CN105152288A - 一种回收利用sagd注汽分离水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种回收利用SAGD注汽分离水的方法。该方法包括以下步骤：将SAGD注汽站的高含盐水通过高含盐水无缝管线输送到供水干线；向所述高含盐水无缝管线中注入聚合氯化铝溶液，每1000吨高含盐水注入0.6-0.7吨的聚合氯化铝溶液；将高含盐水排入缓冲池，缓冲池中加入聚丙烯酰胺溶液，沉淀，每1000吨高含盐水加入0.3-0.4吨的聚丙烯酰胺溶液；将沉淀后的液体在清水中进行稀释，回注到注气锅炉中，完成对SAGD注汽分离水的回收利用。本发明提供的方法可以将SAGD开采得到的高含盐水直接被注气锅炉回收利用不经过联合站处理。

Description

一种回收利用SAGD注汽分离水的方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理方法，特别涉及一种SAGD注汽分离水回收利用的方法，属于石油开采技术领域。

背景技术

以曙一区超稠油的开发为例，随着油井蒸汽吞吐轮次的增加，吞吐效果逐渐变差，为了进一步提高油田采收率，保持油田稳产，辽河油田公司在杜84块北部建立试验区，开展直井与水平井组合蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发方式转换试验。在SAGD开发方式下，蒸汽经过直井被注入油层并在油层中形成连续的蒸汽腔，蒸汽冷凝放出热量，地下原油经过加热后，和冷凝水一同依靠重力流入水平生产井被大排量采出。

目前大多数超稠油的在多轮次的蒸汽吞吐开采后，都会采用SAGD开采方式进行后续开采。

但是，根据油藏工程设计，SAGD注汽技术要求井口蒸汽干度在95％以上，但是目前油田注气锅炉出口蒸汽干度一般为75％，这就要求对注气锅炉的出口蒸汽进行汽水分离。

在进行汽水分离时，伴随着高干度蒸汽的生产，大量的高含盐水也随之产生。以特油公司为例，该公司每天产生1000t高含盐水(目前特油公司共有10口SAGD水平生产井，对应1口SGAD水平生产井，每天将对应产生100t高含盐水)。

根据国家标准GB12145中规定，锅炉用水中可溶性固体含量(相当于矿化度)为2000-7000，pH一般为8.8-9.9(辽河油田污水回用锅炉中规定7.5-11)，硅含量为0-100。如果将高含盐水直接回用到注汽锅炉，其中的硅含量和pH值不能满足技术指标的要求，同时其中的总矿化度对比软化水明显偏高。由于高含盐水水质不能达到直接回用锅炉或外排的技术指标，只能进入联合站进行处理。联合站的后续处理大大增加了SGAD开采技术的生产成本以及难度。

综上所述，提供一种使高含盐水的水质能够后为锅炉直接使用或外排的SAGD注汽分离水进行回收利用的方法具有重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种回收利用SAGD注汽分离水的方法，该方法能够使SAGD开采得到的高含盐水不经过联合站处理直接被注气锅炉回收利用。

为了达到上述目的，本发明提供了一种回收利用SAGD注汽分离水的方法，其包括以下步骤：

将SAGD注汽站的高含盐水通过高含盐水无缝管线输送到供水干线；

向所述高含盐水无缝管线中注入聚合氯化铝溶液，每1000吨高含盐水注入0.6-0.7吨的聚合氯化铝溶液；

将高含盐水排入缓冲池，缓冲池中加入聚丙烯酰胺溶液，沉淀，每1000吨高含盐水加入0.3-0.4吨的聚丙烯酰胺溶液；

将沉淀后的上层液体排至清水中进行稀释，稀释后回注到注气锅炉中，完成对SAGD注汽分离水的回收利用。

在本发明提供的回收利用SAGD注汽分离水的方法中，优选地，在所述缓冲池前端加入聚丙烯酰胺溶液，在所述缓冲池后端进行沉淀。

在本发明提供的回收利用SAGD注汽分离水的方法中，优选地，采用的聚合氯化铝溶液的浓度为600ppm-700ppm，对聚合氯化铝溶液的注入速度无特殊要求，根据高含盐水量的变化而变化，保证聚合氯化铝溶液的浓度不变即可。

在本发明提供的回收利用SAGD注汽分离水的方法中，优选地，采用的聚丙烯酰胺溶液的浓度为300ppm-400ppm。

在本发明提供的回收利用SAGD注汽分离水的方法中，优选地，采用的高含盐水无缝管线的直径为108mm。

在本发明提供的回收利用SAGD注汽分离水的方法中，优选地，所述沉淀的时间为4h。

在本发明提供的回收利用SAGD注汽分离水的方法中，优选地，所述沉淀后的上层液体与清水以10：1的体积比进行稀释。

根据本发明的具体实施方案，沉淀后的下层液体排至污水处理厂进行处理。

根据本发明的具体实施方案，向高含盐水无缝钢管线中注入酸性的聚合氯化铝溶液，使高含盐水中的溶解硅和胶体硅形成微小的絮体，悬浮于水中；将高含盐污水排至缓冲池，在缓冲池前端加入高分子聚丙烯酰胺溶液，使微小的絮体形成大的含硅絮体，在缓冲池后端静置沉降除硅；化学沉盐后，经过一段时间，将底层高含盐污水排到污水处理厂，上层澄清液的总矿化度和硅含量均大幅降低；将上层澄清液在清水中进行稀释，再次降低澄清的高含盐水的离子浓度，使其离子浓度达到注气锅炉用水的标准后，回用到注汽锅炉，从而达到节省联合站的处理成本，增加注气锅炉供水量的目的。

通过本发明提供的回收利用SAGD注气分离水的方法对SAGD技术产生的高盐含水进行处理后高含盐水回掺软化水后形成的混合水质满足注汽锅炉用水的技术要求。主要理由如下：

高含盐水回收利用的技术论证主要是混合后与软化水存在一定差异的矿化度、硅含量、pH值三项指标数值的计算，计算中由于高含盐水是75％干度汽水混合物中的饱和水，认为高含盐水中的离子浓度为软化水中对应离子浓度的4倍，令软化水的日产量为Q_软，矿化度为K_软，硅含量为S_软，H⁺值为H_软；高含盐水的日产量为Q_盐，矿化度为4K_软，硅含量为4S_软；计算如下：

第一次综合后的高含盐水的矿化度为K₁，硅含量为S₁，pH值为H₁；

K₁＝(Q_软K_软+Q_盐4K_软)/(Q_软+Q_盐)

＝Q_软K_软/(Q_软+Q_盐)+4Q_盐K_软/(Q_软+Q_盐)

令Q_软K_软/(Q_软+Q_盐)＝C₁，4Q_盐/(Q_软+Q_盐)＝C₂

那么K₁＝C₁+C₂K_软

第二次综合后的矿化度为K₂，硅含量为S₂，pH值为H₂；

K₂＝(Q_软K_软+Q_盐4K₁)/(Q_软+Q_盐)

＝Q_软K_软/(Q_软+Q_盐)+4Q_盐K₁/(Q_软+Q_盐)

＝C₁+C₂K₁

第三次综合后的矿化度为K₃，硅含量为S₃，pH值为H₃；

K₃＝C₁+C₂K₂

第四次综合后的矿化度为K₄，硅含量为S₄，pH值为H₄；

…

…

…

第n综合后的矿化度为K_n，硅含量为S_n，PH值为H_n；

Kn＝C₁+C₂K_n-1

＝C₁+C₁C₂+C₁C₂ ²+C₁C₂ ³+…+C₁C₂ ^n-1+C₂ ^n-1K_软

＝C₁+C₁(C₂+C₂ ²+C₂ ³+…+C₂ ^n-1)+C₂ ^n-1K_软

＝C₁+C₁C₂(1-C₂ ^n-1)/(1-C₂)+C₂ ^n-1K_软

伴随着高含盐水不断地回掺供水干线，其所有离子浓度不断的增加，当n趋向无穷大的时候，离子浓度达到最大，

当n趋向无穷大的时候，且C₂＜1，C₂ ^n-1趋向0，所以：

K_n＝C₁+C₁C₂/(1-C₂)

＝Q_软K_软/(Q_软+Q_盐)+[Q_软K_软/(Q_软+Q_盐)]×[4Q_盐/(Q_软+Q_盐)]/[1-4Q_盐/(Q_软+Q_盐)]，

同理可得：

S_n＝Q_软S_软/(Q_软+Q_盐)+[Q_软S_软/(Q_软+Q_盐)]×[4Q_盐/(Q_软+Q_盐)]/[1-4Q_盐/(Q_软+Q_盐)]，

以在杜84块的实际生产为例，Q_软为7500t/d，Q_盐为500t/d，代入求值：

Kn＝7500K_软/8000+(7500K_软/8000)×(2000/8000)/(1-2000/8000)＝1.25K_软＝1.25×813＝1016，

S_n＝1.25S_软＝1.25×62＝77.5

从计算结果可以知道混合后的总矿化度和硅含量满足国家标准的规定；

软化水经过高温后变成75％干度的蒸汽，而后分离变成100％干度的蒸汽，分离出来的高含盐水的pH值与软化水的pH值在4倍的关系范围内，且混合后的pH值只能依据类推法进行近似计算，经过计算为10.8，可知，本发明的方法处理后的高含盐水在回用锅炉pH值规定的范围内。所以高含盐水回掺软化水后形成的混合水质满足注汽锅炉用水的技术要求。

本发明提供的回收利用SAGD注汽分离水的方法不需要经过联合站处理，直接被注气锅炉回收利用，增加了锅炉供水量节省水资源费，减少了生产成本。

附图说明

图1为将大一站、大十六站、大十七站汽水分离器分离的高含盐水管线输送到杜84块供水干线。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种SAGD注汽分离水回收利用的方法，其包括以下步骤：

在SAGD注汽站铺设2条到杜84块供水干线的直径为108mm高含盐水无缝钢管线，并分别在管线二段预留接头，将高含盐水回收管线从到计量接转站改造到特油公司杜84块供水干线上，具体管线结构如图1所示；

向高含盐水钢管线中加入浓度为600ppm-700ppm的酸性聚合氯化铝溶液，使溶解硅及胶体硅形成微小絮体，悬浮于水中，每1000吨高含盐水加入0.6-0.7吨的聚合氯化铝溶液；

将高含盐水排至缓冲池，并在缓冲池前端加入浓度为300ppm-400ppm的聚丙烯酰胺溶液，形成大的含硅絮体，在缓冲池后端静置沉降除硅，每1000吨高含盐水加入0.3-0.4吨的聚丙烯酰胺溶液；

化学沉盐后，经过一段时间，将底层高含盐污水排到污水处理厂，上层澄清液的总矿化度和硅含量均大幅降低；

将澄清液在清水中进行稀释，再次降低其离子浓度，使其离子浓度达到注汽锅炉用水的标准后，回用到注汽锅炉，从而达到节省联合站处理成本，增加注汽锅炉供水量，完成了对SAGD注汽分离水的回收利用。

通过现场实际检测，混合后水的总矿化度和硅含量分别为1050mg/L、80mg/L(汽水分离器分离出的高干度蒸汽有一定的携盐能力，所以检测值比计算值偏小)，软化水经过高温后变成75％干度的蒸汽，而后分离变成100％干度的蒸汽，分离出来的高含盐水pH值与软化水pH值不存在4倍的关系，且混合后的pH值只能依据实际检测确定，经过实际检测，其检测值为9.8。根据国家标准GB12145的规定，锅炉用水中可溶性固体含量(相当于矿化度)为2000-7000mg/L，pH值为8.8-9.9，硅含量0-100mg/L(辽河油田污水回用锅炉中规定7.5-11)，可知经过本发明提供的回收利用SAGD注汽分离水的方法处理后的分离水可以满足锅炉用水的需要。

而且与现有的方法相比，本发明的回收处理方法降低了联合站处理成本，增加了锅炉供水量节省水资源费：

节约的处理成本：100t/d×10×365×10元/t＝365.0万元/y，

节约的水资源费：100t/d×10×365×2.5＝91.25万元/y，

合计节约的费用：通过该工艺改造，每年可为特油公司SAGD先导试验节约成本456.25万元。

综上所述，本发明提供的回收利用SAGD注汽分离水的方法不但可以有效的回收利用SAGD注汽分离水，而且能够带来很好的经济效益，节约处理成本。

Claims (7)

1.一种回收利用SAGD注汽分离水的方法，其包括以下步骤：

将SAGD注汽站的高含盐水通过无缝管线输送到供水干线；

向所述高含盐水无缝管线中注入聚合氯化铝溶液，每1000吨高含盐水注入0.6-0.7吨的聚合氯化铝溶液；

将高含盐水排入缓冲池，缓冲池中加入聚丙烯酰胺溶液，沉淀，每1000吨高含盐水加入0.3-0.4吨的聚丙烯酰胺溶液；

将沉淀后的上层液体排至清水中进行稀释，稀释后回注到注气锅炉中，完成对SAGD注汽分离水的回收利用。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述缓冲池前端加入聚丙烯酰胺溶液，在所述缓冲池后端进行沉淀。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合氯化铝溶液的浓度为600ppm-700ppm。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚丙烯酰胺溶液的浓度为300ppm-400ppm。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述高含盐水无缝管线的直径为108mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述沉淀的时间为4h。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述沉淀后的上层液体与清水以10：1的体积比进行稀释。