[发明专利]一种稠油采出水深度软化处理回用方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种稠油采出水深度软化处理回用方法，属于污水处理领域。

背景技术

稠油采出水是油田采出液经过油水分离出的水。稠油采出水的水质复杂，不仅含有大量的阳离子( 如 Ca²⁺，Mg²⁺，Fe²⁺等) ，大量的阴离子( 如 Cl^-，SO4^2-，CO₃^2-，HCO₃^-等) ，还含有少量的如铬、铜、铅、汞等重金属化合物和U²³⁸、Th²³²、Ra²²⁶等微量的放射性化学物质；且具有水温高、粘度大、油水密度差小、乳化严重、生物可降解性差、处理难度大等特点。若将稠油采出水直接排放到水环境中会造成资源的浪费和其它水体的污染，乃至污染整个环境。随着国内油田稠油热采方式的改变，稠油采出水量日益增多。稠油采出水的处理是油田面临的一个严峻问题。为了节约水资源以及保护环境，急需将稠油采出水进行有效地处理。

目前，国内外对稠油采出水的处置方法有三种：一是将其做深度处理，回用于稠油热采注汽锅炉；二是在除油工艺的基础上，增加生化处理，达标排放；其三是将其处理后能满足油田注水水质指标，用于稀油区块地层回注。

稠油采出水出路不同，要求达到的水质标准也不一样，处理流程、处理方法也不相同。稠油采出水质成分虽然比较复杂，但是稳定性较好，经过处理后作为热采锅炉给水，具有很大的经济效益、社会效益和环境效益，因此可以对其进行循环再利用，做到资源化、合理化。回用于稠油热采注汽锅炉，只需去除采出水中的杂质（油和悬浮物、硬度、二氧化硅等），保持水质稳定就可以。该方法无论是从环境保护，还是从水资源和能源的充分利用等方面来看，都是最佳方案。

目前，国内外稠油采出水回用热采注汽锅炉的前段净化处理工艺与回注处理基本相同，都是采用物化法等成熟处理工艺，主要去除水中的油及悬浮物。国内外稠油采出处理技术主要采用隔油池技术，液-液旋流技术和气浮选技术等的组合，处理流程包括除油、除悬浮物、除硅和软化 4 个环节，设备多，处理流程长。稠油采出水中硅的浓度较高，水中残留的硬度在高温下与不同形态的硅反应形成硅酸盐垢。因此在除硅这个环节上尚存在一些问题，如除硅设备复杂、加药种类多、加药量大、产生的污泥量大、成本高和后续过滤器产生结垢或腐蚀等。锅炉水质对钙镁离子的含量的要求最为苛刻，因为软化后的水中钙镁离子的去除不彻底的话，就会伴有其它离子的出现，造成严重的结垢或腐蚀问题，所以后续深度处理主要着眼于污水的软化。稠油采出水经传统强酸性阳离子交换树脂软化工艺处理后，仍残留微量钙镁离子。运行实践表明，这些阳离子仍可与硅结合易引起热采锅炉结垢。

发明内容

本发明的目的是针对传统稠油采出水处理方法的除硅工艺设备复杂、加药种类多、加药量大、产生的污泥量大、费用高昂，且软化后的水对钙镁离子的去除不彻底，过滤器的结垢或腐蚀的问题，提供一种不需要除硅、仅需在原离子交换单元的基础上进一步深度软化处理的方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种稠油采出水深度软化处理回用方法，包括如下步骤：

（1）对稠油采出水进行预处理；

（2）对经步骤（1）预处理的稠油采出水进行二级过滤处理，使其出水中的油的含量≤2.0mg/L、悬浮固体含量≤5.0mg/L；

（3）将经步骤（2）过滤后的稠油采出水导入阳离子树脂交换器进行软化处理，使出水的总硬度≤0.1mg/L，然后在15~25BV/h的流速下，通过螯合树脂交换器进行深度软化处理，使其钙离子、镁离子含量≤0.02mg/L，再将其导入稠油热采注汽锅炉中回用；所述螯合树脂交换器包含有胺基膦酸型螯合树脂交换层与亚胺基二乙酸型螯合树脂交换层。

所述预处理依次包括除油缓冲、旋流反应和斜板沉降；所述旋流反应为在经除油缓冲处理后的采出水中加入净化剂，投入量为150~200mg/L，然后将采出水通入旋流反应器中，并投加碱性物质调节系统pH值为8.0～9.0。

所述除油缓冲的时间为8~10小时，旋流反应的时间为30~45min，斜板沉降的时间为2～4小时。

所述净化剂含有聚合氯化铝、硫酸铝和聚硅氯化铝中任意两种的混合物，其质量比为1：3~3：1。