一種油田回注水的深度處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油田回注水深度處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田開采過程中，特別是在油田開采的中后期，油層壓力隨著開采時(shí)間的延長是逐漸下降的，當(dāng)油層的壓力下降到低于油氣的飽和壓力之后，溶解在油中的天然氣在油層內(nèi)就會(huì)大量的游離出來，油井產(chǎn)量明顯下降，油氣比上升，地下原油性質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致粘度增加和流動(dòng)困難，使得大量的脫氣原油(又稱死油)殘留在地層中開采不出來，降低油田的開采效率。為了保持油層壓力，延長油井的自噴期，目前采用的主要方法是向地層中注入水，以補(bǔ)充己采出的原油在油層中所占的空隙體積，使得油層壓力保持穩(wěn)定或者上升，達(dá)到油井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、提高最終采收率的目的?，F(xiàn)有我國的各油田大多采用注水采油開發(fā)方式，而且為了提高后續(xù)開采效率，在油田處于旺盛期就開始注水。但是在注水采油過程中，注入地下補(bǔ)充地層壓力的水和原油一起產(chǎn)出，經(jīng)過油水分離后，產(chǎn)生大量的油田廢水。目前我國大部分油田己進(jìn)入石油開采的中期和后期階段，采出液中含水量為70-80%，有的油田甚至高達(dá)90%，而且隨著開采時(shí)間的增加，含水量不斷的增加，因此在我國油田所產(chǎn)生的廢水量非常巨大。如果把如此大量的采出水直接外排，將造成非常嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，同時(shí)又浪費(fèi)了寶貴的水資源。如果把含油廢水處理后，重新回注地層，以補(bǔ)充地層的壓力，不僅可以避免環(huán)境污染，而且節(jié)約大量的水資源。對含油廢水進(jìn)行處理并回注是油田實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開發(fā)和提高油田經(jīng)濟(jì)效益節(jié)約成本的一個(gè)重要途徑。由于采油廢水成份復(fù)雜，如果直接回注地層用于進(jìn)一步的石油開采，不僅對采油設(shè)備和系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害，還會(huì)破壞地下地層。原油廢水在未經(jīng)處理之前，水中懸浮物(機(jī)雜)、含油量與抽取的地下水相比要高得多，這會(huì)直接或間接地引起注水井和地下油層的堵塞。
[0003]原油開采行業(yè)一直屬于廢水消耗和排放大戶，節(jié)能減排是一大發(fā)展趨勢。可是，對于油田回注水國內(nèi)外尚無成熟的深度處理工藝，因此本專利提出了油田回注水的深度處理的系統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)了采油廢水的綠色處理，降低了噸采原油的廢水排放量。因此，加大對油田回注水深度處理的研究力度，制定具有針對性的處理方案，探索進(jìn)一步油田回注水的深度治理工藝，對實(shí)現(xiàn)采油企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是根據(jù)油田回注水排放的水質(zhì)水量情況，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種油田回注水經(jīng)濟(jì)、高效的廢水深度處理工藝。
[0005]本發(fā)明采用的方法是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種油田回注水的深度處理工藝系統(tǒng)，其特征在于，包括一級進(jìn)水栗，過濾器進(jìn)水口、多介質(zhì)過濾器、布水器、陶粒填料區(qū)、活性炭填料區(qū)、過濾器出水口、反沖洗栗、反沖洗進(jìn)水口、反沖洗出水口、中間水池、二級進(jìn)水栗、催化塔進(jìn)水口、臭氧催化塔、高嶺土臭氧催化劑、臭氧發(fā)生器、臭氧管道及進(jìn)氣口、臭氧擴(kuò)散器、臭氧淬滅器及出氣口、催化塔出水口、排水栗Ο
[0006]包括以下步驟:
(1)過濾區(qū):待處理的油田回注水從管道通過一級進(jìn)水栗從過濾器進(jìn)水口進(jìn)入多介質(zhì)過濾器，過濾器中的布水器孔徑為25?75 _，然后經(jīng)過陶粒填料區(qū)和活性炭填料區(qū)；陶粒填料區(qū)和活性炭填料區(qū)的體積比為1: (5?8);經(jīng)過兩個(gè)填料區(qū)后，通過過濾器出水口進(jìn)入中間水池；油田回注水在多介質(zhì)過濾器中的停留時(shí)間為40?120 min，多介質(zhì)過濾器發(fā)反沖洗周期為8?24 h ;反沖洗時(shí)清水從反沖洗栗進(jìn)入過濾器反沖洗進(jìn)水口從反沖洗水出水口流出，整個(gè)反沖洗時(shí)間為5?10 min ;
(2 )臭氧催化塔:中間水池中的廢水通過二級進(jìn)水栗從臭氧催化塔上部的進(jìn)水口進(jìn)入，催化塔內(nèi)部裝填高嶺土負(fù)載臭氧催化劑填料；臭氧發(fā)生器的氣源為純氧，產(chǎn)生的臭氧通過臭氧管道及進(jìn)氣口從催化塔底部進(jìn)入，由臭氧擴(kuò)散器擴(kuò)散至整個(gè)催化反應(yīng)塔，最后沒有被利用的臭氧由臭氧淬滅器消除，然后通過出氣口排空；油田回注水在催化塔中的停留時(shí)間為20?60min，催化劑的填裝密度為100?300 g/L,催化劑體積占整個(gè)催化塔體積的50?75% ;經(jīng)過催化塔催化氧化后，油田回注水通過排水栗達(dá)標(biāo)。
[0007]所述陶粒填料粒徑為2?10 mm，氣孔率為40?65%，密度為300?500 kg/m3,抗壓強(qiáng)度彡1.5MPa。
[0008]所述的活性炭填料粒徑為50?120目，比表面積是2400?3600 m2/g，表面密度是 350 ?600 kg/m3。
[0009]所述的高嶺土負(fù)載臭氧催化劑填料，其特征包括改性娃藻土的制備:
(1)篩選:選取粒徑5?25mm，均勻度是85%?98%的高嶺土 ；
(2)清洗:選取相應(yīng)粒徑的高嶺土用體積百分?jǐn)?shù)為2?5%硫酸溶液清洗5次，再用蒸餾水清洗5次，然后在105?120°C鼓風(fēng)干燥箱中干燥3?5h，冷卻后備用；
(3)浸漬:配制質(zhì)量濃度為5?10%硝酸鎳溶液、3?8%硝酸錳溶液和1?4%硝酸鈰銨溶液，都以金屬元素質(zhì)量計(jì)算，然后這三種溶液以體積比1:1:1配制成混合溶液，在混合溶液中加入作為分散劑2?5 mg/L的鹽酸羥胺，形成浸漬溶液。將高嶺土泡在浸漬溶液中，在35?45°C的恒溫震蕩箱中以120?160rmp速度震蕩5?10h ;然后將高嶺土取出，在室溫下自然風(fēng)干；
(4)高溫?zé)Y(jié):將高嶺土放在105?120°C鼓風(fēng)加熱箱中干燥2?5h，再放入以氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體的高溫爐中，先以15-20°C /min升溫至200?300°C，恒溫焙燒2?3h，然后繼續(xù)以30-45°C /min升溫至600°C，恒溫焙燒3?5 h，然后自然冷卻；將冷卻的高嶺土放在體積百分?jǐn)?shù)為50?75%的硝酸溶液中浸泡1?3 h，然后在105?120°C鼓風(fēng)加熱箱中干燥2?5 h，自然冷卻，制備得到高嶺土催化劑。
[0010]所述的制備得到高嶺土負(fù)載臭氧催化劑中金屬氧化物負(fù)載量率在8?20%，孔隙率為80?90%，比表面積為50?65 m2/g。
[0011]本發(fā)明根據(jù)油田回注水排放的水質(zhì)水量情況，提出了采油廢水深度處理技術(shù)方案，開發(fā)出經(jīng)濟(jì)、高效的廢水深度處理工藝，系統(tǒng)解決了油田回注水有機(jī)污染物超標(biāo)的問題，提升采油廢水中有機(jī)物的去除效率，降低噸采原油的廢水排放量，并實(shí)現(xiàn)采油廢水達(dá)標(biāo)回注。本發(fā)明提出的采油廢水深度處理工藝以節(jié)能減排和循環(huán)利用為主要任務(wù)，，用本發(fā)明的油田回注水深度處理工藝，處理效果穩(wěn)定，生產(chǎn)運(yùn)行成本低，操作運(yùn)行簡便，自動(dòng)化程度高，可減少環(huán)境污染，積極應(yīng)對日益嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)法規(guī)。本發(fā)明專利提出了采油廢水深度處理的系統(tǒng)技術(shù)方案，不僅經(jīng)濟(jì)和環(huán)保雙重效果，而且具有良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0013]實(shí)施例1:
對新疆某采礦區(qū)的采油廢水進(jìn)行處理，處理前采油廢水的水質(zhì)為:含油量是55 mg/L,懸浮物是45 mg/L。處理過程如下:廢水依次通過一級進(jìn)水栗，過濾器進(jìn)水口、多介質(zhì)過濾器、布水器、陶粒填料區(qū)、活性炭填料區(qū)、過濾器出水口、反沖洗栗、反沖洗進(jìn)水口、反沖洗出水口、中間水池、二級進(jìn)水栗、催化塔進(jìn)水口、臭氧催化塔、高嶺土臭氧催化劑、臭氧發(fā)生器、臭氧管道及進(jìn)氣口、臭氧擴(kuò)散器、臭氧淬滅器及出氣口、催化塔出水口、排水栗。
[0014]主要處理步驟分為:
(1)過濾區(qū):待處理的油田回注水從管道通過一級進(jìn)水栗從過濾器進(jìn)水口進(jìn)入多介質(zhì)過濾器，過濾器中的布水器孔徑為50 _，然后經(jīng)過陶粒填料區(qū)和活性炭填料區(qū)。陶粒填料區(qū)和活性炭填料區(qū)的體積比為1:5。經(jīng)過兩個(gè)填料區(qū)后，通過過濾器出水口進(jìn)入中間水池。油田回注水在多介質(zhì)過濾器中的停留時(shí)間為60 min，多介質(zhì)過濾器發(fā)反沖洗周期為12 h。反沖洗時(shí)清水從反沖洗栗進(jìn)入過濾器反沖洗進(jìn)水口從反沖洗水出水口流出，整個(gè)反沖洗時(shí)間為10 min。陶粒填料區(qū)的主要功能是去除油田回注水中大的顆粒物質(zhì)和防止上層濾料的流失。
[0015](2)臭氧催化塔:經(jīng)過兩個(gè)填料區(qū)后，油田回注水中的懸浮物及雜質(zhì)被有效的去除，然后通過過濾器出水口進(jìn)入中間水池。中間水池中的廢水通過二級進(jìn)水栗從臭氧催化塔上部的進(jìn)水口進(jìn)入，催化塔內(nèi)部裝填高嶺土負(fù)載臭氧催化劑填料。臭氧發(fā)生器的氣源為純氧，產(chǎn)生的臭氧通過臭氧管道及進(jìn)氣口從催化塔底部進(jìn)入，由臭氧擴(kuò)散器擴(kuò)散至整個(gè)催化反應(yīng)塔，最后沒有被利用的臭氧由臭氧淬滅器消除，然后通過出氣口排空。油田回注水在催化塔中的停留時(shí)間為30 min,催化劑的填裝密度為200 g/L,催化劑體積占整個(gè)催化塔體積的75%。經(jīng)過催化塔催化氧化后，油田回注水通過排水栗達(dá)標(biāo)。所用的陶粒填料粒徑為6 mm，氣孔率為55%，密度為350 kg/m3，抗壓強(qiáng)度彡1.5 MPa。所用的活性炭填料粒徑為80目，比表面積是3000 m2/g，表面密度是400 kg/m3。
[0016]所用的高嶺土負(fù)載臭氧催化劑填料，其特征包括改性娃藻土的制備:
(1)篩選:選取粒徑15mm,均勻度是95%的高嶺土 ；
(2)清洗:選取相應(yīng)粒徑的高嶺土用體積百分?jǐn)?shù)為4%硫酸溶液清洗5次，再用蒸餾水清洗5次，然后在105°C鼓風(fēng)干燥箱中烘干4h，冷卻后備用；
(3)浸漬:配制質(zhì)量濃度為5%硝酸鎳溶液、6%硝酸錳溶液和3%硝酸鈰銨溶液(都以金屬元素質(zhì)量計(jì)算)，然