专利名称：油田采出水回注到低渗透油田的污水处理方法
技术领域：
本发明涉及油田采出水回注到低(超低)渗透油田的污水处理技术，属于含油污 水处理领域。
背景技术：
随着我国油气勘探开发程度的不断提高，优质油气田的储量和产量逐年减少，低 渗透等低品位油气田的储量和产量所占比例则逐年增大，已成为当前以及今后我国油气增 储上产的主要资源。据统计，中国石油天然气集团公司探明储量中低渗透石油资源的比例 1995年前为23%，1996年至2001年达56%，2001年以来已达到69%。截至2003年底，中 国累计探明低渗透油和稠油等低品位石油地质储量约120X 108t，占总探明石油地质储量 的50. 9%，其中低渗透储量为72. 3X 108t，重稠油储量为46. 7X 108t，主要分布于松辽、渤 海湾、鄂尔多斯和准噶尔等盆地。特别是在鄂尔多斯盆地，已发现的油气田除侏罗系外，主 力油层三叠系延长组以及主力气层石炭系和二叠系几乎均为低渗透、特低渗透乃至超低渗 透(渗透率< 1.0Χ10_3μπι2)储层，是我国最典型的低渗透含油气盆地。根据李道品等对低渗透油田开发的研究，将低渗透油田分为3类①一般低渗透油田，油层平均渗透率为(50 10. 1) X 10_3 μ m2 ；②特低渗透油田，油层平均渗透率为(10. 0 1. 1) X 10_3 μ m2 ；③超低渗透油田，油层平均渗透率为(1.0 0.1)Χ10_3μπι2。由于我国低渗透油藏储量比例逐年增加，是今后相当一个时期内增储上产的主要 基础，而低渗透油藏开发技术的主要方式是注水，因此对低渗透油层回注水处理的研究显 得尤为重要。但对于低渗透油田来说，目前国内各油田采油污水处理站还很难稳定地使处 理后污水达到低渗透油层特别是超低渗透油层回注水的水质要求。不合格污水的长期注入会导致低渗透油田注水压力升高，吸水能力下降，注水井 井底憋压严重。中国实用新型专利ZL200720025918. 7(公开号CN 201099648Υ)公开了一种低渗透油田回注用采油污水处理装置，包括污水泵、气浮池及释放器和刮渣机、溶气罐、空气压 缩机及曝气管、生物接触氧化池及填料和溢流堰、生物除氧反应器、超滤水泵、超滤装置、多 级加压离心泵、纳滤装置和拖车，所述拖车上顺次安装有污水泵、气浮池、溶气罐、生物接触 氧化池、空气压缩机、生物除氧反应器、超滤水泵、超滤装置、多级加压离心泵、纳滤装置，所 述气浮池与污水泵、溶气罐和生物接触氧化池由管道相连接，所述生物接触氧化池内安设 有填料和曝气管，所述生物除氧反应器分别与生物接触氧化池和超滤水泵相连接，所述超 滤装置分别与超滤水泵和多级加压离心泵相连，所述纳滤装置，一边与多级加压离心泵相 连，另一边为净化水出口。使用该装置进行污水处理，工艺流程复杂，处理程序过长，因而运 行费用较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种工艺流程短、运行费用低 的油田采出水的处理方法，使处理后的出水达到回注到低(超低)渗透油田的目的。本发明的技术方案是一种油田采出水回注到低渗透油田的污水处理方法，其特 征在于包括下列步骤a、除去污水中的浮油、分散油和部分乳化油；b、分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质；C、微生物降解污水中的石油，所述的微生物菌种来自大自然，通过人工筛选和驯 化获得，步骤如下取油田含油沙土土样，取Ig倒入装有500mg/L石油和IOOmL蒸馏水的锥形瓶中， 摇床培养和驯化，驯化1个月后，进行菌种纯化分离，分离出1株芽孢杆菌属菌株(芽孢杆 菌Bacillus sp.)，该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏 号CGMCC No. 3344，保藏日2009年10月19日，以此为菌种降解污水中的石油；d、纳滤除去污水中的沙子、细菌、胶体物质、病毒。所述步骤a在聚结器中进行，所述聚结器内装有规整(孔板波纹)填料，该填料由 若干压成波纹的波纹片垂直排列而成，所述波纹片上开有小孔，填料在聚结器中填装时，波 纹片表面波纹形成的通道相对轴向呈45°角，且相邻两波纹片流道呈90°角。所述步骤b在溶气气浮系统中进行，所述溶气气浮系统包括气浮池和一个多相 流泵，具体的操作方法如下将0. 4 0. 6Mpa的溶气释放到气浮池中，溶气瞬间减压到常压，随着压力的降低， 溶解在气浮池液体中的气体被抽出析出形成微气泡并向上浮起，在浮起的过程中不断地吸 附污水中的悬浮颗粒，并将悬浮颗粒带到水面，然后被撇走。所述步骤c中获得的菌种投加到厌氧池和好氧池中，所述厌氧池和好氧池中装有 半软性填料。
所述步骤d采用的纳滤膜的膜孔径为5 7nm，除了盐类能通过外，其余杂质沙子、 细菌、胶体物质、病毒都被滤掉。本发明的有益效果是工艺流程短、运行费用低，用本发明方法处理油田污水，出 水水质完全能够满足回注到低(超低)渗透油田注水水质要求。
具体实施例方式本发明油田采出水回注到低(超低)渗透油田的污水处理方法，包括下列步骤a、除去污水中的浮油、分散油和部分乳化油含油污水首先进入聚结器进行处理，聚结器内装规整(孔板波纹)填料，填料的 材质可以是聚氯乙烯、不锈钢或者陶瓷，所述填料由若干压成波纹的波纹片垂直排列而成， 所述波纹片上开有小孔，填料在聚结器中填装时，波纹片表面波纹形成的通道相对轴向呈 45°角，且相邻两波纹片流道呈90°角；含油污水通过规整填料的润湿聚结和碰撞聚结作 用，使污水中的油珠发生粗粒化，浮到水面，从而除去水中的浮油、分散油和部分乳化油；b、分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质在气浮池中进行溶气气浮，用于分离污水中悬浮物以及固体颗粒杂质；具体操作如下将0. 4 0. 6MPa的溶气释放到气浮池中，瞬间减压到常压，进水池后，随着压力的降 低，溶解在污水中气体被抽出析出形成微气泡并向上浮起，在浮起过程中不断的吸附污水 中的悬浮颗粒，并将它们带到水面，然后被撇走；C、微生物降解污水中的石油，所述的微生物菌种来自大自然，通过人工筛选和驯 化获得，步骤如下取油田含油沙土土样，取Ig倒入装有500mg/L石油和IOOmL蒸馏水的锥形瓶中， 摇床培养和驯化，驯化1个月后，用平板划线法进行菌种纯化分离，分离出13株不同的菌 株，对每一株菌株分别进行降解石油评价，发现其中1株菌株具有高效降解石油的功能，对 该菌株进行生理生化鉴定，经鉴定其为芽孢杆菌属(Bacillus)菌株，以此为菌种分别投 加到厌氧池和好氧池中，对厌氧池和好氧池中的污水进行石油降解，在菌种的生化作用下， 污水中的油含量可降到lmg/L以下，所述厌氧池和好氧池中装有半软性填料；通过生理生 化鉴定，所述菌种为兼性厌氧菌，在厌氧条件下对石油烃等有机物的长链大分子起到断链 的作用，在好氧条件下，对碳源和氮源起到氧化分解成(X)2和H2O作用；各油田含油沙土土样组成可能会略有不同，但通过上述方法进行菌种纯化、分离， 一般都可以得到降解污水中石油的菌种。d、纳滤除去污水中的沙子、细菌、胶体物质、病毒；采用膜孔径为5 7nm的纳滤 膜，因为各种杂质的粒径大小如下沙子颗粒直径约在90 1200 μ m细菌直径约在0. 2 20 μ m胶体物质直径约在0. 008 1. 0 μ m病毒直径约在0. 008 0. 09 μ m盐类直径小于或等于0. 001 μ m采用膜孔径5 7nm的纳滤膜，除了盐类能通过外，其余的杂质，如沙子、细菌、胶 体物质、病毒都被滤掉，经过纳滤膜过滤后，悬浮物含量< 0. 5mg/L ；油含量< lmg/L ；悬浮 物粒径中值< 0. 5 μ m，能够满足超低渗透油田回注水要求；选用膜孔径为5 7nm的纳滤 膜的目的是使采出水中的盐类能完全通过，即保留采出水中的原有矿化度，因为很多油藏 其储层为水敏性，水敏性粘土遇低矿化度回注水时产生膨胀或分散运移，伤害地层而导致 渗透率大幅度下降，因此在处理采出水时要尽量保留原有的矿化度。使用本发明方法处理某个油田污水站的含油废水，实验规模为lm3/h。其中分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质是将0. 5MPa的溶气释放到浮选池中； 纳滤采用膜孔径5nm的纳滤膜。连续运转1个月，监测到的原水水质和出水水质对比如下表序号化验项目原水水质出水水质超低渗透油田回 注水标准1石油类mg/L80 200< 1sS 12悬浮物含量mg/L100 150< 0. 5 ξ 0. 53悬浮物粒径中值Pm80 120< 0. 5 ξ 0. 54总矿化度mg/L40074 60780不变对于水敏粘土要求保留矿化 度5SRB菌含量个/mL800000
权利要求
1.一种油田采出水回注到低渗透油田的污水处理方法，其特征是由下列步骤构成a、除去污水中的浮油、分散油和部分乳化油；b、分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质；C、微生物降解污水中的石油，所述的微生物菌种来自大自然，通过人工筛选和驯化获 得，步骤如下取油田含油沙土土样，取Ig倒入装有500mg/L石油和IOOmL蒸馏水的锥形瓶中，摇 床培养和驯化，驯化1个月后，进行菌种纯化分离，分离出1株芽孢杆菌属菌株(芽孢杆菌 Bacillus sp.)，该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号 CGMCC No. 3344，以此为菌种降解污水中的石油；d、纳滤除去污水中的沙子、细菌、胶体物质、病毒。
2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征是所述步骤a在聚结器中进行，所述 聚结器内装有规整孔板波纹填料，该填料由若干压成波纹的波纹片垂直排列而成，所述波 纹片上开有小孔，填料在聚结器中填装时，波纹片表面波纹形成的通道相对轴向呈45°角， 且相邻两波纹片流道呈90°角。
3.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征是所述步骤b在溶气气浮系统中进 行，所述溶气气浮系统包括气浮池和一个多相流泵，具体的操作方法如下将0. 4 0. 6Mpa的溶气释放到气浮池中，溶气瞬间减压到常压，随着压力的降低，溶解 在气浮池液体中的气体被抽出析出形成微气泡并向上浮起，在浮起的过程中不断地吸附 污水中的悬浮颗粒，并将悬浮颗粒带到水面，然后被撇走。
4.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征是所述步骤c中获得的菌种投加到 厌氧池和好氧池中，所述厌氧池和好氧池中装有半软性填料。
5.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征是所述步骤d采用的纳滤膜的膜孔 径为5 7nm，除了盐类能通过外，其余沙子、细菌、胶体物质、病毒都被滤掉。
6.一种微生物，其特征在于其属于芽孢杆菌属(Bacillus)菌株，该菌株保藏于中国微 生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号CGMCCNo. 3344。
全文摘要
本发明公开了一种油田采出水回注到低渗透油田的污水处理方法，包括下列步骤a、除去污水中的浮油、分散油和部分乳化油；b、分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质；c、微生物降解污水中的石油，所述的微生物菌种来自大自然，通过人工筛选和驯化获得，步骤如下取油田含油沙土土样，取1g倒入装有500mg/L石油和100mL蒸馏水的锥形瓶中，摇床培养和驯化，驯化1个月后，进行菌种纯化分离，分离出1株芽孢杆菌属菌株，以此为菌种降解污水中的石油；d、纳滤除去污水中的沙子、细菌、胶体物质、病毒；用本发明方法处理油田污水，出水水质完全能够满足回注到低(超低)渗透油田注水水质要求。
文档编号C02F1/44GK102040310SQ200910236149
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者刘亚, 李国文, 胡彦龙, 许庆民, 高玉格 申请人:北京纬纶华业环保科技股份有限公司