[發明專利]油氣田采出水資源化處理的工藝方法及系統

在審

• 申請號: 202110755577.3
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113371895A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 荊少東;黃文升;張磊;齊兆濤;李毅;郭健;薄利文;楊燕平;王偉;咼如地;張光輝;趙桂龍;徐亦非;顧婧;張銳
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化石油工程設計有限公司
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F103/10
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 牟昌兵

本發明公開了一種油氣田采出水資源化處理的工藝方法及系統，其中，該工藝方法依序包括：除硬步驟：向采出水中投加藥劑，以除去采出水中的成垢離子；電化學氧化步驟：將采出水進行電解處理，控制進水的pH值介于8~9之間，電解處理采用4.0V~6.0V的直流電壓，以除去水中的氨氮及降低COD；鐵碳微電解步驟：使采出水流經鐵碳填料，投加酸劑以控制進水pH值介于5.5~6.0之間，以進一步除去水中的氨氮及降低COD；反滲透步驟：使采出水經過反滲透膜，進一步除去導電離子和降低COD，得到處理后的成品出水。本發明的工藝流程短，操作相對簡單、能耗低，抗沖擊能力強，建設投資小，能夠有效解決現有技術的不足，具有工業實用性。

技術領域

本發明屬于油氣田地面工程技術領域，具體地，涉及一種油氣田采出水資源化用處理的工藝方法及系統。

背景技術

油氣田采出水大多具有高COD（化學需氧量）、難降解的特性。上述特性在氣田采出水中表現的更加突出，以普光氣田為例，采出水三維熒光光譜儀分析結果見圖1，區域I、II、III、IV、V分別為類酪氨類物質、類色氨酸物質、類富里酸物質、可溶性微生物降解副產物以及類胡敏酸物質。其中區域I、II、IV歸屬于可降解類物質，區域III、V歸屬于難降解類物質。

從圖中各組分情況來看，采出水中約80%為難降解物質，主要是芳香族化合物，測定采出水的B/C，在0.2以下，因而導致采出水的整體可生化性較差。

相關技術中針對高鹽、高氨氮、難降解COD油氣田采出水一般采用除硬+脫氨+蒸發+高級氧化+微/超濾+反滲透的處理工藝，工藝描述如下：

1）經過預處理（主要去除懸浮物、含油、H₂S等）后的油氣田采出水首先進入除硬裝置對采出水硬度進行去除；

2）除硬出水進入脫氨塔對氨氮進行去除；

3）脫氨塔出水進入多效蒸發裝置，進行脫鹽及去除部分COD；

4）蒸發出水進入高級氧化（多采用芬頓、臭氧或組合工藝）反應裝置，主要對水中COD進一步去除；

5）將經過高級氧化處理后的采出水進入到微/超濾膜進行過濾；

6）將經過微/超濾處理后的采出水進入反滲透膜處理，得到合格出水。

相關技術可以達到油氣田采出水資源化目的，但同時也存在不足，一是工藝鏈長、設備多、運行成本高；二是高級氧化工藝中芬頓工藝產泥量大造成二次污染等。如何尋求一種高效低耗的處理工藝成為業內研發的方向。

發明內容

本發明為了解決或部分解決上述技術問題，本發明一方面提供一種油氣田采出水資源化處理的工藝方法，依序包括：除硬步驟：向采出水中投加藥劑，以除去采出水中的成垢離子；電化學氧化步驟：將采出水進行電解處理，控制進水的pH值介于8~9之間，電解處理采用4.0V~6.0V的直流電壓，以除去水中的氨氮及降低COD；鐵碳微電解步驟：使采出水流經鐵碳填料，投加酸劑以控制進水pH值介于5.5~6.0之間，以進一步除去水中的氨氮及降低COD；反滲透步驟：使采出水經過反滲透膜，進一步除去導電離子和降低COD，得到處理后的成品出水。

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

在一些實施方式中，除硬步驟中，加入的藥劑包括堿劑、混凝劑和絮凝劑，控制出水的pH值為10以上，混凝劑的投加量不低于50mg/L，絮凝劑的投加量不低于3mg/L。

在一些實施方式中，鐵碳微電解步驟中，鐵碳填料的濾層厚度不小于1.0m，濾速控制介于6m/h~10m/h之間。

在一些實施方式中，反滲透步驟包括：運行壓力介于3MPa~7MPa之間的高壓反滲透處理和運行壓力介于1MPa以下的低壓反滲透處理。