[發明專利]一種用于天然氣開采地層水的綜合處理技術

有效

• 申請號: 201310377733.2
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103435226A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 蔡曉波;彭傳豐;白上陽;符宇航;許景媛;鐘麟;李波;劉昌輝;王煉;袁正明;曾彬;張永紅;連偉;楊宇;孟慶華;青鵬
• 申請（專利權）人: 自貢市輕工業設計研究院有限責任公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 泰和泰律師事務所 51219
• 代理人: 魏常巍;溫黎娟

技術領域

本發明涉及一種天然氣開采地層水的綜合處理技術。

背景技術

隨著天然氣工業的發展，天然氣的開采區域面積不斷擴大，天然氣的產量得到大幅度提高，但隨之在天然氣開采過程中產生的廢水即地層水的產量也不斷增大。在開采天然氣的過程中產生的地層水，含有H₂S、HCO₃^-、有機物、油污、雜質等有毒有害物質，如果直接排放是不符合國家環保標準的。最開始人們采用回注的方法來處理地層水，即先對地層水進行自然氧化、沉淀、過濾等處理后，向廢棄井或新井中注入。但是由于天然氣廢水產量的逐年增加，廢棄井已滿足不了要求，而新鉆井的一次性投資較大，回注井的泄露對地下水資源的影響等問題，國家已開始限制采用回注技術處理天然氣開采過程中產生的地層水，部分地區已禁止使用。

經過對地層水的成分分析，由于在開采的氣層中會帶出地層中的各種鹽類和礦物質，因此在開采天然氣的過程中產生的地層水含有大量的Na⁺、K⁺、Cl^-等離子，因此有人提出采用低溫多效蒸餾的方式將地層水中的鹽成分蒸餾脫離出來加以利用，比如專利申請公布號為CN102603104A的發明專利就公開了一種油氣田高氯廢水無害化處理的方法，它是加入石膏后的廢水進入至少兩級的低溫多效蒸餾室進行蒸餾，將鹽蒸餾出來，然后再通過離心分離裝置實現鹽類和廢水的分離，鹽類回收利用，廢水經澄清、過濾后，雜質焚燒、液體回注處理。由于油氣田廢水中不僅含有鹽類，還含有H₂S、HCO₃^-、有機物、油污、雜質等有毒有害物質，如果不對廢水進行預處理，就直接進入蒸餾室進行蒸餾，油污、雜質很容易堵塞管道，降低蒸餾室的工作效率。采用低溫多效蒸餾室蒸餾，分離效果不好。廢水經蒸餾脫鹽后，雖然鹽類物質得到了有效利用，但廢水中的硫化物、有機物沒有得到處理，COD含量高，仍需進行回注處理，天然氣廢水沒有得到完全有效的利用。同時由于廢水中含有一定量的硫酸鈣，分離過程中容易在管壁上結垢，該發明方法在廢水中加入石膏起到了防止分離器管壁上結垢的目的，但是也額外增加了石膏，加大了生產成本。

發明內容

本發明的目的就在于克服現有技術的上述不足，提供一種用于天然氣開采地層水的綜合處理技術，將地層水做到無害化處理，實現地層水的污染物零排放，使地層水得到完全有效的利用，既解決了天然氣開采地層水的治理難題，又使資源得到綜合有效利用，是一種既環保又能產生經濟價值的地層水綜合處理技術。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是這樣的。

一種用于天然氣開采地層水的綜合處理技術，包括預處理步驟和三相流分離步驟：

（一）預處理步驟

（1）除雜濾油處理：將地層水過濾掉大固體雜質和懸浮物后，用砂濾器過濾掉小顆粒機械雜質，油過濾器濾去油污使處理后的地層水中雜質、油污和懸浮物總的含量小于5PPm；

（2）去除有機物處理：除雜濾油后的地層水進入氧化曝氣池處理達到COD≤1000PPm；

（3）脫硫處理：將地層水放入攪拌器中，加入次氯酸鈉，為達到較高的脫硫率，控制反應時間30-80min，攪拌速度25-75r/min，使處理后的地層水中H₂S≤20PPm。

（4）酸堿調節處理：地層水中加入石灰調節地層水的PH值在8-10之間，HCO₃^-≤10PPm。

（二）預分離步驟

經過預處理步驟后的地層水預熱后進入預分離器，控制預分離器的分離溫度在100℃以下，常壓蒸發，閃蒸掉地層水中易揮發的有機物。

（三）三相流分離步驟

地層水進入三相流分離裝置進行蒸餾脫鹽，三相流分離裝置設置至少兩效，地層水在三相流分離裝置中被分離成鹽漿、母液、蒸汽和冷凝水。

所述三相流分離裝置包括通過循環管順序連接構成循環體系的循環泵、加熱室、分離器和固液分離裝置，所述的循環管包括上循環管和下循環管，所述的分離器分為上錐段、直段和下錐段，下錐段出口連接固體收集器，所述的上循環管連接分離器直段，下循環管連接分離器下錐段。分離的鹽漿從固體收集器出來，母液從固液分離裝置出來，蒸汽從分離器上錐段開口出來，冷凝水從加熱室出來。

控制三相流分離裝置中分離器內固液比為1∶15-30防止裝置內部結垢。

（四）回收利用步驟