申請(qǐng)日2014.10.27
公開(kāi)(公告)日2015.01.28
IPC分類(lèi)號(hào)C02F3/28; C02F3/34
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，屬于采油污水處理技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括以下具體步驟：油田污水中溫度、礦化度、離子、硫化氫含量和硫酸鹽還原菌含量的分析;同步脫硫反硝化菌種篩選;同步脫硫反硝化菌種激活劑的篩選;現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝參數(shù)的確定;現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定出的工藝參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。該方法處理后水中硫化氫含量極低，解決污水中硫化氫造成的聚合物溶液粘度下降問(wèn)題，能夠保持長(zhǎng)時(shí)間的粘度穩(wěn)定，節(jié)約聚合物干粉的用量，同時(shí)該發(fā)明安全、環(huán)保、成本低和投加工藝簡(jiǎn)單，能夠有效減小污水中硫化氫存在對(duì)油田注水開(kāi)發(fā)的不良影響。因此，本發(fā)明可廣泛地應(yīng)用于污水保粘處理技術(shù)領(lǐng)域中。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特征在于，具體包括以 下步驟：
(1)油田污水水質(zhì)分析
分析指標(biāo)包括：污水溫度、礦化度、離子、硫化氫含量和硫酸鹽還原菌含 量;
(2)同步脫硫反硝化菌篩選
篩選能夠耐受油田污水溫度、礦化度、硫化氫的同步脫硫反硝化菌;
(3)同步脫硫反硝化菌激活劑的篩選
將篩選出同步脫硫反硝化菌加入油田污水中，調(diào)整激活劑組成及組份，通 過(guò)檢測(cè)同步脫硫反硝化菌的濃度，篩選出同步脫硫反硝化菌的激活劑;
(4)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝參數(shù)的確定
利用室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)硫化氫含量和試驗(yàn)區(qū)塊聚合物溶液粘度要求 確定出現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的工藝參數(shù)，包括同步脫硫反硝化菌及其激活劑投加量和投加 方式;
(5)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施
根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定出的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特 征在于，所述的污水中礦化度采用烘干焙燒法進(jìn)行測(cè)定，硫化氫含量采用硫化 氫檢測(cè)管法進(jìn)行測(cè)定，硫酸鹽還原菌利用MPN法進(jìn)行測(cè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法， 其特征在于，所述的同步脫硫反硝化菌為奈瑟氏菌科和紅螺菌科細(xì)菌中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特 征在于，所述的奈瑟氏菌科細(xì)菌為摩拉氏菌或奈瑟氏球菌，紅螺菌科細(xì)菌為紅 螺菌或紅螺旋菌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法， 其特征在于，所述的同步脫硫反硝化細(xì)菌，其篩選方法為：首先，用反硝化細(xì) 菌測(cè)試瓶篩選得到具有反硝化功能的菌;其次，在含有反硝化功能菌的測(cè)試瓶 中添加試與驗(yàn)區(qū)塊污水中硫化氫含量相同的硫化鈉，篩選出能夠降低硫化氫含 量的脫硫反硝化細(xì)菌;最后，將篩選出的脫硫反硝化細(xì)菌及營(yíng)養(yǎng)物—硝酸鉀和 檸檬酸鈉添加到硫酸鹽還原菌測(cè)試瓶中，考察硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)情況，從而篩 選出能夠抑制硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)的同步脫硫反硝化細(xì)菌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法， 其特征在于，所述的激活劑由硝酸鹽和磷酸鹽組成，所述的硝酸鹽為硝酸鈉或 硝酸鉀，所述的磷酸鹽為磷酸氫二銨或磷酸二氫銨。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特 征在于，所述的激活劑硝酸鹽和磷酸鹽質(zhì)量比為1：0.6～0.7。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法， 其特征在于，所述的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝參數(shù)為：同步脫硫反硝化菌種投加量為每天 處理污水質(zhì)量的0.01%～0.02%，投加方式為分兩個(gè)段塞式加入，第一個(gè)段塞投 加量為總質(zhì)量的70%～80%，第二個(gè)段塞投加量為總質(zhì)量的20%～30%;激活 劑投加量為每天處理污水質(zhì)量的0.005%～0.01%，投加方式為連續(xù)式。
說(shuō)明書(shū)
一種保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于采油污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種保持油田污水配制聚合 物溶液粘度的方法。
背景技術(shù)
隨著石油勘探開(kāi)發(fā)程度的不斷加深，開(kāi)采難度越來(lái)越大，聚合物驅(qū)油技術(shù) 可以有效地提高原油采收率，穩(wěn)定老油田產(chǎn)量，隨著油田的不斷開(kāi)發(fā)，采出液 含水越來(lái)越高，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排，大多采用污水配制聚合物溶液，但油田水 污中普遍含有較高濃度的硫化氫和硫酸鹽還原菌，不但加劇了設(shè)備和管柱的腐 蝕，而且大幅度降低了聚合物溶液的粘度，要達(dá)到規(guī)定的聚合物粘度，就要提 高聚合物干粉的用量，增加了油田的生產(chǎn)成本。
針對(duì)這種情況，當(dāng)前去除污水中硫化氫的方法主要是物理化學(xué)方法，包括 曝氣氧化、化學(xué)氧化、化學(xué)沉淀及吸附等方法，這些方法在油田采出水的處理 回用過(guò)程中均存在處理費(fèi)用高的問(wèn)題，而且不容易保持效果。對(duì)于硫酸鹽還原 菌，主要采用投加殺菌劑的方法，在一定程度上可減少污水中硫酸鹽還原菌的 含量，但仍存在不少問(wèn)題，一方面硫酸鹽還原菌對(duì)藥物的適應(yīng)性提高，殺菌劑 的用量越來(lái)越大，效果越來(lái)越差;另一方面污水中存在硫酸鹽還原菌可以利用 的營(yíng)養(yǎng)，加速了硫酸鹽還原菌的滋生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種保持油田污水 配制聚合物溶液粘度的方法，本方法通過(guò)生物競(jìng)爭(zhēng)消耗了污水中硫酸鹽還原菌 生長(zhǎng)所需的小分子酸，抑制硫酸鹽還原菌的生長(zhǎng)，不再產(chǎn)生硫化氫，從而徹底 消除硫化氫產(chǎn)生的危害，保持油田污水粘度。
一種保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特征在于，包括以下步 驟：
(1)油田污水水質(zhì)分析
分析指標(biāo)包括：污水溫度、礦化度、離子、硫化氫含量和硫酸鹽還原菌含 量。
(2)同步脫硫反硝化菌篩選
篩選能夠耐受油田污水溫度、礦化度、硫化氫的同步脫硫反硝化菌。
(3)同步脫硫反硝化菌激活劑的篩選
將篩選出同步脫硫反硝化菌加入油田污水中，調(diào)整激活劑組成及組份，通 過(guò)檢測(cè)同步脫硫反硝化菌的濃度，篩選出同步脫硫反硝化菌的激活劑。
(4)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝參數(shù)的確定
利用室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)硫化氫含量和試驗(yàn)區(qū)塊聚合物溶液粘度要求 確定出現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的工藝參數(shù)，包括同步脫硫反硝化菌及其激活劑投加量和投加 方式。
(5)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施
根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定出的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
其中，所述污水中的礦化度采用烘干焙燒法進(jìn)行測(cè)定、硫化氫含量采用硫 化氫檢測(cè)管法進(jìn)行測(cè)定、硫酸鹽還原菌利用MPN法進(jìn)行測(cè)定。
所述的同步脫硫反硝化菌為奈瑟氏菌科和紅螺菌科細(xì)菌中的一種，其中， 奈瑟氏菌科細(xì)菌為摩拉氏菌或奈瑟氏球菌，紅螺菌科細(xì)菌為紅螺菌或紅螺旋菌。
所述的同步脫硫反硝化細(xì)菌，其篩選方法為：首先，用反硝化細(xì)菌測(cè)試瓶 篩選得到具有反硝化功能的菌;其次，在含有反硝化功能菌的測(cè)試瓶中添加試 與試驗(yàn)區(qū)塊污水中硫化氫含量相同的硫化鈉，篩選出能夠降低硫化氫含量的脫 硫反硝化細(xì)菌;最后，將篩選出的脫硫反硝化細(xì)菌及營(yíng)養(yǎng)物—硝酸鉀和檸檬酸 鈉添加到硫酸鹽還原菌測(cè)試瓶中，考察硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)情況，從而篩選出能 夠抑制硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)的同步脫硫反硝化細(xì)菌。
所述的激活劑由硝酸鹽和磷酸鹽組成，所述的硝酸鹽為硝酸鈉或硝酸鉀， 所述的磷酸鹽為磷酸氫二銨或磷酸二氫銨。
所述的激活劑組份為硝酸鹽和磷酸鹽質(zhì)量比為1：0.6～0.7。
所述的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝參數(shù)為：同步脫硫反硝化菌種投加量為每天處理污水 質(zhì)量的0.01%～0.02%，投加方式為分兩個(gè)段塞式加入，第一個(gè)段塞投加量為總 質(zhì)量的70%～80%，第二個(gè)段塞投加量為總質(zhì)量的20%～30%;激活劑投加量 為每天處理污水質(zhì)量的0.005%～0.01%，投加方式為連續(xù)式。
本發(fā)明有益效果是：處理后水中硫化氫含量降低90%以上，解決污水中硫 化氫造成的聚合物溶液粘度下降問(wèn)題，能夠保持長(zhǎng)時(shí)間的粘度穩(wěn)定;節(jié)省了聚 合物干粉用量，每噸污水節(jié)約聚合物干粉的用量大于0.3kg/天;該發(fā)明安全、 環(huán)保，成本低，投加工藝簡(jiǎn)單，能夠有效減小污水中硫化氫存在對(duì)油田注水開(kāi) 發(fā)的不良影響。
具體實(shí)施方式：
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施實(shí)例1
勝利油田河口采油廠某區(qū)塊A配聚污水，實(shí)施本發(fā)明前污水配聚粘度 20mPa·S，配注要求聚合物粘度在35mPa·S以上，每天污水處理量為2000噸。 在該區(qū)塊實(shí)施本發(fā)明步驟如下：
(1)油田污水水質(zhì)分析
分析指標(biāo)包括：污水溫度、礦化度、離子、硫化氫含量和硫酸鹽還原菌含 量，污水中的礦化度采用烘干焙燒法進(jìn)行測(cè)定、硫化氫含量采用硫化氫檢測(cè)管 法進(jìn)行測(cè)定、硫酸鹽還原菌利用MPN法進(jìn)行測(cè)定，配聚污水水質(zhì)分析結(jié)果如 表1。
表1區(qū)塊A污水水質(zhì)分析結(jié)果
項(xiàng)目 含量 溫度，℃ 42 Cl- 3422 Ca2+，mg/L 59 Mg2+，mg/L 23 K++Na+，mg/L 3279 SO42-，mg/L 26 總礦化度，mg/L 7621 硫化氫含量，mg/L 3-5 硫酸鹽還原菌，個(gè)/mL 1000～2500
(2)同步脫硫反硝化菌篩選
同步脫硫反硝化菌種的篩選方法為：首先，用反硝化細(xì)菌測(cè)試瓶篩選得到 具有反硝化功能的菌;其次，在含有反硝化功能菌的測(cè)試瓶中添加試與驗(yàn)區(qū)塊 污水中硫化氫含量相同的硫化鈉，篩選出能夠降低硫化氫含量的脫硫反硝化細(xì) 菌;最后，將篩選出的脫硫反硝化細(xì)菌及營(yíng)養(yǎng)物—硝酸鉀和檸檬酸鈉添加到硫 酸鹽還原菌測(cè)試瓶中，考察硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)情況，從而篩選出能夠抑制硫酸 鹽還原菌生長(zhǎng)的同步脫硫反硝化細(xì)菌。
將篩選得到的同步脫硫反硝化菌進(jìn)行耐溫和耐鹽評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，篩選出耐受試 驗(yàn)區(qū)塊溫度和礦化度的同步脫硫反硝化菌，最終篩選得到的同步脫硫反硝化菌 種為奈瑟菌科的摩拉氏菌。
(3)同步脫硫反硝化菌激活劑的篩選
將篩選出同步脫硫反硝化菌加入油田污水中，調(diào)整激活劑組成及組份，通 過(guò)檢測(cè)同步脫硫反硝化菌的濃度，篩選出同步脫硫反硝化菌的激活劑。
最終確定出同步脫硫反硝化菌摩拉氏菌的激活劑組成為硝酸鉀和磷酸氫二 銨，硝酸鉀和磷酸氫二銨質(zhì)量比為1：0.6。
(4)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝參數(shù)的確定
利用室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)硫化氫含量和試驗(yàn)區(qū)塊聚合物溶液粘度要求 確定出現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的工藝參數(shù)，包括同步脫硫反硝化菌及其激活劑投加量和投加 方式。
區(qū)塊A現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝參數(shù)為：同步脫硫反硝化菌投加量為0.2噸，投加方 式為分兩個(gè)段塞式加入，第一個(gè)段塞投加0.14噸，第二個(gè)段塞投加0.06噸;激 活劑投加量為每天0.1噸，投加方式為連續(xù)式。
(5)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施
根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定出的工藝參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
跟蹤分析區(qū)塊A配聚站污水中硫化氫含量，聚合物溶液井口平均粘度及平 均濃度，處理后污水中硫化氫由3.0mg/L降到0.3mg/L以下，聚合物溶液的井 口平均粘度由20mPa·S升高到40mPa·S以上，節(jié)省聚合物干粉0.7噸/天。
實(shí)施實(shí)例2
勝利油田濱南采油廠某區(qū)塊B配聚污水，實(shí)施本發(fā)明前污水配聚粘度 10mPa·S，配注要求聚合物粘度在30mPa·S以上，每天污水處理量為1200噸。 在該區(qū)塊實(shí)施本發(fā)明步驟如下：
(1)油田污水水質(zhì)分析
分析指標(biāo)包括：污水溫度、礦化度、離子、硫化氫含量和硫酸鹽還原菌含 量，污水中的礦化度采用烘干焙燒法進(jìn)行測(cè)定、硫化氫含量采用硫化氫檢測(cè)管 法進(jìn)行測(cè)定、硫酸鹽還原菌利用MPN法進(jìn)行測(cè)定，配聚污水水質(zhì)分析結(jié)果如 表2。
表2區(qū)塊B配聚污水水質(zhì)分析結(jié)果
項(xiàng)目 含量 溫度，℃ 25 Cl- 3312 Ca2+，mg/L 111 Mg2+，mg/L 38 K++Na+，mg/L 4192 SO42-，mg/L 74 總礦化度，mg/L 9511 硫化氫含量，mg/L 10-20 硫酸鹽還原菌，個(gè)/mL 2500～6000
(2)同步脫硫反硝化菌種篩選
同步脫硫反硝化菌種的篩選方法為：首先，用反硝化細(xì)菌測(cè)試瓶篩選得到 具有反硝化功能的菌;其次，在含有反硝化功能菌的測(cè)試瓶中添加試與試驗(yàn)區(qū) 塊污水中硫化氫含量相同的硫化鈉，篩選出能夠降低硫化氫含量的脫硫反硝化 細(xì)菌;最后，將篩選出的脫硫反硝化細(xì)菌及營(yíng)養(yǎng)物—硝酸鉀和檸檬酸鈉添加到 硫酸鹽還原菌測(cè)試瓶中，考察硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)情況，從而篩選出能夠抑制硫 酸鹽還原菌生長(zhǎng)的同步脫硫反硝化細(xì)菌。
將篩選得到的同步脫硫反硝化菌進(jìn)行耐溫和耐鹽評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，篩選出耐受試 驗(yàn)區(qū)塊溫度和礦化度的同步脫硫反硝化菌，最終篩選得到的同步脫硫反硝化菌 種為紅螺菌科的紅螺菌。
(3)同步脫硫反硝化菌種激活劑的篩選
將篩選出同步脫硫反硝化菌加入油田污水中，調(diào)整激活劑組成及組份，通 過(guò)檢測(cè)同步脫硫反硝化菌的濃度，篩選出同步脫硫反硝化菌的激活劑。
最終確定出同步脫硫反硝化菌紅螺菌的激活劑組成為硝酸鈉和磷酸二氫 銨，硝酸鈉和磷酸二氫銨質(zhì)量比為1：0.7。
(4)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝參數(shù)的確定
利用室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)硫化氫含量和試驗(yàn)區(qū)塊聚合物溶液粘度要求 確定出現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的工藝參數(shù)，包括同步脫硫反硝化菌及其激活劑投加量和投加 方式。
區(qū)塊B現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝參數(shù)為：同步脫硫反硝化菌投加量為0.24噸，投加方 式為分兩個(gè)段塞式加入，第一個(gè)段塞投加0.192噸，第二個(gè)段塞投加0.048噸; 激活劑投加量為每天0.12噸，投加方式為連續(xù)式。
(5)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施
根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定出的工藝參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
跟蹤分析該區(qū)塊配聚站污水中硫化氫含量，聚合物溶液井口平均粘度及平 均濃度，處理后污水中硫化氫由10mg/L以上降到0.2mg/L以下，聚合物溶液 的井口平均粘度由10mPa·S左右升高到32mPa·S以上，節(jié)省聚合物干粉0.4噸 /天。
