一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统的制作方法

本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统，该技术可以用来处理含油及大量悬浮物的的采出液。本发明回注控制系统占地面积小、灵活机动、自动化程度高，可有效去除采出液中矿物油、悬浮物、微生物等，将采出液经处理达到回注水标准，保证回注水的质量，适合区块油田原位回注水工程。

背景技术：

我国大部分油田己进入石油开采的中期和后期阶段，采出液中含水量为70-80％，有的油田甚至高达90％，而且随着开采时间的增加，含水量不断的增加，因此在我国油田所产生的废水量非常巨大，据统计仅胜利油田，2009年化学驱采出液达到32.4万吨/天。如果把如此大量的采出水直接外排，将造成非常严重的环境污染问题，同时又浪费了宝贵的水资源。如果把含油废水处理后，重新回注地层，以补充地层的压力，不仅可以避免环境污染，而且节约大量的水资源。对含油废水进行处理并回注是油田实现可持续开发和提高油田经济效益节约成本的一个重要途径。尽管各地油田采出液水质不尽相同，但有共同特性，如含油量高、成分复杂、矿化度高、含微生物、含大量悬浮物等：

(1)含油量高：一般油田采出液中含油量比较大，1000mg/l左右,其中90％左右为分散油(粒径10—100μm)和浮上油(粒径大于100μm)，约有10％乳化油。

(2)成分复杂：油田采出水中含有多种原油有机成分和各种化学药剂，各种油田用化学药剂，如缓蚀阻垢剂、破乳剂、表面活性剂、pam等高分子聚合物等等，其化学需氧量高(500-1000mg/l)。

(3)矿化度高：油田采出水矿化度均在1000mg/l以上，高可达14×10⁴mg/l。例如：中原油田采出水总矿化度高达8×10⁴-14×10⁴mg/，渤海油田采出水矿化度为11×10⁴mg/l,cl^-达7000mg/l。高矿化度加速了腐蚀速度，同时也给废水生化处理造成困难。

(4)含微生物：采出水中常见微生物有硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌,均为丝状菌,多数采出水中细菌含量为10²-10⁴个/ml,甚至高达10⁸个/ml,细菌大量繁殖不仅腐蚀管线,而且还造成地层严重堵塞。

(5)含大量悬浮物：水中悬浮物含量高,颗粒细小,容易造成地层堵塞。其中悬浮固体(颗粒直径1-100μm)有泥砂、各种腐蚀产物及垢、硫酸盐还原菌、腐生菌和重质油类等；胶体(1×10^-3-1.0μm)包括泥砂、腐蚀结垢产物和细菌有机物等。

另外，油田采出液作为回注水与淡水回注水相比有一定的优势，主要表现在油田采出液含有表面活性物质而且温度较高，能提高洗油能力。特别是矿化度接近底层中的采出液，其驱油效率值最大。采出液水质稳定，与油层相混不产生沉淀。但是其中有些成分会产生在回注过程中对油田设备、管道等产生腐蚀、结垢、堵塞等，因此油田采出液经过处理达到回注要求才能进行回注。

回注时对水质基本要求是：水质稳定，与油层水相混不产生沉淀；水注入油层后，不使粘土矿物产生水化膨胀或悬浊；水中不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤端面及渗流孔道；在运行条件下注水不应结垢；注入水对水处理设备、注水设备和输水管线腐蚀性要小；不能造成注水井的吸收能力迅速下降，为了使注水井保持一定的吸收能力。

对于回注各种油层的含油废水，国内大部分油田都采用自然沉降除油－混凝除油－过滤除油的“三段式”常规处理工艺。对于中、低渗透油层的含油废水，一般为“三段式”处理加“精细过滤”工艺，具有代表性的有如下几种处理工艺：混凝除油－精细过滤、水力旋流－精细过滤、气浮浮选－精细过滤、“二级沉淀”+“二级过滤”处理工艺等，以上工艺存在集输成本高、自动化程度低、机动灵活性差等问题，随着三次聚合驱采油技术的推广以及低渗透油层回注标准的提高，现有处理技术、设备很难达到要求，因此必须研究新的处理技术，开发更加有效的处理设备。

基于以上分析可以得出，油田采出液是油田回注水的首选，但是其存在水质复杂、分散等特点，应该进行处理达到回注要求。同时结合目前情况，采用集输中转站处理回注的方式，会存在跑冒滴漏、分散型油井得不到有效处理等问题。

技术实现要素：

本发明为了解决存在问题，发明了一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统。该系统在集装箱内高度集成气浮隔油、过滤除油、离子调控、缓蚀阻垢调节、灭菌、泥水分离、注水清水罐等水处理设备、智慧控制单元以及管路、泵、电机、仪器仪表等辅助设施。灵活有效处理油田采出液分散、难以集输、处理水质不达标、处理过程自动化程度低等难题。

本发明涉及一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统。本发明用于处理油田采出液处理后回注水，处理工艺主要包括，智慧控制单元根据来水水质和控制要求，通过自动检测水质中的矿物油、电导率和浊度等指标，自动调整加药气浮过程，去除游离状态、乳化状态的矿物油类有机物，隔油处理后的采出液进入装填吸油材料的除油过滤装置去除大部分溶解油及水体残留悬浮物，出水进入离子调控装置，根据水质要求去除水体中部分溶解性无机盐，出水进入缓蚀阻垢剂自动添加装置，之后经过紫外灭菌后进入注水清水罐备用，泥水分离装置用于分离固形物脱水。本发明为车载式一体化处理装置，可有效去除采出液中矿物油、悬浮物、微生物等，将采出液经处理达到回注水标准。

进一步，本发明所述的一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统包括以下特征：

所述智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统具有占地面积小、灵活机动、自动化程度高，可有效去除油田采出液中矿物油、悬浮物、微生物等，将采出液经处理达到回注水标准。

所述的一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统，包括气浮隔油、过滤除油、离子调控、缓蚀阻垢调节、灭菌、泥水分离，注水清水罐等装置，智慧控制单元，以及管路、泵、电机、仪器仪表等辅助设施。除注水清水罐外，可集成于20gp/40gp标准集装箱内。

所述的一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统，气浮隔油过程中的气浮装置可以为涡凹气浮、溶气气浮、超效浅层气浮中的一种，为达到更好的效果，本过程包括加药过程。隔油过程为全自动隔油。

所述的加药过程是指在气浮过程中添加化学药剂，包括破乳剂、絮凝剂、混凝剂、助凝剂等中一种或几种。

所述的一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统，其特征在于：过滤除油装置为一常压或加压充填吸油材料的过滤器，可以采用管道式、塔式、布袋式、池式中的一种或几种。

所述的一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统，其特征在于：吸油材料可以为可分成天然和化学合成材料。天然的吸油材料主要有黏土、无定形二氧化硅、木棉纤维和纸浆纤维等；化学合成材料包括聚丙烯、聚氨酯泡沫、烷基乙烯聚合物等。其形式可以是纤维型、凝胶型和树脂型的一种或几种。

所述的一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统，其特征在于：离子调控装置为离子交换柱、反渗透、扩散渗析、电渗析、电吸附中的一种或几种。

所述的一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统，其特征在于：缓蚀阻垢调节装置采用通过添加化学药剂或电化学方法根据水体水质进行自动调节，其中缓蚀阻垢剂为无机聚磷酸盐、有机膦酸、膦羧酸、有机膦酸脂、聚羧酸中的一种或几种。

所述的一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统，其特征在于：灭菌装置根据水体中微生物特征，通过化学试剂和射线灭菌；化学试剂灭菌包括氧化性杀菌剂，如氯气、二氧化氯、次氯酸钠、漂白粉、臭氧、氯胺等；非氧化性杀菌剂，如氯化十二烷基二甲基苄基铵、溴化十二烷基二甲基苄基铵、二硫氰基甲烷；本发明射线灭菌采用紫外线灭菌。

所述的一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统，其特征在于：智慧控制单元根据来水水质和控制要求，通过自动检测水质中的矿物油、电导率和浊度等指标，自动调整加药气浮过程、离子调控过程、缓蚀阻垢调节过程，去除游离状态、乳化状态的矿物油类有机物，无机盐及悬浮颗粒。

所述的一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统，主要用于但不仅限于油田采出液处理，该系统用于生活用水、工业用水、天然水体的处理时，亦在权利要求保护范围内。

本发明的有益效果为：

1、本发明实现了油田采出液的处理与回注，一定程度上减少了油田采出液的排放，减轻环境危害，也减少了淡水使用量，节省了水资源。

2、本发明将多种水处理设备高度集成于集装箱内，组合合理有效，占地面积小、机动灵活、可根据油田实际需要，随时牵引至所需采出液产生地，大大降低采出液输运成本。

3、本发明处理油田采出液具有智慧控制单元，自动化程度高，根据采出液水质及要求水质通过自控装置自动调节处理的程度，有效去除油田采出液中矿物油、悬浮物、微生物等，直至将采出液经处理达到回注水标准。

附图说明：

图1为本发明智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统整体结构示意图。

附图标注：

1-气浮隔油单元，2-过滤除油单元，3-离子调控单元，4-缓蚀阻垢调节单元，5-灭菌单元，6-清水存储单元，7-智慧控制单元，8-泥水分离单元

具体实施方式

本发明提供一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

参照图1，本发明涉及一种智慧型车载式油田采出液原位处理回注控制系统。工艺为：控制系统水路、电路安装调试完毕后，待处理原油采出液首先进入气浮隔油单元1，智慧控制单元7启动，通过实时监测气浮隔油单元1进水/出水的cod、矿物油、浊度等指标，通过自控调试程序，调整曝气量及系统内加药系统的药剂加入量(双变量)逐步逼近最佳值，进入运行程序，恒定双变量。出水进入过滤除油单元2，该单元出口有矿物油含量测定传感器(紫外荧光传感器)，通过比较进出水含油量的变化，指示除油填料的更换频率。出水进入离子调控单元3，该单元在入口、出口处有在线电导率传感器与智慧控制单元7相连，根据出水水质要求自动调整停留时间、启用的模块数量等。然后出水进入缓蚀阻垢调节单元4，该单元主要目的是防止回注水引起回注管路腐蚀及结垢，本单元的加油系统与智慧控制单元7相连，根据水质状况及注水要求，完成加药过程的自动化。经缓蚀阻垢后的出水进入灭菌单元5，本发明主要采用紫外灭菌法，特殊情况下可以通过加入杀菌灭藻剂联合灭菌，直到达到会注水在微生物方面的要求为止。至此，采出液经过一系列处理达到回注水要求，并进入清水存储单元6，供油田回注使用。在处理过程中，可能产生的油泥类废弃物收集到泥水分离单元8，经脱水处理，产生的油泥可供炼油厂炼油，或直接作为燃料使用。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

实施例1：对某油田采出液的处理

某油田采出液首先进入涡凹气浮隔油单元，通过智慧控制单元调整曝气量(气水比15:1)及破乳絮凝剂(30-80mg/l)，去除分散油和大部分乳化油，待出水效果最佳时,停留时间15-20min。出水进入装有除油填料(特制)的除油填料床，本部分去除部分乳化油和大部分的溶解性矿物油，停留时间3-5min。出水进入离子交换树脂，去除大部分无机矿物质等，停留时间20-30min。然后出水进入无机聚磷酸盐缓蚀阻垢调节单元，经缓蚀阻垢后的出水进入紫外灯灭菌单元，灭菌5min。至此，采出液经过一系列处理达到回注水要求，并进入清水存储单元，供油田回注使用。处理前后水质指标见表1。

表1：

实施例2：对某稠油原油采出液的处理

某稠油油田采出液首先进入溶气气浮隔油单元，通过智慧控制单元调整曝气量(气水比10:1-16:1)及pamam4.0(申请人生产，有专利，10-30mg/l)，去除分散油和大部分乳化油，待出水效果最佳时,停留时间5-8min。出水进入装有除油纤维填料(自制)的除油填料床，本部分去除部分乳化油和大部分的溶解性矿物油，停留时间3-5min。出水进入扩散渗析，去除大部分无机矿物质等，停留时间10-20min。然后出水进入有机膦酸脂为主成分的缓蚀阻垢调节单元，经缓蚀阻垢后的出水进入紫外灯+二氧化氯灭菌单元，灭菌5min。至此，采出液经过一系列处理达到回注水要求，并进入清水存储单元，供油田回注使用。处理前后水质指标见表2。

表2：