[發明專利]一種利用空氣對油田污水進行預氧化處理的方法

無效

• 申請號: 200910193594.1
• 申請日: 2009-10-31
• 公開（公告）號: CN101708887A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 游革新;王宏;姚文迪;王婧
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C02F1/74
• 分類號: C02F1/74;C02F103/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 黃磊

技術領域

本發明涉及一種利用空氣對油田污水進行預氧化處理的方法，屬于油田采出水處理領域。

背景技術

在油田的原油開采過程中，從地下采出的含水原油稱“采出液”或“產出液”，從采出液分離出來的水稱為“油田采出水”，也稱“油田產出水”或“油田污水”。

在油田進入注水開發階段后，會產生大量的油田污水。油田污水是一種集懸浮固體、油、溶解氣體和溶解鹽于一體的多相體系，其中含有懸浮固體、膠體粒子、分散油及浮油、乳化油等雜質，與水形成溶膠狀態的細小膠體微粒。出于環境保護和節約資源的考慮，需要對這些污水進行處理，設法將懸浮固體、膠體、分散油及浮油除去，以便回注地層重復使用。在污水處理過程中，僅僅利用重力自然沉降不能除去這些微粒，必須通過化學作用使溶膠以不同的方式脫穩、凝聚或絮凝，變成較大的顆粒后才能沉降分離。同時，殺滅細菌、降低污水的腐蝕性和結垢傾向。

目前油田污水主要采用“三段式”流程處理，即收油、沉降和過濾。Fe²⁺、H₂S、HS^-、S^2-在污水中的溶解度較大，通過上述的沉降和過濾無法將其除去。但Fe²⁺會逐漸被氧化形成Fe_x(OH)_(3x-m)^m+膠體顆粒；同時，Fe²⁺還能與硫酸鹽還原菌(SRB)的還原產物S^2-作用，形成(FeS)_x黑色膠體沉淀。有關化學反應如式(1)和(2)。

Fe²⁺+O₂→Fe_x(OH)_(3x-m)^m+↓????????(1)

xFe²⁺+xS^2-→(FeS)_x????????????????(2)

Fe_x(OH)_(3x-m)^m+膠體和(FeS)_x膠體在污水中主要以懸浮固體和垢的形式存在，即生成新的懸浮固體(SS)，使水質惡化。因此按此流程處理的油田污水不能全部達到油田注入水的各項標準(SY/T?5329-94《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》)要求，即使有些指標在污水處理站能達標，但由于處理后污水的熱穩定性差，會沿流程惡化，到達注水井時，水質也不達標，堵塞地層。因此，要想提高處理后污水的熱力學穩定性，就需要設法除去污水中的Fe²⁺、H₂S、HS^-、S^2-等還原性物質。

化學“預氧化”和電化學“預氧化”均可將污水中的Fe²⁺氧化成具有凝聚作用的三價鐵離子，使其成為對污水凈化有益的組分，同時可將H₂S、HS^-、S^2-、FeS等硫化物氧化成單質硫，隨后通過絮凝、沉降、過濾而分離去除，提高處理后污水的熱力學穩定性。同時，使污水中的懸浮物、乳化油等雜質小顆粒聚集成大顆粒，形成體積大、密度高、沉降快的絮體，從水體中完全沉降、分離出來。最終達到凈化水質，殺滅細菌、控制腐蝕、抑制結垢，使處理后污水的各項指標均能滿足油田注入水。化學“預氧化”通過向污水中添加、使用如氯氣、氯的含氧酸及其鹽、雙氧水等氧化劑實現預氧化目的。該方法在污水處理過程中需要大量消耗化學氧化劑，這對生產油氣的油田而言極其危險；電化學“預氧化”指向污水通電電解實現預氧化目的，如專利CN?1562781A《一種電解處理油田污水的方法》所述，但該方法需要消耗電能。

目前在國內，已經有相關研究人員對油田污水進行曝氣處理，但是其目的是使經曝氣處理后的污水代替清水來配制聚合物溶液，而本發明是使污水中的還原性物質如Fe²⁺、H₂S、HS^-和S^2-氧化，并通過絮凝沉降從污水中分離，提高污水熱力學穩定性，最終達到穩定水質的目的，因此目前尚無利用空氣(氧氣)對油田污水進行“預氧化”處理的報道。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的不足之處，本發明的目的在于提供一種利用空氣對油田污水進行預氧化處理的方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種利用空氣對油田污水進行預氧化處理的方法，包括以下操作步驟：