一种油田采油污水的微纳气泡处理法

摘要

本发明公开了一种油田采油污水的微纳气泡处理法，是将微纳气泡发生器产生的微纳气泡通入油田采油污水液面下距容器底部或池底部2～60cm处，以油田采油污水矿化度范围5000～60000mg·L

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田采油污水的处理方法，尤其涉及一种油田采油污水的微纳气泡处理法，属于污水处理和油田开发技术领域。

背景技术

在油田开采过程中均产生大量的污水，直接排放易造成严重的环境污染，因此油田污水的无害化处理或资源化利用已成为一个亟待解决的问题。另一方面，在油田开发的中后期，广泛采用聚合物(部分水解聚丙烯酰胺，PHPA)强化驱油技术提高采收率。目前主要采用清水配制聚合物驱油体系(简称配聚)，消耗了大量的淡水资源。油田采油污水具有高矿化度、高含油量和高悬浮物含量的特点，直接用于配制聚合物驱油体系因粘度低驱油效果不佳。

微纳气泡是指直径小于50μm的气泡。相对于一般气泡而言，微纳气泡在水中上升速度慢，存在时间长，且气泡间的碰撞和破裂多在水面下发生。当微纳气泡破裂时会产生·OH自由基，有利于降解污水中的有机物，因此已应用于有机物污水的处理。油田污水中存在的离子、悬浮物和以乳化状态存在的油影响配聚效果，将微纳气泡用于处理油田污水，其作用不同于有机物污水的处理，主要是起破乳、聚集和促使离子间反应，进而起到降低油含量、悬浮物含量和矿化度的作用。经检索，目前还未见油田采油污水的微纳气泡处理法的报道。

发明内容

针对目前聚合物驱油体系主要采用清水配制，消耗大量的淡水资源，同时，采油过程中产生大量的污水，直接排放造成严重的环境污染的问题，本发明提供了一种油田采油污水的微纳气泡处理法。

本发明所述油田采油污水的微纳气泡处理法，其特征是：将微纳气泡发生器产生的微纳气泡通入油田采油污水液面下距容器底部或池底部2-60cm处，以油田采油污水矿化度范围5000～60000mg·L^-1、油含量范围10～200mg·L^-1、悬浮物含量范围1～100mg·L^-1计，以0.5～4升气/(升水·小时)的通气率处理0.5～10小时。

上述的油田采油污水的微纳气泡处理法中，优选的实施方式是：将微纳气泡发生器产生的微纳气泡通入油田采油污水液面下距容器底部或池底部8-20cm处，以1～2升气/(升水·小时)的通气率处理2～6小时。

利用本发明所述的微纳气泡处理法处理过的油田污水，其矿化度、含油量和悬浮物含量均明显降低，配制的聚合物驱油体系粘度比处理前明显提高，因此可代替清水用于配制聚合物驱油体系，既可解决了污水的环境污染问题，又节省了淡水资源。

上述的聚合物驱油体系，为油田现场常用的部分水解聚丙烯酰胺溶液。

本发明的优点是：

1、微纳气泡法处理油田污水，工艺简单，成本低；

2、微纳气泡法处理油田污水，无需加入其它化学药剂，避免二次污染；

3、微纳气泡法处理的油田污水配制聚合物驱油体系时，其粘度比处理前明显提高，可代替清水在油田现场用于配制聚合物驱油体系，在消除油田污水环境污染的同时，节约淡水资源。

附图说明

图1微纳气泡处理对油田污水离子含量的影响；其中：图1-1：为HCO₃^-含量变化，图1-2：为Ca²⁺含量变化，图1-3：为Mg²⁺含量变化。

图2微纳气泡处理对油田污废水含油量的影响。

图3微纳气泡处理对所配制的聚合物驱油体系粘度的影响。

具体实施方式

以下所述的聚合物溶液为部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)溶液，浓度为2000mg·L^-1。采用NDJ-1E型粘度计在室温(25℃)和转速60rpm下测定粘度。微纳气泡发生器为上海中晨数字技术设备有限公司生产，气泡平均直径为537nm，产气量6～12升/小时。污水水质分别按中华人民共和国石油天然气行业标准“油气田水分析方法”(SY/T5523-2000)、“油田污水中含油量测定方法分光光度法”(SY/T0530-93)和中华人民共和国国家标准“水质悬浮物的测定重量法”(GB11901-89)分析测定。

实施例1

采集胜利油田孤东采油厂9-1配聚站污水，水质分析结果见表1。

取6L 9-1配聚站污水加入水槽中，打开微纳气泡发生器，将微纳气泡通入污水液面下距容器底部12cm处，当气泡充满水槽时开始计时。通气量为6升/小时。

处理不同时间的离子含量、含油量和配制的聚合物溶液的粘度分别见图1、2和3，可见随处理时间的延长，离子含量、含油量降低，配制的聚合物溶液的粘度升高。

处理180分钟后污水的矿化度、含油量、pH和悬浮物含量见表1。矿化度从11402mg·L^-1降至10833mg·L^-1；油含量从21.1mg·L^-1降至10.2mg·L^-1；悬浮物含量从12mg·L^-1降至6mg·L^-1；pH值略有升高。未处理前污水配制聚合物溶液的粘度为8.1mPa.s，经微纳气泡处理180min后的污水所配制聚合物溶液的粘度分别为13.7mPa.s，增粘率为69％。

实施例2

采集胜利油田孤东采油厂2号联进口处污水，水质分析结果见表1。

取12L 2号联进口处污水加入水槽中，打开微纳气泡发生器，将微纳气泡通入污水液面下距容器底部20cm处，当气泡充满水槽时开始计时。通气量为6升/小时。

处理不同时间的离子含量、含油量和配制的聚合物溶液的粘度分别见图1、2和3，可见随处理时间的延长，离子含量、含油量降低，配制的聚合物溶液的粘度升高。

处理180分钟后污水的矿化度、含油量、pH和悬浮物含量见表1。矿化度从15254mg·L^-1降至14619mg·L^-1；油含量从18.8mg·L^-1降至7.7mg·L^-1；悬浮物含量从22mg·L^-1降至15mg·L^-1；pH值略有升高。未处理前污水配制聚合物溶液的粘度为10.4mPa.s，经微纳气泡处理180min后的污水所配制聚合物溶液的粘度分别为15.7mPa.s，增粘率为51％。

实施例3

采集胜利油田孤东采油厂氧化塘进口处污水，水质分析结果见表1。

取4L氧化塘进口处污水加入水槽中，打开微纳气泡发生器，将微纳气泡通入污水液面下距容器底部8cm处，当气泡充满水槽时开始计时。通气量为10升/小时。

处理不同时间的离子含量、含油量和配制的聚合物溶液的粘度分别见图1、2和3，可见随处理时间的延长，离子含量、含油量降低，配制的聚合物溶液的粘度升高。

处理180分钟后污水的矿化度、含油量、pH和悬浮物含量见表1。矿化度从20470mg·L^-1降至18580mg·L^-1；油含量从69.8mg·L^-1降至10.3mg·L^-1；悬浮物含量从3.7mg·L^-1降至2.33mg·L^-1；pH值略有升高。未处理前污水配制聚合物溶液的粘度为4.7mPa.s，经微纳气泡处理180min后的污水所配制聚合物溶液的粘度分别为18.1mPa.s，增粘率为285％。

表1 油田采油污水微纳气泡处理前后水质分析结果

实施例4

采集胜利油田污水，水质检测：矿化度58670mg·L^-1，油含量180.8mg·L^-1，悬浮物含量92mg·L^-1。

取12L胜利油田污水，加入水槽中，打开微纳气泡发生器，将微纳气泡通入污水液面下距容器底部30cm处，当气泡充满水槽时开始计时，通气量为6升/小时，处理10小时后检测污水的矿化度、含油量和悬浮物含量分别为47523mg·L^-1、56.2mg·L^-1和10.1mg·L^-1。

实施例5

采集胜利油田污水，水质检测：矿化度5260mg·L^-1，油含量12.8mg·L^-1，悬浮物含量1.5mg·L^-1。

取3L胜利油田污水加入水槽中，打开微纳气泡发生器，将微纳气泡通入污水液面下距容器底部2cm处，当气泡充满水槽时开始计时，通气量为12升/小时，处理7小时后检测污水的矿化度、含油量和悬浮物含量分别为4523mg·L^-1、4.3mg·L^-1和0.8mg·L^-1。

实施例6

采集胜利油田孤东采油厂污水，水质检测：矿化度55570mg·L^-1，油含量150.2mg·L^-1，悬浮物含量64mg·L^-1。

取10L胜利油田孤东采油厂污水加入水槽中，将微纳气泡发生器产生的微纳气泡通入油田采油污水液面下距容器底部25cm处，当气泡充满水槽时开始计时，通气量为12升/小时，处理10小时。

检测处理后污水的矿化度、含油量和悬浮物含量分别为4013mg·L^-1、44.1mg·L^-1和7.8mg·L^-1。