近年來,在我國開采的石油中,使用三次采油所開采出的原油占絕大部分,三次采油技術(shù)應(yīng)用的越來越廣泛,研究改進(jìn)三次采油和處理三次采油采出液已成為如今石油行業(yè)的熱點(diǎn)[1,2]｡由于聚驅(qū)采出液的粘度增大､油珠平均粒徑減小､難生物降解的物質(zhì)含量增高,導(dǎo)致聚驅(qū)采出液乳化程度增大,相比于水驅(qū)采出液處理更加特殊,且難度更大[3]｡如今普遍應(yīng)用于采油現(xiàn)場的污水處理工藝,如隔油､浮選､沉降[4,5]等,對于處理聚驅(qū)采出液來說效果都不理想,不僅處理時(shí)間長,藥品用量大,經(jīng)濟(jì)效益差,而且出水也達(dá)不到油田回注水的標(biāo)準(zhǔn)｡針對聚驅(qū)采出液水質(zhì)特性及乳化特性,研究有效的處理工藝及方法,有著顯著的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和良好的環(huán)境效益｡

　　目前聚驅(qū)采油常用的聚合物多數(shù)為部分水解的聚丙烯酰胺(HPAM)｡HPAM作為增稠劑可大幅提高石油采收率,但同時(shí)也產(chǎn)生了大量難以處理的聚驅(qū)采油污水｡為解決國內(nèi)某油田公司聚驅(qū)采出液的處理問題,對聚驅(qū)采出液水質(zhì)特性及乳化特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,針對聚驅(qū)采出液研發(fā)出具備高效破乳性能的藥劑,考察了不同破乳藥劑對該采出液的處理效果,確定了最佳破乳劑類型､投加量及最佳反應(yīng)溫度,并進(jìn)行了與絮凝劑的復(fù)配實(shí)驗(yàn)研究,污水處理后達(dá)到油田回注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)｡

　　1 實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1 試劑､材料和儀器

　　原油和聚驅(qū)采油污水 取自國內(nèi)某油田公司｡其中,原油雜質(zhì)含量為5.464g/L,實(shí)驗(yàn)所用HPAM溶解時(shí)間<2h,分子量為21.08×106,殘余單體含量為0.054%｡

　　無機(jī)破乳藥劑1#､2#､3#､4#均為中國石油大學(xué)(北京)環(huán)境中心自備藥劑,陽離子聚丙烯酰胺PAM1#､PAM2#均為德國天使公司生產(chǎn),陽離子聚丙烯酰胺PAM3#､PAM4#均為法國愛森公司生產(chǎn),聚合氯化鋁PAC及聚合硫酸鋁PAS均為A.R.級｡

　　實(shí)驗(yàn)所用儀器包括:JYW��200型表面張力儀､MalvernZetasizerNanoZS粒度儀､紫外�部梢姺止夤舛扔�(jì)､HH�瞃2恒溫油浴鍋､XHF�睤高速分散器､分析天平､電動(dòng)攪拌機(jī)及OIL460型紅外分光測油儀｡

　　1.2 取樣方式

　　受時(shí)間及溫度等條件影響,現(xiàn)場取回水樣放置后會出現(xiàn)輕微沉淀現(xiàn)象,但由于該采油污水乳化穩(wěn)定性強(qiáng),較長時(shí)間放置及溫度變化對水樣水質(zhì)穩(wěn)定性能影響較小｡同時(shí),每次取樣前都對采樣容器進(jìn)行充分震蕩,并且水樣從采樣容器轉(zhuǎn)移至燒杯過程中,采取少量､多次､折返加樣的方式,盡量保證實(shí)驗(yàn)水樣水質(zhì)的均一性及穩(wěn)定性｡

　　1.3 實(shí)驗(yàn)方法

　　采油污水的各項(xiàng)水質(zhì)分析測試指標(biāo)､分析方法參考《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第4版)｡

　　采油污水乳化特性測定中,采用表面張力儀法測定表面張力,采用庫倫特粒度儀法測定粒徑分布及平均粒徑,采用Zeta電位儀法測定Zeta電位,采用淀粉�驳饣�鎘分光光度法測定聚合物含量｡

　　模擬鹽水配制:基于聚驅(qū)采出液水質(zhì)指標(biāo),取CaCl2､MgCl2·6H2O､NaCl､NaHCO3 分別為0.2775､0.2541､5.0817和0.8702g,用蒸餾水定容至1L｡用量筒取一定量的鹽水于燒杯中,調(diào)節(jié)磁力攪拌器的轉(zhuǎn)速,使鹽水形成漩渦,緩慢撒入稱取好的HPAM,攪拌至完全溶解｡

　　模擬乳狀液的配制方法如下:將盛有一定量模擬鹽水的燒杯與盛有一定量油品的燒杯放入50℃的水浴鍋中預(yù)熱30min｡將預(yù)熱后的模擬鹽水放到高速分散器上,將分散器的轉(zhuǎn)子置于距底部大約2cm處,開啟分散器,緩慢將轉(zhuǎn)速調(diào)至10000r/min,將預(yù)熱后的油品慢慢倒入模擬鹽水中,攪拌5min,制得模擬乳狀液｡將制得的乳狀液放入60℃的水浴中靜置30min,去除表面浮油｡

　　破乳實(shí)驗(yàn):取國內(nèi)某油田采油污水乳狀液,在水浴中恒溫0.5h,加入破乳劑,使用電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌均勻,靜置一定時(shí)間,測破乳后水中的含油量｡

　　絮凝實(shí)驗(yàn):絮凝實(shí)驗(yàn)使用電動(dòng)攪拌機(jī),在燒杯中加入1L經(jīng)破乳處理后的水樣,于快速攪拌下(200r/min)加入一定量的絮凝劑,繼續(xù)快速攪拌1min,然后慢速攪拌(40r/min)15min｡靜置沉降30min,取上清液測量水樣含油量､懸浮物｡

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 聚驅(qū)采出液水質(zhì)特性

　　由于受到原油中膠質(zhì)､瀝青質(zhì)和驅(qū)油劑以及地層天然顆粒物等影響,聚驅(qū)采出液水質(zhì)比較復(fù)雜,處理難度比較大而且回注效率低｡對聚驅(qū)采出液水質(zhì)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析是進(jìn)行處理技術(shù)研究的基礎(chǔ)｡

　　對國內(nèi)某油田聚驅(qū)采出液水質(zhì)實(shí)驗(yàn)分析,便于對比討論,對該油田水驅(qū)采出液也進(jìn)行了水質(zhì)分析,如表1所示｡與水驅(qū)采出液相比,聚驅(qū)采出液各主要污染物類型含量均較高,油含量接近700mg/L;懸浮物含量接近1000mg/L;硫化物含量約為30mg/L;電導(dǎo)率約為2000μs/cm,Fe2+含量接近30mg/L｡其中,較高的Fe2+含量會導(dǎo)致水滴與水相間的融合變得困難,逐漸在油水界面層區(qū)域內(nèi)形成油水過渡層,增強(qiáng)水樣的乳化穩(wěn)定性[6]｡

　　2.2 聚驅(qū)采出液乳化特性

　　對聚驅(qū)采出液水質(zhì)特性分析可知,與水驅(qū)采出液相比,該污水水質(zhì)較差,乳化穩(wěn)定性較強(qiáng),處理難度較大｡為充分了解聚驅(qū)采出液乳化程度,對該污水乳化特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析｡同時(shí),為便于討論,對水驅(qū)采出液乳化特性也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析｡具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,聚驅(qū)采出液乳化體系較為穩(wěn)定,油水分離較為困難｡如表2所示,與水驅(qū)采出液相比,聚驅(qū)采出液表面張力小于水驅(qū),且均小于水,2種采出液均顯示出一定程度乳化現(xiàn)象,且聚驅(qū)采出液乳化程度更加嚴(yán)重;聚驅(qū)采出液油珠平均粒徑小于水驅(qū),且平均粒徑小于100μm,僅通過重力沉降來達(dá)到油水分離的目的很困難;聚驅(qū)采出液Zeta電位更小,其乳化體系中油珠表面的負(fù)電性更強(qiáng),靜電排斥力更大,乳化體系更加穩(wěn)定;聚驅(qū)采出液中還有一定的聚合物含量,約為138mg/L｡作為聚驅(qū)驅(qū)油劑的HPAM 是高分子物質(zhì),難以降解,HPAM 還會影響水相的粘度,導(dǎo)致油珠碰撞效率降低[7,8]｡

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