中添加、使用如氯气、氯的含氧酸及其盐、双氧水等氧化剂实现预氧化目的。该方法在污水处理过程中需要大量消耗化学氧化剂，这对生产油气的油田而言极其危险；电化学“预氧化”指向污水通电电解实现预氧化目的，如专利CN 1562781A《一种电解处理油田污水的方法》所述，但该方法需要消耗电能。

目前在国内，已经有相关研究人员对油田污水进行曝气处理，但是其目的是使经曝气处理后的污水代替清水来配制聚合物溶液，而本发明是使污水中的还原性物质如Fe²⁺、H₂S、HS^-和S^2-氧化，并通过絮凝沉降从污水中分离，提高污水热力学稳定性，最终达到稳定水质的目的，因此目前尚无利用空气(氧气)对油田污水进行“预氧化”处理的报道。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种利用空气对油田污水进行预氧化处理的方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种利用空气对油田污水进行预氧化处理的方法，包括以下操作步骤：