一种油田采出水序批式沉降及过滤装置及其处理工艺制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种油田采出水序批式沉降及过滤装置及其处理工艺。主要解决了现有含三元驱油剂采出水处理难度大、药剂成本高的问题。其特征在于：所述来水管线分别连接4个序批式沉降罐的进液口；每个序批式沉降罐1出液口分别连接升压泵，升压泵依次连接一级双层过滤罐、二级双层过滤罐，二级双层过滤罐出水管线连接净化罐进液线；其处理工艺包括：1）三元复合驱采出水进入4个序批式沉降罐的进液口，4个序批式沉降罐分别经过进水、曝气、静沉、排水4个阶段；2）4个序批式沉降罐1沉降处理的出液由升压泵依次进入一级双层过滤罐、二级双层过滤罐对沉降出液进行两级过滤处理。该工艺处理后的水质达到油田含聚污水高渗透层回注水水质指标要求。

A Sequence Batch Settlement and Filtration Device for Oilfield Produced Water and Its Processing Technology

【技术实现步骤摘要】
一种油田采出水序批式沉降及过滤装置及其处理工艺
本专利技术涉及油田采出水处理
，尤其涉及一种油田采出水序批式沉降及过滤装置及其处理工艺。
技术介绍
三元复合驱是化学驱方法的一种，即在注入水中加入聚合物、表面活性剂、碱来提高采收率的驱油方式。由于三元复合体系含有的聚合物、表面活性剂和碱，及与油藏水、油藏矿物的作用产物，同时采出水处理系统之前投加的残余化学药剂等，使其采出水成分极其复杂，导致采出水乳状液结构，油水体相性质、油水界面性质和相分离特性等和水驱及聚合物驱采出水相比发生了很大的变化，处理难度要远远大于含聚污水。之前的处理工艺技术必须依托大量的化学药剂来实现采出水达标处理，但药剂成本过高，加药后产生泥渣量大，给生产及管理造成沉重负担。
技术实现思路
本专利技术在于克服
技术介绍
中存在的三元采出水处理难度大、药剂成本高、产渣量大使其处理后的水质难以达到油田含聚污水高渗透层回注水水质指标要求的问题，而提供的一种适合于三元采出水处理的油田采出水序批式沉降及过滤装置及其处理工艺，使其处理后的水质能够达到油田含聚污水高渗透层回注水水质指标要求。本专利技术解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种适合于三元采出水处理的油田采出水序批式沉降及过滤装置，包括来水管线，所述来水管线分别连接4个序批式沉降罐的进液口，4个序批式沉降罐分别为1号沉降罐、2号沉降罐、3号沉降罐、4号沉降罐；所述每个序批式沉降罐1的出液口分别连接升压泵，所述升压泵依次连接一级双层过滤罐、二级双层过滤罐，二级双层过滤罐罐底管线连接净化罐进液线，净化罐罐底出液管线连接外输泵；所述一级双层过滤罐、二级双层过滤罐罐顶反冲洗排水管线分别连接回收水罐、回收水池。本专利技术还提供了一种利用沉降及过滤处理装置进行油田采出水序批式沉降及过滤处理工艺，包括以下步骤：(1)三元复合驱采出水通过来水管线进入序批式沉降及过滤处理装置的4个序批式沉降罐的进液口，4个序批式自然沉降罐分别经过进水、曝气(静沉)、静沉、排水4个阶段；(2)4个序批式沉降罐沉降处理的出液由升压泵依次泵入一级双层过滤罐、二级双层过滤罐，对出液进行二级过滤处理；(3)气水反冲洗及污水回收工艺：经过步骤(2)二级过滤处理后过滤运行达到一个周期时，先启动空压机对于滤罐滤料进行气洗，而后启动反洗泵对于滤罐滤料进行水洗；水洗过程中将高含油、含悬浮固体的反冲洗前期排水进入回收水罐，将反冲洗后期排水进入回收水池；回收水罐静沉后收油，收油后上清液由回收水罐提升泵提升至序批式沉降罐前端来水管线，回收水池的污水同样由回收水池提升泵提升至序批式沉降罐前段，回收水系统均匀连续输至序批式沉降罐前，即回收时间不小于16h；(4)污油回收工艺序批式沉降罐内设浮动收油设施，采用浮动收油时通过沉降罐排油泵排至收油罐；回收水罐设固定收油设施，顶部污油自流排入收油罐；收油罐经外输油泵输送至油系统；(5)滤料提温热洗工艺二级双层过滤罐滤后水首先进满热洗罐，而后启动热洗循环泵，将热洗水罐中的滤后水提升至热洗炉循环加热，直到热洗罐中的水温提升至不低于60℃后停止加热循环，热水水罐中的水用反洗泵对于过滤罐滤料进行热洗。本专利技术工艺采用序批式自然沉降时，三元复合驱采出水通过来水管线进入4个序批式沉降罐的进液口，4个序批式自然沉降罐分别经过进水、静沉、静沉、排水4个阶段；本专利技术工艺采用序批式自然沉降+半程曝气时，三元复合驱采出水通过来水管线进入4个序批式沉降罐的进液口，4个序批式自然沉降罐分别经过进水、曝气、静沉、排水4个阶段；本专利技术4个序批式沉降罐1沉降后处理的出液由升压泵依次进入一级双层过滤罐、二级双层过滤罐，对出液进行二级过滤处理。本专利技术辅助工艺流程：包括气水反冲洗及污水回收工艺、污油回收工艺、滤料提温热洗工艺、污泥回收工艺。(1)气水反冲洗及污水回收工艺经过二级过滤处理后过滤运行达到一个周期时，需要对于滤料进行反洗再生。所述一级双层过滤罐、二级双层过滤罐罐顶管线分别连接回收水罐、回收水池；所述一级双层过滤罐、二级双层过滤罐罐底管线分别连接空压机、反洗泵。先启动空压机对于滤罐滤料进行气洗，而后启动反洗泵对于滤罐滤料进行水洗。水洗过程中将高含油、含悬浮固体的反冲洗前期排水进入回收水罐，将反冲洗后期排水进入回收水池。回收水罐静沉后收油，收油后上清液由回收水罐提升泵提升至序批式沉降罐前端来水管线，回收水池的污水同样由回收水池提升泵提升至序批式沉降罐前段，回收水系统均匀连续输至序批式沉降罐前，即回收时间不小于16h。(2)污油回收工艺序批式沉降罐内设浮动收油设施，用浮动收油时通过沉降罐排油泵排至收油罐。回收水罐设固定收油设施，顶部污油自流排入收油罐。收油罐经外输油泵输送至油系统。此外，设计时也可考虑压力排油管线直接输送至油系统。(3)滤料提温热洗工艺由于采出水含三元驱油剂，过滤罐长期运行后，滤料表面会吸附一些难以脱附的有机物，同时考虑北方冬季集输温度较低，因此需要对于滤罐进行定期热洗。热洗时，二级双层过滤罐滤后水首先进满热洗罐，而后启动热洗循环泵，将热洗水罐中的滤后水提升至热洗炉循环加热，直到热洗罐中的水温提升至不低于60℃后停止加热循环，热水水罐中的水用反洗泵7对于过滤罐滤料进行热洗。(4)污泥回收工艺序批式沉降罐、回收水罐设排泥系统；序批式沉降罐和回收水罐底部污泥定期进入储泥池，储泥池自然沉降，上部的油和水回系统，池底污泥定期清淤外运。此外，设计时如采用污泥减量化设备，序批式沉降罐、回收水罐底部污泥进入污泥减量化设备进行脱水处理。本专利技术工艺整体工艺技术专利技术具有如下特点：1、沉降段针对三元采出水乳化程度高，油珠难以聚并的特点，应用序批式沉降的处理方式由于三元复合驱采出水油珠界面性质的突变，主要表现在油水界面张力低、负电性强、粘度大、粒径小，造成油珠在沉降分离的过程中，油珠形成松散的聚集体，难以有效聚并；在扰动状态下，快速分散于采出水中，造成动态沉降除油效果远差于静态沉降，因此，提出了构建静止流场来提高油水分离效率的新方法，即序批式静态沉降来代替连续流动态沉降。采用批次进液方式创造了绝对静止的流场，消除了下向流区对强乳化小油珠上浮的干扰，油珠上浮不受水体下向流速干扰；避免了集配水不均造成短流的影响，沉降时间得到充分保证；利用随液位浮动的浮动收油装置最大限度减少老化油形成，提高了分离效果。2、针对三元采出水乳化程度高、粘度大，油水难以分离的特点，沉降段应用序批式沉降+半程曝气的处理方式应用曝气技术来实现三元污水失稳的方法。采用量子化学分子模拟证实，由于氧分子孤对电子对HPAM-H2O之间氢键的电子相互作用，使HPAM-H2O之间氢键网络键能降低。随着O2不断作用下，H2O移动的均方根位移(MSD)斜率和扩散系数D变大，使聚合物链移动性更好，易发生聚合物团聚，HPAM与表面活性剂之间发生杂化或大键耦合作用发生重构，在表界面吸附杂质，造成高分子聚合物氢键三维聚合体局部氢键坍塌，溶液稳定性减弱，油珠水膜破坏，水膜包裹的油相释放、聚并上浮。利用风机和序批式沉降罐集水管上部均布的防堵微泡曝气释放器，对于气体进行多次机械剪切和分割，产生的微气泡在序批式沉降罐均匀释放，使采出水与空气充分接触，改善油珠表面性质、提高油珠碰撞、聚并几率及提高浮升速度，再通过后续静止沉降，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油田采出水序批式沉降及过滤装置，包括来水管线，其特征在于：所述来水管线分别连接4个序批式沉降罐（1）的进液口，4个序批式沉降罐（1）分别为1号沉降罐、2号沉降罐、3号沉降罐、4号沉降罐；所述每个序批式沉降罐（1）的出液口分别连接升压泵（2），所述升压泵（2）依次连接一级双层过滤罐（3）、二级双层过滤罐（4），二级双层过滤罐（4）出水管线连接净化罐（5）进液线；所述一级双层过滤罐（3）、二级双层过滤罐（4）罐顶反冲洗排水管线分别连接回收水罐（14）、回收水池（16）。

【技术特征摘要】
1.一种油田采出水序批式沉降及过滤装置，包括来水管线，其特征在于：所述来水管线分别连接4个序批式沉降罐（1）的进液口，4个序批式沉降罐（1）分别为1号沉降罐、2号沉降罐、3号沉降罐、4号沉降罐；所述每个序批式沉降罐（1）的出液口分别连接升压泵（2），所述升压泵（2）依次连接一级双层过滤罐（3）、二级双层过滤罐（4），二级双层过滤罐（4）出水管线连接净化罐（5）进液线；所述一级双层过滤罐（3）、二级双层过滤罐（4）罐顶反冲洗排水管线分别连接回收水罐（14）、回收水池（16）。2.根据权利要求1所述的一种油田采出水序批式沉降及过滤装置，其特征在于：所述净化罐（5）罐底外输水管线连接外输水泵（6）。3.根据权利要求1所述的一种油田采出水序批式沉降及过滤装置，其特征在于：所述一级双层过滤罐（3）装有石英砂-磁铁矿双层滤料，上层石英砂滤料级配为0.8mm～1.2mm、下层磁铁矿滤料级配为0.4mm～0.8mm；二级双层过滤罐（4）装填海绿石-磁铁矿双层滤料，上层海绿石滤料级配为0.5mm～0.8mm，下层磁铁矿滤料级配0.25mm～0.5mm。4.根据权利要求1所述的一种油田采出水序批式沉降及过滤装置，其特征在于：所述一级双层过滤罐（3）、二级双层过滤罐（4）罐底管线与净化罐（5）罐底管线间连接反洗泵（7）；所述4个序批式沉降罐（1）的罐顶浮动收油排油管线分别连接沉降罐排油泵（10），沉降罐排油泵（10）连接收油罐（18）及外输油泵（19）；所述一级双层过滤罐（3）、二级双层过滤罐（4）罐底一条侧线连接空压机（8）；所述净化罐（5）罐底管线与进液线间连接热洗罐（11），热洗罐（11）连接热洗循环泵（12）及热洗炉（13）；所述回收水罐（14）罐底管线、回收水池（16）的池底管线分别通过回收水罐提升泵（15）和回收水池提升泵（17）连接来水管线，所述回收水罐（14）罐上部出油管线连接收油罐（18）。5.根据权利要求1所述的一种油田采出水序批式沉降及过滤装置，其特征在于：所述来水管线连接1号沉降罐、2号沉降罐、3号沉降罐、4号沉降罐的进水线上分别接有进水阀门；所述的沉降罐曝气风机（9）分别连接1号沉降罐、2号沉降罐、3号沉降罐、4号沉降罐的进气线；所述1号沉降罐、2号沉降罐、3号沉降罐、4号沉降罐的连接一级双层过滤罐（3）的管线上分别连接排水阀门；所述1号沉降罐、2号沉降罐、3号沉降罐、4号沉降罐的连接沉降罐排油泵（10）的管线上分别接有排油阀门。6.一种利用权利要求1所述的沉降及过滤处理装置进行油田采出水序批式沉降及过滤处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）三元复合驱采出水通过来水管线进入序批式沉降及过滤处理装置的4个序批式沉降罐1的进液口，4个序批式自然沉降罐分别经过进水、曝气（静沉）、静沉、排水4个阶段；（2）4个序批式沉降罐1沉降处理的出液由升压泵2依次泵入一级双层过滤罐、二级双层过滤罐，对出液进行二级过滤处理；（3）气水反冲洗及污水回收工艺：经过...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠喜，古文革，赵秋实，吴迪，徐德会，房永，徐洪君，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，大庆油田有限责任公司，大庆油田工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11