本發(fā)明涉及一種處理油氣田采出水回注處理方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

油氣田(油田、氣田)采出油氣的過程中，會連帶著地層的水一起采出，該采出的水量越來越大。一般該采出水需采取回注措施，一是減少排放對地表造成的污染，二是補充地層水量促使地層油氣逸出。但是該采出水含油量高，含礦化度高，含懸浮物高，直接回注會造成地層地下水的嚴重污染(含油水與表層水串流會直接污染地層水)，會堵塞已疏通的油層縫隙從而造成油井油氣產(chǎn)量下降，故需對該采出水進行處理，處理完成后才能回注。目前傳統(tǒng)的方法僅進行簡單絮凝沉淀后直接回注，這給油田產(chǎn)能和油區(qū)地下地層環(huán)境帶來極大隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了處理油氣田采出水回注處理方法及設(shè)備，其克服了背景技術(shù)中采出水回注處理所存在的不足。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案之一是：

油氣田采出水回注處理方法，包含：

步驟(1)，降粘步驟，加熱采出水以降低采出水中稠油和瀝青質(zhì)的粘度；

步驟(2)，油水泥分離步驟，降粘后的采出水流入分離塔，分離塔內(nèi)的電氣浮裝置產(chǎn)生的微氣泡帶動稠油和瀝青質(zhì)上升以將其帶到水面，水面的稠油和瀝青質(zhì)被微氣泡撇入設(shè)在分離塔上開口周圍的導油槽內(nèi)以處理回收，含泥的重物沉降至分離塔底層并輸排出以待處理，分離出稠油、瀝青質(zhì)及含泥重物的采出水抽排到下一步驟處理；

步驟(3)，電絮凝步驟，步驟(2)輸出的采出水送入電絮凝容器，該電絮凝容器內(nèi)設(shè)有第一電極組，第一電極組獲得電能，水中電解析出.oh離子，并獲得電極離子，既使采出水產(chǎn)生降解氧化反應，又使.oh離子和電極離子化合成絮凝劑，絮凝劑與采出水發(fā)生絮凝反應而將采出水中有害物質(zhì)絮凝成絮，進而沉淀以備處理；

步驟(4)，電催化氧化步驟，產(chǎn)生電催化氧化反應，以產(chǎn)生.oh離子，.oh離子破壞和打斷采出水中有害物的大分子結(jié)構(gòu)而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現(xiàn)無害化；

步驟(5)，物化沉淀澄清步驟，步驟(4)輸出的采出水內(nèi)加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，使采出水進一步澄清，以達到回注要求。

一實施例之中：該步驟(2)輸出的采出水和流入步驟(1)的采出水進行熱交換，以預熱流入步驟(1)的采出水。

一實施例之中：還包括：

步驟(6)，污泥濃縮壓濾步驟，濃縮步驟(2)、步驟(3)和步驟(5)的沉降、沉淀的污泥，壓濾濃縮后污泥。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案之二是：

油氣田采出水回注處理設(shè)備，包含：

降粘裝置，包括加熱器和被加熱器，該加熱器加熱被加熱器以加熱流經(jīng)或流入被加熱器的采出水，以降低采出水中稠油和瀝青質(zhì)的粘度；

油水泥分離裝置，包括分離塔、油回收裝置和電氣浮裝置，該油回收裝置包括導油槽，該導油槽固設(shè)在分離塔上開口周圍，該分離塔設(shè)有分離進水口、設(shè)在分離塔底部的排泥口和分離出水口，該電氣浮裝置設(shè)在分離塔內(nèi)以能產(chǎn)生微氣泡，該分離進水口接通被加熱器，使降粘后的采出水通過分離進水口流入分離塔，該電氣浮裝置產(chǎn)生的微氣泡帶動采出水中的稠油和瀝青質(zhì)上升至水面，水面的稠油和瀝青質(zhì)被微氣泡撇入導油槽內(nèi)以處理回收，含泥的重物沉降至分離塔底層并輸排出以待處理；

電絮凝裝置，包括電絮凝容器和設(shè)在電絮凝容器內(nèi)的第一電極組，電絮凝容器接通分離塔的分離出水口，第一電極組獲得電能，水中電解析出.oh離子，并獲得電極離子，既使采出水產(chǎn)生降解氧化反應，又使.oh離子和電極離子化合成絮凝劑，絮凝劑與采出水發(fā)生絮凝反應而將采出水中有害物質(zhì)絮凝成絮，進而沉淀以備處理；

電催化氧化裝置，包括處理容器和設(shè)在處理容器內(nèi)的電催化氧化單元，該處理容器接通電絮凝容器的出口，該電催化氧化單元產(chǎn)生電催化氧化反應，以產(chǎn)生.oh離子，.oh離子破壞和打斷采出水中有害物的大分子結(jié)構(gòu)而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現(xiàn)無害化；及

物化沉淀澄清裝置，包括澄清容器和加藥裝置，該澄清容器接通處理容器的出水口，該加藥裝置連接澄清容器以能往澄清容器中加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，以使采出水物化沉淀實現(xiàn)澄清。

一實施例之中：該降粘裝置還包括熱交換器，該熱交換器具有進管道和出管道；該進管道出口接通被加熱器，該采出水自進管道進入降粘裝置；該出管道接通分離塔的分離出水口和電絮凝容器的進口。

一實施例之中：該電氣浮裝置，包括微氣泡電性發(fā)生裝置和助浮空氣微泡發(fā)生器；

該微氣泡電性發(fā)生裝置包括電源和裝于分離塔內(nèi)且浸沒于分離塔內(nèi)的采出水內(nèi)的第二電極組，該第二電極組包括第二陽極和第二陰極，該第二陽極和第二陰極通過電路分別電接電源兩級，該第二陽極和第二陰極得電能析出氣體，該氣體上浮成微氣泡；

該助浮空氣微泡發(fā)生器包括氣泵、氣管和裝于分離塔內(nèi)且浸沒于分離塔內(nèi)的采出水內(nèi)的出氣嘴，該氣管接通氣泵和出氣嘴，通過氣泵啟動使出氣嘴排出氣體，該氣體上浮成微氣泡。

一實施例之中：該電催化氧化單元包括設(shè)在處理容器內(nèi)的第三電極組，該第三電極組包括第三陽極和第三陰極，該第三陽極和第三陰極通過電路分別電接電源兩級，該第三陽極表面產(chǎn)生離子.oh、o2，第三陰極表面產(chǎn)生h2、h2o2。

一實施例之中：還包括：

污泥濃縮壓濾裝置，包括污泥濃縮地和污泥壓濾裝置；該污泥濃縮地連接油水泥分離裝置、電絮凝裝置和物化沉淀澄清裝置，以濃縮沉降、沉淀的污泥；該污泥壓濾裝置包括壓濾機，該壓濾機連接污泥濃縮地，以采用壓濾機壓濾濃縮污泥成泥餅。

本技術(shù)方案與背景技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)點：

采出水經(jīng)三相分離分離出油、沉降物，再經(jīng)電絮凝、電催化氧化、物化沉淀澄清處理，實現(xiàn)破乳、脫油、去懸浮物、消毒的目的，使水達標后回注，其一，能回收油，環(huán)保；其二，采出水達標能實現(xiàn)回注；其三，水處理運行成本低；其四，社會經(jīng)濟意義重大。

先降粘再分離，降低粘度，提高流動性，提高效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是油氣田采出水回注處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

請查閱圖1，油氣田采出水回注處理方法，包含：

步驟(1)，降粘步驟，加熱采出水以降低采出水中稠油和瀝青質(zhì)的粘度；

步驟(2)，油水泥分離步驟，降粘后的采出水流入分離塔，分離塔內(nèi)的電氣浮裝置產(chǎn)生的微氣泡帶動稠油和瀝青質(zhì)上升以將其帶到水面，水面的稠油和瀝青質(zhì)被微氣泡撇入設(shè)在分離塔上開口周圍的導油槽內(nèi)以處理回收，含泥的重物沉降至分離塔底層并輸排出以待處理，分離出稠油、瀝青質(zhì)及含泥重物的采出水抽排到下一步驟處理；

步驟(3)，電絮凝步驟，步驟(2)輸出的采出水被送入電絮凝容器，該電絮凝容器內(nèi)設(shè)有第一電極組，第一電極組獲得電能，水中電解析出.oh離子，并獲得電極離子，既使采出水產(chǎn)生降解氧化反應，又使.oh離子和電極離子化合成絮凝劑，絮凝劑與采出水發(fā)生絮凝反應而將采出水中有害物質(zhì)絮凝成絮，進而沉淀以備處理，絮凝劑如氫氧化鐵；

步驟(4)，電催化氧化步驟，產(chǎn)生電催化氧化反應，以產(chǎn)生.oh離子，.oh離子破壞和打斷采出水中有害物的大分子結(jié)構(gòu)而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現(xiàn)無害化；

步驟(5)，物化沉淀澄清步驟，步驟(4)輸出的采出水內(nèi)加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，使采出水進一步澄清，以達到回注要求，絮凝劑如氫氧化鐵；

步驟(6)，污泥濃縮壓濾步驟，濃縮步驟(2)、步驟(3)和步驟(5)的沉降、沉淀的沉降物、沉淀物，如污泥，壓濾濃縮后沉降物、沉淀物，如壓濾濃縮后污泥成餅泥。

最好，該步驟(2)輸出的采出水和流入步驟(1)的采出水進行熱交換，以預熱流入步驟(1)的采出水，降低步驟(2)輸出的采出水的溫度，降低能耗，降低成本。

油氣田采出水回注處理設(shè)備，包含降粘裝置10、油水泥分離裝置20、電絮凝裝置30、電催化氧化裝置40、物化沉淀澄清裝置50、污泥濃縮壓濾裝置60和電控系統(tǒng)70。

該降粘裝置10，包括加熱器和被加熱器11，該加熱器加熱被加熱器11以加熱流經(jīng)或流入被加熱器11的采出水，以降低采出水中稠油和瀝青質(zhì)的粘度；該被加熱器如為輸送管道或容器。

該油水泥分離裝置20，包括分離塔、油回收裝置和電氣浮裝置，該油回收裝置包括導油槽，該導油槽固設(shè)在分離塔上開口周圍，該分離塔設(shè)有分離進水口、設(shè)在分離塔底部的排泥口和分離出水口，該電氣浮裝置設(shè)在分離塔內(nèi)以能產(chǎn)生微氣泡，該分離進水口接通被加熱器，使降粘后的采出水通過分離進水口流入分離塔，該電氣浮裝置產(chǎn)生的微氣泡帶動采出水中的稠油和瀝青質(zhì)上升至水面，水面的稠油和瀝青質(zhì)被微氣泡撇入導油槽內(nèi)以處理回收，含泥的重物沉降至分離塔底層并通過抽泥泵輸排出以待處理。

本實施例之中：該導油槽如包括一固接在分離塔塔身周圍的環(huán)壁和一由環(huán)壁外周緣向上延伸的外周壁，該分離塔塔身、環(huán)壁、外周壁間構(gòu)成導油槽，且外周壁上端口位于分離塔的塔身上端口之上。導入導油槽稠油及瀝青質(zhì)所帶出的水份由電泵將水抽排到下一工段(電絮凝容器內(nèi))待處理。該分離進水口可為設(shè)在分離塔塔身的中部，也可為包括進液管，進液管至上往下插入塔身內(nèi)的采出水內(nèi)，進液管下端口位于塔身內(nèi)的采出水的水面之下。根據(jù)需要，還可包括通風裝置，通風裝置設(shè)在分離塔頂部以加速氣體排出。其中：導油槽接通存油裝置，油進入導油槽并流到設(shè)在設(shè)備外的存油裝置(如桶、罐、槽、地管等)。根據(jù)需要，該分離塔底部設(shè)置成錐形沉降面，以便于沉淀，以便收集沉淀下來的污泥。

該電絮凝裝置30，包括電絮凝容器和設(shè)在電絮凝容器內(nèi)的第一電極組，電絮凝容器接通分離塔的分離出水口，第一電極組獲得電能，水中電解析出.oh離子，并獲得電極離子，既使采出水產(chǎn)生降解氧化反應，又使.oh離子和電極離子化合成絮凝劑，絮凝劑與采出水發(fā)生絮凝反應而將采出水中有害物質(zhì)絮凝成絮，進而沉淀以備處理。

本實施例之中：該電絮凝裝置的結(jié)構(gòu)可參照本申請人在先申請的《用于污水處理的電絮凝裝置及方法》。該電絮凝裝置采用超大比表面積的三維電極，采出水在超大比表面積的三維電極作用下實現(xiàn)大分子及化學物質(zhì)的降解氧化反應，并使其化學成分及被降解的大分子物質(zhì)與三維電極物質(zhì)催化反應形成可被絮凝劑吸附的微粒結(jié)構(gòu)，而被沉淀去除。

該電催化氧化裝置40，包括處理容器和設(shè)在處理容器內(nèi)的電催化氧化單元，電催化氧化單元包括設(shè)在處理容器內(nèi)的第三電極組，該第三電極組包括第三陽極和第三陰極，該第三陽極和第三陰極通過電路分別電接電源兩級，該第三陽極表面產(chǎn)生離子.oh、o2，第三陰極表面產(chǎn)生h2、h2o2，.oh離子破壞和打斷采出水中有害物的大分子結(jié)構(gòu)而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現(xiàn)無害化。該裝置40能消除采出水中的細菌達到回注水中的細菌含量要求的指標。

本實施例之中：在第三陽極表面產(chǎn)生氧化性強的.oh離子和大量氧氣，在第三陰極表面產(chǎn)生少量的h2o2和大量氫氣。氫氣的逸出可使處理容器內(nèi)水體被充分攪拌，水體改善效果佳.氧氣則有利于水體含氧量上升。.oh和h2o2具有強氧化性，.oh可以破壞和打斷水體中有害物的大分子結(jié)構(gòu)而使其降解成小分子，最終降解呈氧化物而無害(例如h2s分子在.oh的強烈攻擊下分子鏈被破壞，其中硫轉(zhuǎn)化成硫酸鹽成分，h與.oh結(jié)合轉(zhuǎn)化為水，因而臭氣消除)，h2o2在氧化過程中起到作用。其中：有機物在電催化氧化裝置中，被設(shè)置在設(shè)備中的電催化氧化單元產(chǎn)生的離子(.oh)強烈氧化而轉(zhuǎn)成二氧化碳，回歸至空氣中；臭氣(主要成分是硫化氫)因被(.oh)奪去一個氫樣子而使分子鏈被打破因此形不成二硫化氫分子，而使臭氣消除。

該物化沉淀澄清裝置50，包括澄清容器和加藥裝置，該澄清容器接通處理容器的出水口，該加藥裝置固接澄清容器以能往澄清容器中加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，以使采出水物化沉淀實現(xiàn)澄清，該加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種也能調(diào)節(jié)采出水的ph值。

該污泥濃縮壓濾裝置60，包括污泥濃縮地和污泥壓濾裝置；該污泥濃縮地連接油水泥分離裝置、電絮凝裝置和物化沉淀澄清裝置，如采用抽泥泵將沉降物、沉淀物抽至污泥濃縮地，該些物在污泥濃縮地靜置，實現(xiàn)物水分層，排出上層水即構(gòu)成濃縮，即，濃縮沉降、沉淀的污泥；該污泥壓濾裝置包括壓濾機，該壓濾機連接污泥濃縮地，以采用壓濾機壓濾濃縮污泥成泥餅。該上層水及壓濾機壓濾出的壓濾水抽至電催化氧化裝置40。

本實施例之中：電氣浮裝置，包括微氣泡電性發(fā)生裝置和助浮空氣微泡發(fā)生器。

該微氣泡電性發(fā)生裝置包括電源和裝于分離塔內(nèi)且浸沒于分離塔內(nèi)的采出水內(nèi)的第二電極組，該第二電極組包括第二陽極和第二陰極，該第二陽極和第二陰極通過電路分別電接電源兩級，第二陽極和第二陰極之間隔為工作液體(采出水)，以構(gòu)成電回路，該第二陽極和第二陰極得電能析出氣體，該氣體上浮成微氣泡；該電極組組數(shù)可為多組，如多組則多組的電極組的陽極和陰極間隔交錯布置，多組的電極組的陽極串聯(lián)或并聯(lián)連接，多組的電極組的陰極串聯(lián)或并聯(lián)連接。該電極組的電極材料如為石墨、鈦基氧化物涂層電極、鈦基修飾電極，不溶性陶瓷電極、金剛石膜電極、石墨烯電極、不溶性合金電極和鈦電極。該電極材料的選擇根據(jù)所需氣浮的物質(zhì)和工作液體的情況而定，例如：需要帶負電性的微氣泡的情況，則以氧氣泡為主，則采用析氧電極；需要帶正電性的微氣泡的情況，則以氫氣泡為主，則采用析氫電極。其一，微氣泡(以下稱氣泡)的泡徑的大小，以產(chǎn)生氣泡的速率相關(guān)；電流密度越大，產(chǎn)生氣泡的速率越快，則析出氣泡的產(chǎn)率越高，氣泡與氣泡之間相吸引合并的機率越大，形成有效氣浮的氣泡的粒徑(泡徑)也就越大，反之越??；所以能通過電極組的電極面積的計算來控制氣泡泡徑的大小。其二，氣泡量與施加在電極組的總電流強度相關(guān)，總電流強度越大，則電生的氣泡量越大，反之越??；所以能通過調(diào)整施加在電極組的總電流強度來控制氣泡量的多少。其三，氣泡性質(zhì)是與電極的陰陽極面積分配和電極的材質(zhì)相關(guān)的；通過調(diào)整和選用或組合混用來滿足電生氣泡的性質(zhì)，如：需帶正電性氣泡的(比如選礦微粒污水懸浮物去除)，則選用易析氫電極，且析氫電極面積大于另一極面積；需帶負電性的氧氣泡時(比如純金屬顆粒礦物時)，則選用易析氧電極，且易析氧電極面積大于另一極面積；對于無電性要求的場合，則選用易析氣(氫氣氧氣)電極，而且面積相等或析氫電極大于析氧電極面積，當然析氧面積大于析氫電極面積也一樣可產(chǎn)生微氣泡只是氣泡量會減少而已，既電生氣泡的功效偏低而已(該原理是從氣泡的數(shù)量上計算，氫氣泡的數(shù)量和體積是氧氣泡的數(shù)倍)。

該助浮空氣微泡發(fā)生器包括氣泵、氣管和裝于分離塔內(nèi)且浸沒于分離塔內(nèi)的才出水內(nèi)的出氣嘴，該氣管接通氣泵和出氣嘴，通過氣泵啟動使出氣嘴排出氣體，該氣體上浮成微氣泡。該出氣嘴如包括多個相通且交錯布置或并排布置的排氣管，排氣管兩端封閉且開設(shè)有多個內(nèi)外貫穿的出氣口，通過出氣口排出氣體，如噴出。根據(jù)需要，可設(shè)一組出氣嘴，也可設(shè)多組出氣嘴，如多組則出氣嘴可上下布置，或，水平布置。

該進液管的進液口位于微氣泡電性發(fā)生裝置、助浮空氣微泡發(fā)生器之上，以使進液管進入的液體流經(jīng)微氣泡電性發(fā)生裝置、助浮空氣微泡發(fā)生器后從排液口排出，完成一個電氣浮工作過程。該微氣泡電性發(fā)生裝置的安裝位置可根據(jù)工作液體的性質(zhì)和浮選物顆粒之大小來選定，如分別安裝在分離塔底部或中部。該助浮空氣微泡發(fā)生器的安裝位置也可根據(jù)工作液體的性質(zhì)和浮選或氣浮去除的懸浮物之顆粒大小來選定，它可以與微氣泡電性發(fā)生裝置混裝，也可裝在微氣泡電性發(fā)生裝置的上部或下部，其安裝位置如按如下選擇：需氣浮或浮選極微細顆粒時，則微氣泡電性發(fā)生裝置安裝在分離塔的底部，助浮空氣微泡發(fā)生器位于微氣泡電性發(fā)生裝置之上，即電極組和出氣嘴上下間隔設(shè)置，當發(fā)生裝置產(chǎn)生的極微細氣泡上浮至助浮空氣微泡發(fā)生器時，被助浮空氣微泡發(fā)生器排出的助浮氣泡挾帶迅速上浮至工作液體的表面。需氣浮或浮選較粗顆粒，及，工作液體內(nèi)的懸浮顆粒物時，則助浮空氣微泡發(fā)生器安裝在分離塔之底部，微氣泡電性發(fā)生裝置安裝在助浮空氣微泡發(fā)生器之上，即電極組和出氣嘴下上間隔設(shè)置，微氣泡電性發(fā)生裝置產(chǎn)生的微氣泡裹挾顆粒物后不易沉入底部，能被從底部涌上的助浮空氣微泡發(fā)生器產(chǎn)生的氣泡挾帶浮出工作液體表面。根據(jù)需要，微氣泡電性發(fā)生裝置的電極組可以是多組，多組可以是部分水平布置，部分上下布置；助浮空氣微泡發(fā)生器可以包括多個出氣嘴，多個出氣嘴上下布置或水平布置；也可以是電極組、出氣嘴交錯布置。根據(jù)需要，本實施例的電氣浮裝置可只有一個，或，多個電氣浮裝置串聯(lián)組成大型電氣浮機組完成一個電氣浮工作過程。

該降粘裝置還包括熱交換器12，該熱交換器具有進管道和出管道；該進管道出口接通被加熱器，該采出水自進管道進入降粘裝置；該出管道接通分離塔的分離出水口和電絮凝容器的進口。本實施例之中，該熱交換器的結(jié)構(gòu)，包括多個熱交換單元和一個保溫單元，該保溫單元連接多個熱交換單元以使多個熱交換單元相隔開且獨立保溫，該熱交換單元設(shè)分進管道和分出管道并使分進管道中的排放流體和分出管道中的加熱流體能熱交換；每相鄰兩熱交換單元間設(shè)第一連通道和第二連通道，該第一連通道連通相鄰兩熱交換單元的分進管道，該第二連通道連通相鄰兩熱交換單元的分出管道，以將該多個熱交換單元串聯(lián)接通，并構(gòu)成上述的進管道和出管道。該熱交換單元中，分進管道中的排放流體流向和分出管道中的加熱流體流向相反。該分進管道中的排放流體流量和分出管道中的加熱流體流量相等。該保溫單元能為第一連通道和第二連通道保溫。該熱交換單元還設(shè)熱交換介質(zhì)，通過熱交換介質(zhì)使分進管道中的排放流體和分出管道中的加熱流體熱交換。采用熱交換器回收利用排出水的熱能，以提升進入降粘裝置的污水溫度，降低進入電絮凝容器的采出水的溫度，節(jié)約用于提升該裝置的采出水的溫度的電能或熱能。

該電控系統(tǒng)控制連接加熱器、油水泥分離裝置、電絮凝裝置、電催化氧化裝置、物化沉淀澄清裝置、污泥濃縮壓濾裝置。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。