油田回注水微生物处理方法


  本发明是关于对油田采出水回注处理方法的改进,其特征是采用微生物好氧生化处理及后续过滤处理,所说微生物为棒状蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)、杆菌属(Corynebacterium sp.)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)联合菌;控制进水PH6-9。较现有技术,可以确保处理出水稳定达到《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》(SY/T5329-1994)A1级低渗透油田注水水质标准;即油≤2mg/l、SS≤1mg/l、粒径中值≤1μm。具有:工艺简单,操作管理方便,运行费用低,较原工艺可降低20-60%,由于可以利用现有处理工艺中部分设备,改造费用低,处理效果稳定,污泥量少,并不需添加任何药剂,处理不产生二次污染,有效解决了油田采出水难处理的困惑。特别适用于油田现有物化处理工艺的改造,当然也可以采用本发明工艺新建。

  石油开采伴随大量采出水,如2005年我国原油产量18150万吨,大约 产生9亿多吨采出水,而采油过程又需要大量调制符合要求水回注地层, 为节约水资源,要求采出水至少90%以上用于回注。而油田采出水具有: 油含量高,达200-1000mg/l;成份复杂,除含原油外,还含有脂肪酸、表面 活性剂、驱油剂、破乳剂、降粘剂、缓蚀剂等聚合物;含盐量高,达 5000-200000 mg/l; SS含量高,达600-1000 mg/1,并含有大量粘泥;含油中 既有浮油,又有分散油,还有乳化油。加上三元驱油技术的应用,油田采 出水中聚合物含量不断增加,粘度也随之增加,乳化油更加稳定,使得油、 水、悬浮物等分离越来越困难。因此含油量高、水质成份复杂、可生化性 差、粘度大,为此类废水的重要特征。此类废水处理难度极大,如采出水 中油分子量小,难以用诸如过滤等物化方法处理去除;采用生化法,又因 可生化性差,生物膜难以形成,且粘度大,会影响微生物的正常呼吸、生 长和生存,加上含盐量高,微生物活性受到抑制,所以通常生物处理工艺 也难以正常运行。

  目前对于该类废水处理,较多采用二段式或三段式物化处理工艺,即 一级沉降、二级除油、三级过滤。此方法在除油时需投加有机或无机混凝 剂和破乳剂,加药后必然会产生衍生物,造成二次污染存在于回注水中, 也使得石油采出废水变得越来越复杂;其次,由于采出水中含油大都为稳 定的乳化油,粒径很小,重力除油只能分离非乳化的浮油,大部分乳化油 仍大量存在于水中,在处理水中循环往复,水中浓度越来越高,更是增加 了后续处理难度;再就是,废水中油泥易粘附在滤料上,造成过滤困难, 以及滤料易饱和而失效,并且粘泥粘附在滤料上又难以清除,造成滤料易 板结,不仅带来了反冲洗频繁,滤料使用寿命缩短、更换频繁,增加了劳 动强度和运行成本;而且还会造成过滤偏流,也会影响出水水质。这些均使得物理处理,极难处理至可以回注标准。而出水中油和悬浮物超标,若 循环回注,会导致注水压力上升,采油率下降,甚至堵塞地层,严重造成 油井报废。

  中国专利CN00133630.4公开的采油污水处理方法,其工艺流程包括大 罐底水经斜板除油罐除油,浮选,缓冲,粗过滤,细过滤,回注;在粗过 滤之前设助滤剂投加点,细过滤后回注前设杀菌剂加药点;细过滤后水经 悬浮、附着厌氧接触氧化池处理,中间沉淀,悬浮、附着好氧氧化池处理 及二次沉淀后外排;中间沉淀池的厌氧污泥及二次沉淀池的好氧污泥回流 到悬浮、厌氧接触氧化池的进口;中间^淀池剩余污泥经浓縮,机械脱水 处理后外运。此法采用物化+生化的处理工艺,处理后仍用作外排水,不能 作为回注水,而对于回注水仍然釆用为物化处理,而且处理流程长,工艺 复杂,运行成本高,占地面积大,投资高,维护工作量大,难以稳定达到 回注水标准用于回注,外排浪费水资源。

  中国专利200510039182.4公开的油甶采出水深度处理方法,包括:(1) 油田废水经过除油、除悬浮物预处理;(2)使预处理后废水经装有吸油容量 达20〜50mg/mg的膨胀石墨的吸附塔,使出水达到采出水回注水标准。石 墨吸附饱和,经减压蒸馏和高温陪烧,重复使用。此法也仍然为物化法, 同样存在前述物化的不足,而且因产出废水量大,吸附剂再生工作量大, 很难得到实际应用。

  中国专利CN03111808.9公开的油田污水生物处理,包括隔油处理、气 浮处理、生物接触氧化处理、沉降处理。从其说明书所说处理结果只能达 到外排水标准,仍然达不到油田回注水标准。

  中国专利CN200410075791.0公开的采油废水处理工艺,首先利用硅藻 土对废水中有机物、油进行吸附,进而采用无机盐或高分子絮凝剂进行絮 凝沉淀,再利用无污泥膨胀的接触氧化法进行进一步氧化处理,二次介质 吸附处理。其处理工艺如下:硅藻吸附--絮凝沉淀一接触氧化一介质吸附一 介质吸附。此法主要采用物化处理作为预处理,不仅处理流程长,工艺复 杂,占地面积大,投资高,维护工作量大,运行成本高,而且同样很难稳 定达到回注水标准。

  由上可知,目前对油田采出水处理,基本沿用各种改进的物化,并均 难以稳定处理至回注水标准。

  2003年第4期《中国给排水》公开的"生化法处理高温、高盐油田釆出水"虽然提出采用以微生物(未公幵具体微生物菌株)接触氧化结合沉

  淀工艺处理油田采出水,只能对采出水中的COD进行降解,未公开油的去 除效果,处理出水只能达到(GB8978-1996) 二级排放标准,仍然不能用于 回注用水。

  中国专利CN03112720.7公开了一种油田回注用采出水处理方法,提出 采用由芽孢杆菌属和极杆菌属组成专性联合菌群生化处理,加上膜分离处 理,即使采出水经初沉池、专性微生物反应池、膜分离、除氧处理达到回 用。此法只适用于新建项目,导致投资费用较大,不适用利用油田现有物 化处理设备的低成本改造。经实际应用,因采用菌株相对较少,协同效应 有限,需经常补充菌株,给实际应用带来不便;并且随着油田采出水成份 日益复杂,其适应性相对不足,会造成处理效果不一致,从而给后续处理 增加难度。 发明内容

  本发明的目的在于克服上述已有技术的不足,提供一种除油及溶解性 有机物效果好,工艺流程短,投资费用和运行费用低,能稳定达到油田回 注水标准的油田回注水微生物处理。

  本发明目的实现,主要改进是在原釆出液经油水分离后的采出水处理, 用专性微生物联合菌群好氧生化处理,替代原有物化工艺中一级沉降、二 级除油工艺,保留后续过滤的生化结合过滤工艺。具体说,本发明油田回 注水微生物处理,包括微生物好氧生化处理及后续过滤处理,其特征在于 所说微生物为棒状蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、杆菌属(CQiynebacterium sp.)、枯草芽抱杆菌(Bacillus subti】is)、产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)联合菌;控制进水PH6—9。

  本发明所述油田采出水,是指油田采出液经油水分离后的污水和/或油 田污水处理中的排放废水,和/或油田含聚废水。

  本发明所述微生物好氧生化处理,它可以是污水处理中常用的各种好氧 工艺,诸如接触氧化法、活性污泥法、好氧流化床、生物曝气滤池等。其中 本发明较好采用微生物反应池工艺,如各种接触氧化、活性污泥法及好氧流化 床,反应池工艺较其他好氧工艺具有,对各种油类生物降解效果好,有利于提 高后续过滤设备的处理效果,确保过滤系统长期运行,延长后续过滤滤料反冲 洗周期和更换周期或膜的更换周期,降低运行费用,使出水稳定达到回注水标 准。同时反应池式工艺,还有利于充发挥加入微生物的竞争优势。为更有利于微生物生长,处理进水的PH更好为6.5-8。

  本发明所述微生物处理后的过滤处理,可以是常用的粗过滤和精过滤, 也可以采用膜分离过滤。为减小微生物对设备的影响,本发明工艺中可以保 留原处理工艺中杀菌工艺,即在本专利微生物好氧处理后,先进行杀菌处理, 再经过滤处理,但如果采用超滤膜过滤,及精密过滤滤芯孔径《0.2"111,因 其具有优良的截留细菌作用,因此可以省略杀菌工艺段。杀菌工艺设置在过 滤前端,可以在后续过滤中将菌尸体予以去除,确保出水水质。本发明优选 采用膜过滤,可以省略杀菌工艺,出水效果更好。