[发明专利]一种油田回注水无药剂杀菌工艺方法及其装置

说明书

本发明涉及一种油田回注水无药剂杀菌工艺方法及其装置，充分利用海上和陆地油田回注水中既存的物质(矿化度)采用电化学高级氧化技术制取高浓度氧化性杀菌物质，并实现了最简单的杀菌工艺方法及其装置的应用，无需添加杀菌剂的污水资源化利用创新技术，是属于石油天然气工业中的油田回注水杀菌处理技术。它公示了在油田回注水主管道上取出一部分污水经过高级氧化装置制取的高浓度的氧化性杀菌物质后通过设备出口流入主管道，并与主管道内原水混合，彻底杀灭水中的硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)和铁细菌(FB)等细菌并持续至远端的简单工艺。高级氧化设备是由反应器、冷却器、智能电控制器和传感器组成的一体化装置。

技术领域

本发明涉及一种油田回注水无药剂杀菌工艺方法及其装置，从而实现污水资源化利用，是属于石油天然气工业中的油田回注水杀菌处理技术。

背景技术

在国际石油天然气工业领域，其各国原油开采已进入2次注水驱油或3次注化学药剂驱油的方法，即往地层有规划分时分区域注入定量的二元聚合物或三元化合物，已此来加大采油效果提高原油采收率，目前收益较明显，但同时也增加了采油成本和回注水处理的难度；如何保障采收率稳步增长和注水系统设备正常工作的关键就是往地层注好水、注足水。众所周知所谓的注好水就是要清除回注水中油、悬浮物和SRB等细菌，达到地质要求的注水水质指标，其中油和悬浮物的含量是可控和可见的，唯独SRB等细菌是沿途繁殖快速增长肉眼不可见，即使从注水井口往地层还有几千米，如果细菌进入地层高温区就会死亡，其大量细菌尸体堵塞石油岩心，直接影响原油的采收率，同时注水量减小能耗增大。

然而目前油田含聚合物回注水处理杀菌一直没有好的技术，是一个空白。存在的问题比较严重，其表现为常用的化学药剂投加量太大，细菌抗药性很强，还需经常筛选不断更换新药剂，增加了杀菌成本和对环境的污染；之后又采用紫外线物理加上化学药剂组合杀菌方法，力争减少用药量实践证明效果不明显，原因是含聚合物污水中水体浑浊不清澈，紫外线杀菌设备内的灯管常被水中的聚合油污物污染后紫外线光被遮挡，失去杀菌能力，因此多个注水区块已停止加杀菌剂，注水井口细菌含量超标，造成注水水质不达标，是当前迫切需要解决的问题。要彻底解决这个大难题，不能向以前那样只关注成熟技术或产品，我们的思路很清晰，就是要开发回注水杀菌工艺方法和杀菌，技术，目标是井口无菌达标安全环保为前提，在创新杀菌工艺方法和杀菌产品技术时，首先注重考核控制两个成本：其一是投资成本，它包括3个方面：①占地面积，②原材料及基础建设，它包括库房、操作值班房、工艺管网及设备间的基建投资，③主设备及工艺管网阀门自动化仪表等其它辅助材料投资，以前的化学法杀菌技术落后，占地面积和基建投资大，成本高。新的杀菌工艺方法及技术能否减少或取缔部分基建投资(如减去原材料库房和操作值班房以及减小管网设备间等)，使综合投资成本同比下降40％-60％％，这是关键之一；其二就是运行成本，它包括3个部分：①原材料药剂成本，②人工成本，③设备运行及维护成本。同理新的技术是否能减少或取消部分运行成本(如不使用原材料药剂和减少员工人数等)，使运行成本同比下降40％-60％，这是关键之二，中国发明专利，时间2009.08.12，专利号CN101712502A，名称为压力式污水电化学反应处理装置(胜利油田胜利工程设计咨询有限公司)，该技术用于油田回注水杀菌，但也存在诸多问题，最为特出的是杀菌氧化性物质产生量太低，这与电解反应器结构设计、电极有效面积、电极材质以及电场力强度等相关联，因此需要把全部污水进入反应器，造成设备体积大制造成本高，同时占地面积大油田基建投资及运行费用高，难以推广；中国发明专利，时间2013.06.12，专利号CN102372386B，名称为电化学氧化协同紫外线和超声波技术的油田灭菌方法，该发明也是用于油田回注水一项杀菌技术，同样存在诸多问题，最为主要的还是电解反应器和电极设计有缺陷，从污水中制取的氧化性杀菌物质量少浓度低，为了解决这个不足，发明者又增加了超声波空化和紫外线照射等协同杀菌技术，因此存在设备复杂制造成本高，同样基建投资和运行费用增大，难以推广。

发明内容