申请日2014.10.27
公开(公告)日2015.01.28
IPC分类号C02F3/28; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，属于采油污水处理技术领域，该方法包括以下具体步骤：油田污水中温度、矿化度、离子、硫化氢含量和硫酸盐还原菌含量的分析;同步脱硫反硝化菌种筛选;同步脱硫反硝化菌种激活剂的筛选;现场试验工艺参数的确定;现场实施，根据室内实验确定出的工艺参数进行现场试验。该方法处理后水中硫化氢含量极低，解决污水中硫化氢造成的聚合物溶液粘度下降问题，能够保持长时间的粘度稳定，节约聚合物干粉的用量，同时该发明安全、环保、成本低和投加工艺简单，能够有效减小污水中硫化氢存在对油田注水开发的不良影响。因此，本发明可广泛地应用于污水保粘处理技术领域中。
权利要求书
1.一种保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特征在于，具体包括以 下步骤：
(1)油田污水水质分析
分析指标包括：污水温度、矿化度、离子、硫化氢含量和硫酸盐还原菌含 量;
(2)同步脱硫反硝化菌筛选
筛选能够耐受油田污水温度、矿化度、硫化氢的同步脱硫反硝化菌;
(3)同步脱硫反硝化菌激活剂的筛选
将筛选出同步脱硫反硝化菌加入油田污水中，调整激活剂组成及组份，通 过检测同步脱硫反硝化菌的浓度，筛选出同步脱硫反硝化菌的激活剂;
(4)现场试验工艺参数的确定
利用室内模拟实验方法，根据硫化氢含量和试验区块聚合物溶液粘度要求 确定出现场试验的工艺参数，包括同步脱硫反硝化菌及其激活剂投加量和投加 方式;
(5)现场实施
根据室内实验确定出的现场试验工艺参数进行现场试验。
2.根据权利要求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，所述的污水中矿化度采用烘干焙烧法进行测定，硫化氢含量采用硫化 氢检测管法进行测定，硫酸盐还原菌利用MPN法进行测定。
3.根据权利要求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，所述的同步脱硫反硝化菌为奈瑟氏菌科和红螺菌科细菌中的一种。
4.根据权利要求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，所述的奈瑟氏菌科细菌为摩拉氏菌或奈瑟氏球菌，红螺菌科细菌为红 螺菌或红螺旋菌。
5.根据权利要求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，所述的同步脱硫反硝化细菌，其筛选方法为：首先，用反硝化细 菌测试瓶筛选得到具有反硝化功能的菌;其次，在含有反硝化功能菌的测试瓶 中添加试与验区块污水中硫化氢含量相同的硫化钠，筛选出能够降低硫化氢含 量的脱硫反硝化细菌;最后，将筛选出的脱硫反硝化细菌及营养物—硝酸钾和 柠檬酸钠添加到硫酸盐还原菌测试瓶中，考察硫酸盐还原菌生长情况，从而筛 选出能够抑制硫酸盐还原菌生长的同步脱硫反硝化细菌。
6.根据权利要求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，所述的激活剂由硝酸盐和磷酸盐组成，所述的硝酸盐为硝酸钠或 硝酸钾，所述的磷酸盐为磷酸氢二铵或磷酸二氢铵。
7.根据权利要求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，所述的激活剂硝酸盐和磷酸盐质量比为1：0.6～0.7。
8.根据权利要求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，所述的现场试验工艺参数为：同步脱硫反硝化菌种投加量为每天 处理污水质量的0.01%～0.02%，投加方式为分两个段塞式加入，第一个段塞投 加量为总质量的70%～80%，第二个段塞投加量为总质量的20%～30%;激活 剂投加量为每天处理污水质量的0.005%～0.01%，投加方式为连续式。
说明书
一种保持油田污水配制聚合物溶液粘度的方法
技术领域
本发明属于采油污水处理技术领域，具体涉及一种保持油田污水配制聚合 物溶液粘度的方法。
背景技术
随着石油勘探开发程度的不断加深，开采难度越来越大，聚合物驱油技术 可以有效地提高原油采收率，稳定老油田产量，随着油田的不断开发，采出液 含水越来越高，为了实现节水减排，大多采用污水配制聚合物溶液，但油田水 污中普遍含有较高浓度的硫化氢和硫酸盐还原菌，不但加剧了设备和管柱的腐 蚀，而且大幅度降低了聚合物溶液的粘度，要达到规定的聚合物粘度，就要提 高聚合物干粉的用量，增加了油田的生产成本。
针对这种情况，当前去除污水中硫化氢的方法主要是物理化学方法，包括 曝气氧化、化学氧化、化学沉淀及吸附等方法，这些方法在油田采出水的处理 回用过程中均存在处理费用高的问题，而且不容易保持效果。对于硫酸盐还原 菌，主要采用投加杀菌剂的方法，在一定程度上可减少污水中硫酸盐还原菌的 含量，但仍存在不少问题，一方面硫酸盐还原菌对药物的适应性提高，杀菌剂 的用量越来越大，效果越来越差;另一方面污水中存在硫酸盐还原菌可以利用 的营养，加速了硫酸盐还原菌的滋生。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种保持油田污水 配制聚合物溶液粘度的方法，本方法通过生物竞争消耗了污水中硫酸盐还原菌 生长所需的小分子酸，抑制硫酸盐还原菌的生长，不再产生硫化氢，从而彻底 消除硫化氢产生的危害，保持油田污水粘度。
一种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 骤：
(1)油田污水水质分析
分析指标包括：污水温度、矿化度、离子、硫化氢含量和硫酸盐还原菌含 量。
(2)同步脱硫反硝化菌筛选
筛选能够耐受油田污水温度、矿化度、硫化氢的同步脱硫反硝化菌。
(3)同步脱硫反硝化菌激活剂的筛选
将筛选出同步脱硫反硝化菌加入油田污水中，调整激活剂组成及组份，通 过检测同步脱硫反硝化菌的浓度，筛选出同步脱硫反硝化菌的激活剂。
(4)现场试验工艺参数的确定
利用室内模拟实验方法，根据硫化氢含量和试验区块聚合物溶液粘度要求 确定出现场试验的工艺参数，包括同步脱硫反硝化菌及其激活剂投加量和投加 方式。
(5)现场实施
根据室内实验确定出的现场试验工艺参数进行现场试验。
其中，所述污水中的矿化度采用烘干焙烧法进行测定、硫化氢含量采用硫 化氢检测管法进行测定、硫酸盐还原菌利用MPN法进行测定。
所述的同步脱硫反硝化菌为奈瑟氏菌科和红螺菌科细菌中的一种，其中， 奈瑟氏菌科细菌为摩拉氏菌或奈瑟氏球菌，红螺菌科细菌为红螺菌或红螺旋菌。
所述的同步脱硫反硝化细菌，其筛选方法为：首先，用反硝化细菌测试瓶 筛选得到具有反硝化功能的菌;其次，在含有反硝化功能菌的测试瓶中添加试 与试验区块污水中硫化氢含量相同的硫化钠，筛选出能够降低硫化氢含量的脱 硫反硝化细菌;最后，将筛选出的脱硫反硝化细菌及营养物—硝酸钾和柠檬酸 钠添加到硫酸盐还原菌测试瓶中，考察硫酸盐还原菌生长情况，从而筛选出能 够抑制硫酸盐还原菌生长的同步脱硫反硝化细菌。
所述的激活剂由硝酸盐和磷酸盐组成，所述的硝酸盐为硝酸钠或硝酸钾， 所述的磷酸盐为磷酸氢二铵或磷酸二氢铵。
所述的激活剂组份为硝酸盐和磷酸盐质量比为1：0.6～0.7。
所述的现场试验工艺参数为：同步脱硫反硝化菌种投加量为每天处理污水 质量的0.01%～0.02%，投加方式为分两个段塞式加入，第一个段塞投加量为总 质量的70%～80%，第二个段塞投加量为总质量的20%～30%;激活剂投加量 为每天处理污水质量的0.005%～0.01%，投加方式为连续式。
本发明有益效果是：处理后水中硫化氢含量降低90%以上，解决污水中硫 化氢造成的聚合物溶液粘度下降问题，能够保持长时间的粘度稳定;节省了聚 合物干粉用量，每吨污水节约聚合物干粉的用量大于0.3kg/天;该发明安全、 环保，成本低，投加工艺简单，能够有效减小污水中硫化氢存在对油田注水开 发的不良影响。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施实例1
胜利油田河口采油厂某区块A配聚污水，实施本发明前污水配聚粘度 20mPa·S，配注要求聚合物粘度在35mPa·S以上，每天污水处理量为2000吨。 在该区块实施本发明步骤如下：
(1)油田污水水质分析
分析指标包括：污水温度、矿化度、离子、硫化氢含量和硫酸盐还原菌含 量，污水中的矿化度采用烘干焙烧法进行测定、硫化氢含量采用硫化氢检测管 法进行测定、硫酸盐还原菌利用MPN法进行测定，配聚污水水质分析结果如 表1。
表1区块A污水水质分析结果
项目 含量 温度，℃ 42 Cl- 3422 Ca2+，mg/L 59 Mg2+，mg/L 23 K++Na+，mg/L 3279 SO42-，mg/L 26 总矿化度，mg/L 7621 硫化氢含量，mg/L 3-5 硫酸盐还原菌，个/mL 1000～2500
(2)同步脱硫反硝化菌筛选
同步脱硫反硝化菌种的筛选方法为：首先，用反硝化细菌测试瓶筛选得到 具有反硝化功能的菌;其次，在含有反硝化功能菌的测试瓶中添加试与验区块 污水中硫化氢含量相同的硫化钠，筛选出能够降低硫化氢含量的脱硫反硝化细 菌;最后，将筛选出的脱硫反硝化细菌及营养物—硝酸钾和柠檬酸钠添加到硫 酸盐还原菌测试瓶中，考察硫酸盐还原菌生长情况，从而筛选出能够抑制硫酸 盐还原菌生长的同步脱硫反硝化细菌。
将筛选得到的同步脱硫反硝化菌进行耐温和耐盐评价实验，筛选出耐受试 验区块温度和矿化度的同步脱硫反硝化菌，最终筛选得到的同步脱硫反硝化菌 种为奈瑟菌科的摩拉氏菌。
(3)同步脱硫反硝化菌激活剂的筛选
将筛选出同步脱硫反硝化菌加入油田污水中，调整激活剂组成及组份，通 过检测同步脱硫反硝化菌的浓度，筛选出同步脱硫反硝化菌的激活剂。
最终确定出同步脱硫反硝化菌摩拉氏菌的激活剂组成为硝酸钾和磷酸氢二 铵，硝酸钾和磷酸氢二铵质量比为1：0.6。
(4)现场试验工艺参数的确定
利用室内模拟实验方法，根据硫化氢含量和试验区块聚合物溶液粘度要求 确定出现场试验的工艺参数，包括同步脱硫反硝化菌及其激活剂投加量和投加 方式。
区块A现场试验工艺参数为：同步脱硫反硝化菌投加量为0.2吨，投加方 式为分两个段塞式加入，第一个段塞投加0.14吨，第二个段塞投加0.06吨;激 活剂投加量为每天0.1吨，投加方式为连续式。
(5)现场实施
根据室内实验确定出的工艺参数进行现场试验。
跟踪分析区块A配聚站污水中硫化氢含量，聚合物溶液井口平均粘度及平 均浓度，处理后污水中硫化氢由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，节省聚合物干粉0.7吨/天。
实施实例2
胜利油田滨南采油厂某区块B配聚污水，实施本发明前污水配聚粘度 10mPa·S，配注要求聚合物粘度在30mPa·S以上，每天污水处理量为1200吨。 在该区块实施本发明步骤如下：
(1)油田污水水质分析
分析指标包括：污水温度、矿化度、离子、硫化氢含量和硫酸盐还原菌含 量，污水中的矿化度采用烘干焙烧法进行测定、硫化氢含量采用硫化氢检测管 法进行测定、硫酸盐还原菌利用MPN法进行测定，配聚污水水质分析结果如 表2。
表2区块B配聚污水水质分析结果
项目 含量 温度，℃ 25 Cl- 3312 Ca2+，mg/L 111 Mg2+，mg/L 38 K++Na+，mg/L 4192 SO42-，mg/L 74 总矿化度，mg/L 9511 硫化氢含量，mg/L 10-20 硫酸盐还原菌，个/mL 2500～6000
(2)同步脱硫反硝化菌种筛选
同步脱硫反硝化菌种的筛选方法为：首先，用反硝化细菌测试瓶筛选得到 具有反硝化功能的菌;其次，在含有反硝化功能菌的测试瓶中添加试与试验区 块污水中硫化氢含量相同的硫化钠，筛选出能够降低硫化氢含量的脱硫反硝化 细菌;最后，将筛选出的脱硫反硝化细菌及营养物—硝酸钾和柠檬酸钠添加到 硫酸盐还原菌测试瓶中，考察硫酸盐还原菌生长情况，从而筛选出能够抑制硫 酸盐还原菌生长的同步脱硫反硝化细菌。
将筛选得到的同步脱硫反硝化菌进行耐温和耐盐评价实验，筛选出耐受试 验区块温度和矿化度的同步脱硫反硝化菌，最终筛选得到的同步脱硫反硝化菌 种为红螺菌科的红螺菌。
(3)同步脱硫反硝化菌种激活剂的筛选
将筛选出同步脱硫反硝化菌加入油田污水中，调整激活剂组成及组份，通 过检测同步脱硫反硝化菌的浓度，筛选出同步脱硫反硝化菌的激活剂。
最终确定出同步脱硫反硝化菌红螺菌的激活剂组成为硝酸钠和磷酸二氢 铵，硝酸钠和磷酸二氢铵质量比为1：0.7。
(4)现场试验工艺参数的确定
利用室内模拟实验方法，根据硫化氢含量和试验区块聚合物溶液粘度要求 确定出现场试验的工艺参数，包括同步脱硫反硝化菌及其激活剂投加量和投加 方式。
区块B现场试验工艺参数为：同步脱硫反硝化菌投加量为0.24吨，投加方 式为分两个段塞式加入，第一个段塞投加0.192吨，第二个段塞投加0.048吨; 激活剂投加量为每天0.12吨，投加方式为连续式。
(5)现场实施
根据室内实验确定出的工艺参数进行现场试验。
跟踪分析该区块配聚站污水中硫化氢含量，聚合物溶液井口平均粘度及平 均浓度，处理后污水中硫化氢由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，节省聚合物干粉0.4吨 /天。
