本实用新型涉及油田地面工程处理技术领域，尤其涉及一种油田含CO2采出水处理系统。
背景技术：
为了进一步提高渗透率低、可动流体饱和度低、启动压力梯度大等常规水驱难以有效开发油层的原油采收率，油田采用了二氧化碳驱油技术，由于注入气量大、浓度高，地面采出水中二氧化碳含量越来越高，致使含CO2采出水具有许多不同于常规水驱采出水的特性，主要表现为：采出水中二氧化碳含量高、酸度大,溶解地层中矿物质后会导致水中悬浮固体增多，且对地面系统管线和设备腐蚀严重，腐蚀产物较多等特点。针对含二氧化碳采出水，以往采用常规水驱采出水处理工艺，即“自然沉降+混凝沉降+石英砂过滤”，但经过该工艺处理后的出水很难达到特低渗透回注水指标要求，即含油量≤5mg/L、悬浮固体≤1mg/L、粒径中值≤1μm。
技术实现要素：
本实用新型在于克服背景技术中存在的现有采用常规水驱采出水处理工艺难以适应高含CO2采出水水质含碳高、酸度大的特点使处理后的出水很难达到特低渗透回注水指标要求的问题，而提供一种油田含CO2采出水处理系统。该油田含CO2采出水处理系统，具有曝气和气浮选脱碳除油、流砂过滤、膜过滤和气水反冲洗的功能，提高了含CO2采出水中油、水、固的分离效果，使处理后的出水能够达标回注。
本实用新型解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种油田含CO2采出水处理系统，包括脱CO2曝气沉降罐，所述脱CO2曝气沉降罐出水管线连接缓冲水箱，缓冲水箱出水管线通过提升泵连接气浮除油装置；所述气浮除油装置出水管线连接滤前缓冲罐，滤前缓冲罐通过提升泵连接流砂过滤罐，流砂过滤罐通过砂滤出水管线分别连接膜过滤罐、外输罐、反冲洗罐和回收水罐；膜过滤罐通过出水管线连接外输罐、反冲洗罐及回收水罐；反冲洗罐出水管线通过反冲洗泵连接膜过滤罐；回收水罐通过增压泵连接离心脱水罐；离心脱水罐通过回收水泵连接脱CO2曝气沉降罐原水管线；脱CO2曝气沉降罐分离出的原油通过出油管线输送至油罐。
本发明主工艺流程为“脱CO2曝气沉降罐+气浮除油装置+流砂过滤罐+膜过滤”。“脱CO2曝气沉降罐+气浮除油”装置针对CO2驱采出水中二氧化碳含量高、酸度大的特点，通过引入曝气和气浮系统（包括高效防堵曝气释放头、溶气泵、气浮管以及高效溶气释放头等），加速了采出水中油珠的上浮速度和CO2的溢出，改善了水质pH，从而提高了沉降罐的脱碳和油水分离效率。所述系统中采用了“流砂过滤罐+膜过滤”组合装置代替传统的“石英砂-磁铁矿双层滤料过滤罐”处理工艺。流砂过滤罐通过砂床过滤使滤料向下循环流动，而原水则向上流动，原水和石英砂充分接触，进而截留采出水中的悬浮固体颗粒。膜过滤装置根据CO2驱采出水水质特点，采用成熟度高、耐温、耐氧化和酸碱性良好的PVC中空纤维膜，且在工艺中接入了供气设备，应用了气水反冲洗技术，通过气水对膜的反洗，加速了膜表面污染物的剥离，提高了滤膜再生质量，提高了膜过滤效率。
本实用新型与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：本发明油田含CO2采出水处理系统，针对CO2驱采出水中二氧化碳含量高、酸度大的特点，通过对传统水驱“自然沉降罐+混凝沉降罐+双层滤料过滤罐”工艺处理模式的改造，研发出了适合含CO2采出水水质的“脱CO2曝气沉降罐+气浮除油+流砂过滤+膜过滤”组合处理系统。系统通过引入曝气和气浮技术，去除了采出水中的CO2和污油，有效改善了水质pH，提高了沉降罐的脱碳和油水分离效率，在处理油田含CO2采出水介质领域具有创造性；此外，提出的含CO2采出水处理系统中采用了“流砂过滤罐+膜过滤”工艺，代替了传统的“石英砂-磁铁矿双层滤料过滤罐”，提高了过滤设备耐氧化和耐酸碱性的能力，改善了水处理设备对含CO2采出水的适应性，最大限度地发挥了不同参数和指标下过滤层的截污能力。本实用新型提供的处理系统提高了含CO2采出水中油、水、固的分离效果，使处理后的出水达到特低渗透回注水指标要求，成为减少环境污染，保障油田可持续开发，提高油田经济效益的一个重要途径。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1-脱CO2曝气沉降罐；2-缓冲水箱；3-气浮除油装置；4-滤前缓冲罐；5-流砂过滤罐；6-膜过滤罐；7-外输罐；8-反冲洗罐；9-回收水罐；10-离心脱水罐；11-原水管线；12-油罐；13-浮选剂加药管线。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例对本实用新型作进一步说明：
一种油田含CO2采出水处理系统，包括脱CO2曝气沉降罐1，脱CO2曝气沉降罐1出水管线连接缓冲水箱2，缓冲水箱2出水管线通过提升泵连接气浮除油装置3；所述气浮除油装置3出水管线连接滤前缓冲罐4，滤前缓冲罐4通过提升泵连接流砂过滤罐5，流砂过滤罐5通过砂滤出水管线分别连接膜过滤罐6、外输罐7、反冲洗罐8和回收水罐9；膜过滤罐6通过出水管线连接外输罐7、反冲洗罐8及回收水罐9；反冲洗罐8出水管线通过反冲洗泵连接膜过滤罐6；外输罐7通过外输泵将处理后合格采出水外输；回收水罐9通过增压泵连接离心脱水罐10，脱水后的固相外运；离心脱水罐10通过回收水泵连接脱CO2曝气沉降罐原水管线11，将部分回收水循环利用并将分离出的固相外运；脱CO2曝气沉降罐1分离出的原油通过出油管线输送至油罐12；油罐12通过油泵将回收的原油外输；所述气浮除油装置3由上而下分别为集渣区、溶气接触区和集泥区；所述集渣区、集泥区出油管线连接油罐12。膜过滤罐6采用PVC中空纤维膜；浮选剂加药口13设置在缓冲水箱2出水管线处。
该系统适合油田含CO2采出水的处理，主要流程为“脱CO2曝气沉降罐→气浮除油装置→流砂过滤罐→膜过滤→外输及反冲洗罐”。该系统中的脱CO2曝气沉降罐，通过引入曝气系统，使其兼具脱碳和除油功能，既能破坏罐内气液平衡，使二氧化碳从采出水中溢出后改善水质pH，提升后续设备水处理效率，又能加速油珠上浮速度，提高沉降罐的油水分离效率。气浮除油装置采用压力溶气气浮原理，针对采出水含CO2且对压力敏感的特点，加压后使空气溶解于水，然后骤然减至常压，一方面减压使得采出水中的CO2不断溢出；另一方面溶解于水的空气析出后可以微小气泡形式，将水中的悬浮物颗粒和残余CO2带出，从而在前端预处理脱碳基础上进一步实现固-液-气（CO2）分离。流砂过滤罐通过砂床过滤使滤料向下循环流动，而原水则向上流动，原水和石英砂充分接触，截留采出水中的悬浮固体颗粒。膜过滤装置采用成熟度高、耐温、耐氧化和酸碱性良好的PVC中空纤维膜处理工艺，且工艺中接入了供气设备，应用了气水反冲洗技术，通过气水对膜的反洗，加速了膜表面污染物的剥离，提高了滤膜再生质量，从而进一步提升了高含二氧化碳采出水中油、水、固的分离效果，使处理后的出水达到特低渗透回注水指标要求，成为减少环境污染，保障油田可持续开发，提高油田经济效益的一个重要途径。
该油田含CO2采出水处理系统处理过程为：
（1）预处理脱碳除油部分：
曝气和气浮脱碳除油部分：原水首先进入脱CO2曝气沉降罐，在污水与空气充分接触的情况下，使采出水中大部分二氧化碳随空气溢出后改善水质pH，同时提升油珠浮升速度，去除污水中的分散油和乳化油；出水进入气浮除油装置，投加浮选剂，使微气泡与水中油珠等颗粒粘结后浮升并进一步脱除水中CO2；气浮除油装置出水进入滤前缓冲罐，通过缓冲升压泵进入过滤系统。
（2）过滤部分：采用“一级流砂过滤罐+二级PVC中空纤维膜过滤”组合处理装置，在前端曝气和气浮脱碳除油基础上，流砂过滤砂床过滤使污水和石英砂充分接触，进一步截留采出水中的悬浮固体颗粒。砂滤出水进入膜过滤装置，通过PVC中空纤维膜的深度过滤后确保出水达标，过滤后出水进入外输罐。
（3）附属配套工艺部分
本次设计中充分考虑了膜过滤装置的反洗、污油收集排放及出水的回收再利用。附属的配套工艺膜过滤装置在设计中采用了气水联合反冲洗方式，“空气”由空压机供给，“水”采用反冲洗罐中净化后的合格污水，经反冲洗水泵加压后，对PVC中空纤维膜进行反向冲洗。污油和出水分别配置了油罐、回收水罐离心脱水装置及泵体，可将处理后的回收水补充给原水，达到节能降排的目的。
本发明用于处理污水处理站采出水，处理后出水达到CO2驱特低渗透回注水指标要求，即含油量≤5mg/L、悬浮固体≤1mg/L、粒径中值≤1μm。