[发明专利]油气田采出水资源化处理的工艺方法及系统

说明书

本发明公开了一种油气田采出水资源化处理的工艺方法及系统，其中，该工艺方法依序包括：除硬步骤：向采出水中投加药剂，以除去采出水中的成垢离子；电化学氧化步骤：将采出水进行电解处理，控制进水的pH值介于8~9之间，电解处理采用4.0V~6.0V的直流电压，以除去水中的氨氮及降低COD；铁碳微电解步骤：使采出水流经铁碳填料，投加酸剂以控制进水pH值介于5.5~6.0之间，以进一步除去水中的氨氮及降低COD；反渗透步骤：使采出水经过反渗透膜，进一步除去导电离子和降低COD，得到处理后的成品出水。本发明的工艺流程短，操作相对简单、能耗低，抗冲击能力强，建设投资小，能够有效解决现有技术的不足，具有工业实用性。

技术领域

本发明属于油气田地面工程技术领域，具体地，涉及一种油气田采出水资源化用处理的工艺方法及系统。

背景技术

油气田采出水大多具有高COD（化学需氧量）、难降解的特性。上述特性在气田采出水中表现的更加突出，以普光气田为例，采出水三维荧光光谱仪分析结果见图1，区域I、II、III、IV、V分别为类酪氨类物质、类色氨酸物质、类富里酸物质、可溶性微生物降解副产物以及类胡敏酸物质。其中区域I、II、IV归属于可降解类物质，区域III、V归属于难降解类物质。

从图中各组分情况来看，采出水中约80%为难降解物质，主要是芳香族化合物，测定采出水的B/C，在0.2以下，因而导致采出水的整体可生化性较差。

相关技术中针对高盐、高氨氮、难降解COD油气田采出水一般采用除硬+脱氨+蒸发+高级氧化+微/超滤+反渗透的处理工艺，工艺描述如下：

1）经过预处理（主要去除悬浮物、含油、H₂S等）后的油气田采出水首先进入除硬装置对采出水硬度进行去除；

2）除硬出水进入脱氨塔对氨氮进行去除；

3）脱氨塔出水进入多效蒸发装置，进行脱盐及去除部分COD；

4）蒸发出水进入高级氧化（多采用芬顿、臭氧或组合工艺）反应装置，主要对水中COD进一步去除；

5）将经过高级氧化处理后的采出水进入到微/超滤膜进行过滤；

6）将经过微/超滤处理后的采出水进入反渗透膜处理，得到合格出水。

相关技术可以达到油气田采出水资源化目的，但同时也存在不足，一是工艺链长、设备多、运行成本高；二是高级氧化工艺中芬顿工艺产泥量大造成二次污染等。如何寻求一种高效低耗的处理工艺成为业内研发的方向。

发明内容

本发明为了解决或部分解决上述技术问题，本发明一方面提供一种油气田采出水资源化处理的工艺方法，依序包括：除硬步骤：向采出水中投加药剂，以除去采出水中的成垢离子；电化学氧化步骤：将采出水进行电解处理，控制进水的pH值介于8~9之间，电解处理采用4.0V~6.0V的直流电压，以除去水中的氨氮及降低COD；铁碳微电解步骤：使采出水流经铁碳填料，投加酸剂以控制进水pH值介于5.5~6.0之间，以进一步除去水中的氨氮及降低COD；反渗透步骤：使采出水经过反渗透膜，进一步除去导电离子和降低COD，得到处理后的成品出水。

在一些实施方式中，采出水的COD在1500mg/L以下，矿化度在30000mg/L以下，以及氨氮在300mg/L以下。

在一些实施方式中，除硬步骤中，加入的药剂包括碱剂、混凝剂和絮凝剂，控制出水的pH值为10以上，混凝剂的投加量不低于50mg/L，絮凝剂的投加量不低于3mg/L。

在一些实施方式中，铁碳微电解步骤中，铁碳填料的滤层厚度不小于1.0m，滤速控制介于6m/h~10m/h之间。

在一些实施方式中，反渗透步骤包括：运行压力介于3MPa~7MPa之间的高压反渗透处理和运行压力介于1MPa以下的低压反渗透处理。