[发明专利]一种用微气泡深度处理三元复合驱采出水的方法

说明书

本发明涉及一种用微气泡深度处理三元复合驱采出水的方法，其方法包括污水过滤除去≥40μm固体悬浮物；电磁防垢；以微气泡发生、微气泡—水混合、污水射流增压、油珠悬浮物与微气泡聚结、旋流分离作为一个处理单元，按分别发生和使用的微气泡粒径＜4μm、＜10μm、＜25μm、＜60μm级别不同，将污水处理分割成相应的处理单元，按由小到大逐级处理的顺序依次进行。每一级处理单元发生本级的微气泡；微气泡与油珠和悬浮物颗粒混合、聚结；水力旋流器进行油—水旋流分离；本发明采用机械或物理方法处理污水，技术经济性好，安全环保，适合于三元复合驱采出水、聚合物驱采出水、稠油采出水的深度处理，也适用于其他类似的含微细悬浮物、高度乳化、高粘度污水的处理。

技术领域

本发明涉及三元复合驱采出水的处理，具体说是一种用微气泡深度处理三元复合驱采出水的方法。本方法也可以应用于聚合物驱采出水、稠油采出水或其他类似的含微细油珠和悬浮物、高度乳化、高粘度污水的处理。

背景技术

目前，各油田为进一步提高原油采收率都逐步采用聚合物驱工艺技术，并且向三元复合驱发展。与聚合物驱相比，三元复合驱增加了强碱性的表面活性剂。在多元化学药剂的作用下，采出液乳化强度更大，界面性质变得复杂，悬浮物固体含量增加，粒度变细，油水分离困难。为满足三元复合驱采出液脱水的需要，在研发应用新型高效处理设备的同时，研发应用了各种高效破乳剂。这些高效破乳剂一部分进入油相，还有一部分则进入水相中，使采出水的成分更加复杂。上述原油开采的生产工艺决定了三元复合驱采出水的特殊性质。试验表明，随着采出污水中三元聚合物浓度含量的增高，其粘度相应增加，导致污水中颗粒的分离速度降低，油珠之间、悬浮物固体之间排斥力增大，难以聚并。同时悬浮固体颗粒粒径比较小，且基本呈现悬浮状态，稳定性比较好，沉降性差，直接影响了沉降处理设备的去除效率。

如大庆油田的水驱采出水处理站处理液全部见聚合物后，含油污水的水质特性发生了变化：粘度1.0mPa.s以上，油珠颗粒细小，粒径10μm左右，污水电位-20.0mV以上，油珠浮升速度仅为水驱的1/10左右，悬浮固体粒径中值1-4μm。由于采出水中存在大量硫酸盐还原菌，将污水中SO₄^2-中的S^6-还原成S^2-，S^2-造成设备容器腐蚀，同时产生大量的硫化物。硫化物的颗粒比较细小，一般集中在1-10μm。这些细小的硫化物颗粒与污水中的油珠或其他有机物结合，形成稳定性好、沉降特性差、穿透滤料能力强的颗粒，进而造成现有沉降、过滤工艺很难与之适应。随着聚合物含量的增加，污水中的油珠多以小颗粒乳化油状态存在，难以去除。而含油污水中的悬浮固体颗粒粒径更为细小，难以沉降，基本呈现不沉不浮的悬浮状态。大庆油田聚合物驱含油污水处理工艺在采用“自然沉降+混凝沉降+压力过滤”三段处理流程的情况下，一次沉降时间由水驱时的4h延长至8h，二次沉降时间由2h延长至4h，滤速也由16m/h降低至8m/h，处理后的水质基本达到含油20mg/L，含悬浮物20mg/L，悬浮物粒径5μm的高渗透层回注水水质要求。但还不能满足中渗透层聚合物驱回注水含油15mg/L，含悬浮物15mg/L，悬浮物粒径3μm的要求。更达不到低渗透层聚合物驱回注水含油5mg/L，含悬浮物5mg/L，悬浮物粒径1μm的水质标准。

据《油气田地面工程关键技术》（汤林等著，石油工业出版社 2014年5月第1版）报道，针对更复杂的三元复合驱采出水，大庆油田在试验区研发并应用了“曝气沉降、高效聚结+气浮分离+石英砂双层过滤+海绿石双层过滤”的四段处理工艺技术，试验区采出水中聚合物含量1000mg/L，表面活性剂含量150mg/L，PH值为10.1，通过投加水质稳定剂WS1002后，在滤速较低的情况下，处理后的水质能够达标，目前现场试验仍在进行当中。

高浓度聚合物驱和三元复合驱将是老油田实现原油稳产的主力，而技术攻关的重点是采出水的达标处理，由于采出水的成分复杂、粘度高，油水分离和悬浮物的去除非常困难，寻找到经济和技术上都可行的处理工艺是重要攻关方向。

发明内容