Kilder og behandlingsprosesser for oljeproduksjonsavløpsvann

01

Oljeproduksjon avløpsvann

De fleste av mitt lands oljefelt er utviklet ved vanninjeksjon. Det tar omtrent 2 til 3 tonn vann for å produsere 1 tonn råolje. Spesielt i det sene stadiet av oljefeltproduksjonen kan vanninnholdet i råolje være så høyt som 90 % eller mer.

Avløpsvann fra oljeproduksjon kommer inn i dehydrerings- og overføringsstasjonen til råoljeoppsamlings- og transportsystemet med råolje for dehydrering og avsalting. Disse "avsaltede" avløpsvannene kommer inn i avløpsvannbehandlingsstasjonen for å danne oljefeltspesifikt oljeholdig avløpsvann, også kjent som "produsert vann" eller "utgangsvann".

(1) High oil content Generally, oil production wastewater contains 1000~2000mg/L of crude oil, and some contain up to 5000mg/L of oil. Oil production wastewater contains floating oil, dispersed oil, emulsified oil and dissolved oil, of which about 90% of the oil exists in the form of floating oil with a particle size >100um og dispergert olje med en partikkelstørrelse på 10~100pm. De andre 10 % er hovedsakelig emulgert olje med en partikkelstørrelse på 0,1 ~ 10 pm, og innholdet av oppløst olje med en partikkelstørrelse<0.1pm is very low.

(2) Inneholder suspenderte faste partikler. Partikkelstørrelsen er vanligvis 1 ~ 100um, hovedsakelig inkludert leirpartikler, silt og fin sand.

(3) Høyt saltinnhold. Det uorganiske saltinnholdet i oljeproduksjonsavløpsvann varierer generelt fra flere tusen til hundretusener av mg/L, som varierer mye avhengig av oljefelt og blokk.

(4) Inneholder bakterier. Avløpsvann fra oljeproduksjon inneholder hovedsakelig saprofytter og sulfatreduserende bakterier.

(5) Høy vanntemperatur og høy pH-verdi. Oljeproduksjonsavløpsvann har også egenskapene til høy vanntemperatur (40~80 grader) og høy pH-verdi.

02

Boring av avløpsvann

Under boreprosessen kalles avløpsvannet som dannes ved tap av slam under boreoperasjonen, lekkasje av slamsirkulasjonssystemet og vasking av slam og olje på bakken utstyr og boreverktøy boreavløpsvann.

Slammet som vanligvis brukes i boreprosjekter er laget av leire, vann og behandlingsmiddel i en viss andel. Blant dem virker behandlingsmidlet ved å hydrolysere leiren, noe som i stor grad forbedrer ytelsen til slammet for å sikre borehastigheten og forbedre kvaliteten på borehullet. Lavfast fase og fast stofffri slam brukes mest i grunne boringer, som har færre skadelige stoffer og lavere grad av forurensning. Jo dypere boredybden er, desto høyere krav til slam, desto flere typer og mengder kjemiske behandlingsmidler tilsettes, og til og med en viss andel råolje eller spillolje må blandes inn, og graden av forurensning øker. Derfor kan boreavløpsvannet som produseres av forurensning betraktes som et produkt av høy fortynning av slam.

Siden bruken av boreavløpsvann og boreslam er nært beslektet, er egenskapene til avløpsvann generert under boring forskjellige i forskjellige olje- og gassfelt, forskjellige boreområder og forskjellige brønndybder. Generelt sett, ved boring med grunt vann er det bare oljeinnholdet i boreavløpsvannet som overskrider standarden; ved bruk av PAM-slam overskrider de suspenderte faste stoffene, fenol, krom og olje i avløpsvannet standarden; ved bruk av vanlig slam overskrider oljeinnholdet standarden, og de suspenderte faststoffene, fenolen og krom overskrider standarden individuelt; ved boring av dype brønner overskrider oljen, fenolen, krom og suspenderte stoffer standardhastigheten. Derfor kan det være kjent at de viktigste skadelige stoffene i boreavløpsvann er suspenderte stoffer, olje, krom og fenol.

03

Avløpsvann fra brønnvask

Injeksjonsbrønner er spesialbrønner for å injisere vann i oljelag. For å forhindre at de suspenderte faststoffene i det injiserte vannet tetter til formasjonen, er det installert et vannfordelerfilter på enden av injeksjonsrøret. Etter en driftsperiode, på grunn av økningen i suspendert faststoff som fanges opp av filteret, øker rørledningstrykket gradvis, og mengden av injisert vann reduseres også tilsvarende. Når det planlagte injeksjonsvolumet ikke er nådd, må injeksjonsbrønnen tilbakespyles for å fjerne faste stoffer og biofilm avsatt på filteret, og derved generere brønnvaskende avløpsvann.

04

Gassproduksjon avløpsvann

Gassproduksjonsavløpsvann refererer til formasjonsvann eller gassfeltvann hentet ut med gassproduksjon. Gassproduksjonsavløpsvann inneholder hovedsakelig kondensatolje, salt, suspenderte stoffer, hydrogensulfid og noen tilsetningsstoffer (organisk materiale). Cr-innholdet i avløpsvann fra gassproduksjon kan nå titusenvis av mg/L. I tillegg inneholder den også svovel og metallelementer som litium, kalium, brom, sink, kadmium og arsen.

For generell industri er prinsippet for behandling av avløpsvann først å gjenvinne ressursene og energien i det, forbedre materialutnyttelsen og redusere forurensning.

Den høyeste gjenbruksraten for petroleumsavløpsvann er oljefeltsavløpsvann. Hovedmåten for gjenbruk er å bruke det rensede avløpsvannet som reinjeksjonsvann. Det behandlede oljefeltsavløpsvannet har egenskapene til høy mineralisering og viskositet, inneholder overflateaktive stoffer, høy vanntemperatur og god permeabilitet. I følge statistikk, hvis denne typen avløpsvann reinjiseres i oljelaget, vil utvinningsgraden for råolje være 5% ~ 8% høyere enn for ferskvannsinjeksjon. Samtidig kan det også redusere utslipp av avløpsvann, oppnå formålet om å spare ressurser og redusere forurensning.

01

Krav til reinjeksjonsvann

For avløpsvann reinjisert i formasjonen må følgende grunnleggende krav oppfylles.

1. Stabil kjemisk sammensetning

Det behandlede vannet for reinjeksjon skal ikke generere suspenderte faste stoffer på grunn av kjemiske reaksjoner under lagring og transport. De fleste oljelagsavløpsvann inneholder store mengder bikarbonat (HCO3) og jernsalt Fe(HCO3)2 i form av bikarbonat, noe som gjør den kjemiske stabiliteten dårlig. Hvis denne typen avløpsvann kommer i kontakt med oksygen i luften, vil jernhydroksidutfellingen som dannes etter reaksjonen redusere permeabiliteten til reinjeksjonsavløpsvannet. Derfor er det svært nødvendig å sikre den kjemiske stabiliteten til avløpsvannet.

2. Høy oljevaskekapasitet

Avløpsvannet som reinjiseres i det oljeproduserende laget skal ha en viss oljevaskekapasitet slik at utvinningsgraden ved vanninjeksjon ikke er mindre enn 60 % av reservene. Det rensede oljeproduksjonsavløpsvannet inneholder overflateaktive stoffer. Når en liten mengde overflateaktive stoffer eksisterer, kan de adsorberes på grenseflatene væske-gass, væske-væske og væske-faststoff, og kan redusere overflatespenningen til grenseflaten betydelig. Under reinjeksjonsprosessen reduseres overflatespenningen til vann som inneholder overflateaktive stoffer ved grensesnittet i kontakt med råolje, og det kan ganske effektivt fukte bergarten i det oljeproduserende laget, det vil si under påvirkning av kapillærkraft og adhesjon, vann kan helt skylle ut råoljen i bergsprekkene. Siden de fleste overflateaktive stoffene i vannet er adsorbert på overflaten av fjellet, ved bruk av kantvanninjeksjon, bør ikke innholdet av overflateaktive stoffer i vannet være for mye, slik at konsentrasjonen av overflateaktive stoffer på kapillæroverflaten kan økes, og utvinningsgraden vil også øke tilsvarende. Derfor kan man se at de overflateaktive stoffene som finnes i oljelagets avløpsvann og reinjeksjonsavløpsvannet har stor innflytelse på å forbedre utvinningsgraden til det oljeproduserende laget.

3. Sørg for absorpsjonskapasiteten til injeksjonsbrønnen

For å holde injeksjonsbrønnen ved en viss absorpsjonskapasitet, er det nødvendig å strengt kontrollere innholdet av mekaniske urenheter og olje i reinjeksjonsvannet. Når du formulerer standarden for det mekaniske urenhetsinnholdet i reinjeksjonsvann, er det nødvendig å vurdere de geofysiske egenskapene til det oljeproduserende laget (hovedsakelig permeabilitet og porøsitet), og også ta hensyn til fordelingsegenskapene til injeksjonsbrønnene i oljefeltet (dvs. eksterne injeksjonsbrønner eller interne injeksjonsbrønner). I tillegg er injeksjonstrykket og reinjeksjonsvannets forenlighet med fjellet også faktorer som påvirker absorpsjonskapasiteten til injeksjonsbrønnene.

4. Lav korrosjon

I følge statistikk lider hvert oljefelt store tap hvert år på grunn av korrosjon av rørene og utstyret til injeksjonssystemet. Dette tapet inkluderer ikke bare tapet forårsaket av metallkorrosjon, men også tapet påført av reduksjonen av absorpsjonskapasiteten til injeksjonsbrønnene på grunn av tilstedeværelsen av korrosive stoffer i injeksjonsvannet.

5. Minimumskostnad for rensing og behandling av avløpsvann

Hvert oljefelt bør formulere vannkvalitetsstandarder for injeksjon i henhold til de spesifikke forholdene til sitt eget oljeproduserende lag. Selv om jo høyere renseintensiteten til avløpsvannet som injiseres i fjellformasjonen, jo bedre absorpsjonskapasiteten til injeksjonsbrønnen er, kan det hende at renset vann ikke er aktuelt for alle regioner. For oljeproduserende lag med høy permeabilitet er det ikke nødvendig å bygge komplekse og kostbare renseanlegg. Derfor er det nødvendig å minimere kostnadene ved behandling av avløpsvann og samtidig sikre kvaliteten på reinjeksjonsvannet.

02

Metoder for reinjeksjon av avløpsvann

1. Klassifisering etter om avløpsvann er blandet med rent vann eller ikke Etter om avløpsvann er blandet med rent vann eller ikke, deles reinjeksjonsmetodene inn i enkeltinjeksjon og blandinjeksjon.

(1) Enkelt injeksjon Enkelt injeksjon betyr at det rensede avløpsvannet ikke blandes med annet vann og injiseres alene i formasjonen. Fordelene med denne metoden er at vannkvaliteten er relativt stabil, det er i utgangspunktet ikke noe bakterielt bindehinnefenomen, avleiringen er liten og reinjeksjonssystemet fungerer normalt. Ulempene er at mengden innkommende vann og mengden reinjisert vann ikke er lett å balansere, avløpsvannet kan ikke garanteres å bli fullstendig reinjisert, og det må ofte slippes ut, noe som lett kan forårsake miljøforurensning.

(2) Blandet injeksjon Blandet injeksjon betyr at det rensede avløpsvannet blandes med annet vann (grunnvann eller overflatevann) og deretter injiseres i formasjonen. Fordelene med denne metoden er fleksibel prosess, avløpsvannet kan utnyttes fullt ut, og korrosjon av korrosivt avløpsvann til utstyr og rørledninger kan reduseres. Ulempen er at noe oljefeltsavløpsvann er uforenlig med rent vann, så det er lett å produsere skalering og bakterielle konjunktivfenomener, som påvirker den normale driften av utstyret.

2. Klassifisering etter blandingsposisjon av avløpsvann og rent vann

I henhold til blandeposisjonen til avløpsvann og rent vann er blandemetodene delt inn i flere typer, for eksempel blanding etter pumpen, blanding i sugerøret før pumpen og blanding i rentvannstanken før pumpen.

(1) Blanding etter pumpen Siden denne metoden bruker renset avløpsvann og rent vann for å blande etter vannpumpen, vil det ikke forårsake konjunktivitt og avleiring i vanninjeksjonsstasjonen. Men når denne metoden brukes, kan ikke avløpsvannet injiseres fullstendig på nytt.

(2) Blanding i sugerøret før pumpen Når denne metoden brukes, selv om graden av konjunktivitt er svært lav, er det lett å forårsake avleiring i vanninjeksjonspumpen.

(3) Blanding i rentvannstanken før pumpen Når denne metoden brukes, selv om avskallingsfenomenet til vanninjeksjonspumpen er liten, er konjunktivittfenomenet alvorlig, noe som vil føre til blokkering av vanninjeksjonspumpens filter.

I tillegg til metodene introdusert ovenfor, blander enkelte oljefelt også avløpsvann med rent vann når avløpsvannet kommer inn i rensestasjonen for å redusere konsentrasjonen av forurensninger og redusere korrosiviteten til avløpsvannet. Noen oljefelt blander også rent vann med avløpsvann før avløpsvannet dehydreres, noe som hjelper til med avsalting av råolje og transport av tungolje.

Oppsummert har hver metode for reinjeksjon av avløpsvann sine egne fordeler og ulemper. Enkelt injeksjon er effektivt, men avløpsvann kan ikke reinjiseres fullstendig; selv om blandet injeksjon kan løse problemet med reinjeksjon av avløpsvann, er det lett å bringe andre vanskeligheter som påvirker reinjeksjon. Fra den faktiske situasjonen til ulike oljefelt, bruker de fleste reinjeksjonsstasjoner blandet injeksjon.

01

Behandling av ordinært produksjonsavløp fra oljefelt

Med ordinære oljefelt menes oljefelt hvor grunnvannet eller overflatevannet i området tilhører kategorien ordinært vann. Generelt er avløpsvann fra oljefelt hovedsakelig oljeholdig avløpsvann, så hovedmålet med behandling av avløpsvann er å fjerne olje.

Hvis avløpsvann behandles til reinjeksjonsvannkvalitetsstandarden, deles det generelt inn i følgende to situasjoner: For avløpsvann med høyere oljekonsentrasjon brukes ofte tretrinnsmetoden; for avløpsvann med lavere oljekonsentrasjon kan to-trinnsmetoden brukes for å oppfylle kravene til vanninjeksjon for brønnvasking av vannholdig råolje. Dersom avløpsvannet må oppfylle utslippsstandarden, i tillegg til nødvendige fysiske og kjemiske metoder (koagulering, sedimentering, filtrering etc.), kreves det generelt biologisk rensing som sekundær rensing.

02

Behandling av høymineraliserende avløpsvann fra oljefeltproduksjon

For høymineraliserende oljefeltavløpsvann er renseprosessen den samme som for vanlig oljefeltsavløpsvann. Avløpsvannet fra oljeoverføringsstasjonen og dehydreringsstasjonen kommer først inn i den primære oljefjerningstanken. Avløpsvannet som har blitt naturlig avoljet reagerer med renseren og flokkuleringsmidlet og kommer inn i den sekundære oljefjerningstanken (koagulasjonsoljefjerningstank). Avløpet filtreres av trykkfiltertanken og kommer inn i reinjeksjonsstasjonen. Det må imidlertid settes opp en vannkildestabiliseringsdam for avløpsrensing og gjenbruk, og ulike stabilisatorer bør tilsettes samtidig. Typer og doser av ulike vannkvalitetsstabilisatorer må bestemmes ved eksperimenter.

Vanlige stabilisatorer i oljefelt er adsorberende organiske aminkorrosjonshemmere, organiske fosfatavleiringshemmere, organiske baktericider osv. To eller flere baktericider bør brukes vekselvis for å unngå resistens.

I henhold til ytelsen til det kjemiske midlet og behovene til vannkvalitet, bør det passende doseringsstedet velges for å utøve midlets effektivitet. Doseringen av midlet bør justeres i henhold til endringene i vannkvalitet og vannmengde.

I tillegg er det lukkede naturgasssystemet også et uunnværlig system for behandling av høymineraliserende avløpsvann. Naturgass brukes ofte som fyllende isolasjonsgass i oljefelt for å isolere luften (det brukes også nitrogen). Det lukkede naturgasssystemet skal ikke bare oppnå god oksygenisolasjon og høytrykksreguleringskvalitet, men også sikre sikkerhet og pålitelighet. Trykkreguleringsmetoden til det lukkede naturgasssystemet kan justeres av en lavtrykksgasstank; når naturgasskilden er tilstrekkelig, kan en selvvirkende trykkreguleringsventil også benyttes for lufttilførselstrykkregulering, og en elektrisk membrantrykkregulator (eksplosjonssikker) kan brukes til eksostrykkregulering.

03

Petroleumsboring avløpsvannbehandling

Vanligvis er kombinasjonen av suspenderte partikler og leire i boreavløpsvann stort sett negativt ladet. På grunn av den doble elektriske lageffekten har boreavløpsvann en viss stabilitet og det er ikke lett å skille ulike komponenter. Derfor brukes den kjemiske koaguleringsmetoden hovedsakelig til å behandle boreavløpsvann.

Boreavløpsvann kommer først inn i avløpsvannsreguleringstanken for å justere pH-verdien til avløpsvannet for å holde det mellom 7,5 og 8. Det justerte avløpsvannet kommer inn i flertrinns syklonreaktoren og reagerer med koagulanten. Etter destabiliseringseffekten av elektrisk nøytralisering, dannes flokker gradvis. I reaksjonen bør et koaguleringsmiddel tilsettes i passende mengder avhengig av situasjonen for å fremme dannelsen av større partikler av alun. Avløpsvannbehandlingskapasiteten til flertrinns syklonreaktoren er fortrinnsvis 6~8m{3/t. Avløpsvannet som behandles av flertrinns syklonreaktoren kommer inn i sedimentasjonstanken med skrå plate for ytterligere nedbør. Hvis sedimentet viser seg å bevege seg opp til det skrånende plateområdet i tanken, bør det stoppes umiddelbart og pH-verdien til avløpsvannet bør justeres og koaguleringsmidlet tilsettes for å gjenopprette det til det normale. Supernatanten har etter behandling i skråplate sedimentasjonstanken i utgangspunktet nådd standard for avløpsvann og kan slippes ut eller gå inn i vannoppsamlingstanken for industrivann. Slaggvæsken som slippes ut fra den nedre delen av den skrå platesedimentasjonstanken kommer inn i slaggvæskekonsentrasjonstanken. Etter en periode med konsentrasjon går supernatanten inn i det eksterne utslippssystemet eller gjenbrukssystemet til sedimentasjonstanken med skrå plate; den konsentrerte væsken kommer inn i slamdehydratoren for å danne en halvtørr slagg med et vanninnhold på ca. 80 %. Hovedkomponentene er steinpartikler og leire, som kan dannes og stables.

04

Gassproduksjon avløpsvannbehandling

Gassproduksjonsavløpsvann kan direkte føre til en reduksjon eller ustabilitet i gassproduksjonen. Derfor har behandlingen av avløpsvann fra gassproduksjon blitt et av hovedproblemene for utviklingen av gassfelt. Den tidlige metoden for å injisere gassproduksjonsavløpsvann i formasjonen ble gradvis erstattet av den tekniske ruten for behandling og utslipp på grunn av begrensningene i geografiske forhold (formasjonsrom, permeabilitet, vannutvinningsindeks, etc.) og brønnhodetrykk, samt forurensningen av grunnvann ved grunn injeksjon.

Vannkvaliteten til gassproduksjonsavløpsvann i et gassproduksjonsanlegg: Gassproduksjonsavløpsvannvolumet Q i gassgruven er 2~5m3/h.

Siden råvannskvaliteten har dårlig biologisk nedbrytbarhet, kan den ikke direkte biokjemisk behandles, og forbehandlingskravene er høye, så elektroflokkuleringsmetoden brukes til forbehandling for å fjerne noen oljer, suspenderte stoffer og COD, og ​​deretter utføres biokjemisk behandling . Den sekundære biokjemiske behandlingen tar i bruk SBR-metoden. Prosessflyten er vist i figuren under.

Etter at prosjektet er satt i drift, resulterer avløpsvannkvaliteten: Fjerningsgraden for oljer, suspendert stoff og COD er ​​alle over 90 %, og når den sekundære utslippsstandarden i GB8978-1996.