基于特種膜的油田廢水處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及污廢處理技術領域，具體地講，涉及的是一種基于特種膜的油田廢水處理工藝。
【背景技術】
[0002]油田廢水通常有油田采出水、壓裂返排液、鉆井廢水、礦區(qū)雨水和生活污水等。
[0003]從地層中隨原油一起開采出來的液體(采出液)，既含有原油又含有污水，而經原油脫水分離出來的水稱為“油田采出水”，是油田開發(fā)和生產中最主要的廢水。主要是來自原油脫水站，及聯合站內各種原油儲罐的罐底水、將含鹽量較高的原油用其他清水洗鹽后的污水等。
[0004]由于原油產地地質條件、原油性質、注水性質以及原油集輸和初加工的整個工藝不盡相同，我國部分油田采出水污水水質有較大的差異，但從總體上看，油田采出水都具有以下共同特點:含油量高，一般在1000mg/L以上，其回注堵塞地層，外排造成污染；懸浮物含量高，顆粒細小，沉降緩慢，容易造成地層堵塞；礦化度高，一般在1000mg/L以上，最高可達14X 104mg/L，會加速腐蝕，給廢水生化處理造成困難；含有Ca' Mg' HCO' Ba' Cr2+等結垢離子，容易在管道、容器中結垢；含有原油和采油過程中的各種化學藥劑、有機物，COD高，會利于微生物繁殖，造成腐蝕和堵塞；常見有鐵細菌、腐生菌、硫酸鹽還原菌等微生物，容易腐蝕管線，堵塞地層；污水中溶解有02、H2S, CO2等多種氣體，易導致管線結垢，加劇金屬設備的腐蝕。
[0005]壓裂是油氣井增產的主要措施之一，為各油田普遍采用。常規(guī)壓裂施工所采用的壓裂液體系，以水基壓裂液為主。壓裂返排液是在增產作業(yè)返排的過程中產生的，其中不僅有原油、壓入的聚合有機物、陶粒砂(或石英砂)、還含有地層中的滲入水、滲入的巖肩、地層中的各種腐生菌尤其是危害明顯的SRB菌。壓裂液廢水有以下特點:成分復雜，主要成份是高濃度胍膠/凍膠、高分子聚合物以及油類，其次是SRB硫酸鹽還原菌、硫化物和總鐵等，總鐵、總硫含量都在20mg /L左右，COD濃度高，一般從數千到上萬mg/L不等，廢液中石油類含量在10?1000mg/L之間；粘度大、乳化程度高，返排液的黏度一般是水的3?10倍，其中放噴液體的粘度很高，平均為10~20mpa.s，在其處理過程中，所投加的化學藥劑在壓裂返排液中很難擴散，傳質作用緩慢，造成反應體系時間很長，處理效果差，若壓裂所用為復合型壓裂液，乳化更嚴重，放出的返排液烏黑、黏稠，靜沉出水困難；懸浮物含量高達幾千mg/L，由于壓裂返排液組分的復雜性及其性質的獨特性決定了其處理難度更大，給油氣田生產和環(huán)境帶來很大影響；水質水量變化，排放不連續(xù)，每口井排放量在100?200m3之間。
[0006]在石油、天然氣開采鉆探過程中，相對于廢渣、廢氣和噪聲污染，產生的鉆井廢液(包括廢鉆井液和鉆井廢水)同樣是主要的污染源。鉆井廢水包括鉆井廢液及鉆井過程產生的污水。主要有以下特點:污染物成分復雜，主要包括鉆肩、石油、粘度控制劑(如粘土)、加重劑、粘土穩(wěn)定劑、腐蝕劑、防腐劑、殺菌劑、潤滑劑、地層親和劑、消泡劑、重金屬等；污染負荷高，COD高達幾萬，色度深，懸浮物含量高，并含有多種重金屬，若不經處理直接排放，將對環(huán)境造成污染；水質、水量不穩(wěn)定，由于鉆井作業(yè)的臨時性、分散性、流動性特點，使很多處理工藝受到限制，鉆井廢液處理難度很大；廢液數量較多，如:四川地區(qū)平均每口井有300 ?400 m3。
[0007]由上述可知，無論是采出水、壓裂液，還是鉆井廢水，成分均較為復雜，主要包含石油類、懸浮物、膠體、有機物及鹽類等，共性特點如下:①石油類物質種類多、含量高，含油量一般為1000mg/L左右，少部分油田污水含油量高達3000-5000mg/L，污水中含油的存在形式可分為懸浮狀、分散狀、乳化狀和溶解狀四種形態(tài)；SS含量高，懸浮顆粒微小，粒徑一般為I?100 μ m，廢水總SS為300?5000mg / L ;有機物含量較高，一般油田廢水COD基本在800~6000 mg / L (鉆井及壓裂液可能好幾萬)，廢水中可能存在一定量環(huán)狀芳烴類衍生物及聚合物，性質穩(wěn)定，不易被氧化去除；礦化度高，無機鹽種類多，含多種鹽類，采出水高達幾萬甚至十幾萬毫克/升，大量的結垢鹽分容易造成管線結垢。
[0008]現有技術中，氣田廢水治理工藝主要有回注、處理達標外排及資源化回用三種。
[0009]一、回注工藝
目前，回注仍是油田廢水處理的主要辦法。注水水質必須根據注入層物性指標進行優(yōu)選確定。通常要求:在運行條件下注入水不應結垢；注入水對水處理設備、注水設備和輸水管線腐蝕性要??；注入水不應攜帶超標懸浮物，有機淤泥和油；注入水注入油層后不使粘土發(fā)生膨脹和移動，與油層流體配伍性良好。過程主要為采出水依次經原水罐、沉降罐、一級過濾器、二級過濾器、精細過濾器和凈化水罐達到注水標準。其優(yōu)點在于運行費用相對較低，管理相對成熟，缺點在于一次性工程投資較高，對周邊油田、周邊段油藏有直接影響以及對周邊地下水有直接影響，并且隨社會經濟發(fā)展，在政策上也有更多的限制。
[0010]二、達標外排
要實現達標排放，主要的處理任務是去除懸浮顆粒、油類、鹽分和有機物。主要有兩種工藝形式，其一是廢水經預處理除去油和懸浮物后，采用高級氧化，如Fe/c微電解、芬頓等直接物化，然后排放。其存在的問題有①運行費用太高，依據不同的水質，一般運行費用高達100元/噸水以上；②對鹽分沒有去除，不能真正達到地方環(huán)保要求；③引入大量新的化學藥劑，造成二次污染。
[0011]其二是廢水經預處理除去油和懸浮物后，采用高級氧化，如Fe/C微電解、芬頓等直接物化，然后經過蒸發(fā)工序，最后排放。其存在的問題是①引入蒸發(fā)可解決鹽分問題，但直接蒸發(fā)投資和運行費用太高；②蒸發(fā)冷凝液可能COD不達標；③引入大量新的化學藥劑，造成二次污染。
[0012]總的來說，達標外排處理均是針對其中的S2、COD等特征污染物。針對油田水脫COD研究開發(fā)了中和、絮凝沉降、氧化、Fe/C微電解、H202/Fe2+催化氧化、吸附、多種處理技術聯合工藝。目前全球重視環(huán)境程度的提高，以及淡水資源越來越短缺，未來的發(fā)展方向為不外排、不浪費，盡量資源化回用。

【發(fā)明內容】

[0013]為克服現有技術存在的上述問題，本發(fā)明提供一種高效、不易污堵