Reclamation of the Polymer-Flooding Produced Water

In order to resolve the discharge problem of the polymer-flooding produced water (PFPW) in crude oil ex-traction, the PFPW was treated by a four-grade and four-segment (four GS) electrodialysis reversal(EDR) set-up. The testing results show that the treated PFPW has two kinds, one is the diluted treated PFPW, the total dissolved solids (TDS) of the diluted treated PFPW is less than the original PFPW, the diluted treated PFPW is feasible for confecting polymer solution;another one is the concentrated treated PFPW, the TDS of the concentrated treated PFPW exceeds the original PFPW, the concentrated treated PFPW is feasible for replacing the PFPW as the injecting water in the water-flooding process for high permeability layer. This treatment technology can not only decrease environment pollution resulted by the PFPW discharge, but also achieve closed-circuit of the water resource during crude oil extraction by using polymer flooding technology.

含聚污水重力沉降分离过程淤泥增长特性预测

重力沉降作为污水处理的基本工艺,其常用设施重力沉降罐在运行过程中,来水中的悬浮物会不断向罐底沉积形成淤泥,为了防止水质二次污染,保障设施的高效运行,需根据淤泥量来制定清淤方案。文章基于大庆某油田污水处理站运行实际,从日处理量、含聚浓度、悬浮物含量、含油量、悬浮物脱除率等特征量出发,通过构建重力沉降罐清淤数据集,分析各特征量间的关系,并确定影响淤泥增长的主导因素,进而基于BP神经网络架构建立淤泥增长速率预测模型。研究结果表明,污水中含聚浓度在一定程度上影响含油量和悬浮物含量,随着沉降罐日处理量的增加,油珠脱除率和悬浮物脱除率降低,淤泥增长速率正相关于污水悬浮物含量、悬浮物脱除率和含聚浓度,基于生产数据训练的预测模型拟合度分布在0.9以上,满足精度要求,为污水沉降罐清淤操作的时间选择提供了依据和方法。

聚合物驱采出液和含油污水油水分离化学剂的研制

针对大庆油田部分聚合物驱区块含油污水油水分离难度大的问题 ,从阴离子型和非离子型药剂的思路出发 ,研发了对聚合物驱采出液有良好破乳作用且对聚合物驱含油污水有浮选除油功能的油水分离化学剂 ,提出了将油水分离化学剂的加药点设在聚合物驱采出液破乳之前 ,加药量 2 0mg/L ,采用热化学沉降—浮选处理工艺 ,使采出液中油的质量浓度从 15 0 0mg/L降到 30mg/L以下。

聚合物驱新型污水处理剂的研制和应用

针对化学驱油技术应用过程中各类油田助剂的广泛使用,油田采出污水处理难度逐渐加大,污水水质逐年变差的特点,研制了适用于油田聚合物驱采出液处理的新型污水处理剂SCI-1。室内研究显示,污水中的化学耗氧量、金属离子、矿化度以及悬浮物和原油等因素对聚合物溶液均具有不同程度的降粘作用。通过分子改性技术,SCL-1药剂克服了聚合物驱采出污水处理中污水粘度高、乳化程度深、油水分离阻力大等技术难点。注聚合物区现场试验结果显示,污水处理剂SCL-1具有显著的综合处理能力,在油田注聚合物区具有很高的推广应用价值。

两性清水剂处理聚合物驱含油污水

聚合物驱含油污水中含有较高浓度的残留聚合物,采用传统的阳离子型清水剂不佳,并产生大量黏性＂油泥＂,对油田生产造成不利影响。为解决上述问题,研制了一种新型的两性清水剂QS-01。结果表明,QS-01的ρ（加药）为130mg/L以上时具有良好的清水除油效果,处理后水体澄清透明,ρ（油）由5 000mg/L降至45mg/L以下;QS-01可处理温度范围较宽（50~80℃）,并具有良好的稳定性;ρ（加药）为150mg/L条件下进行放大评价实验,处理后的污水ρ（油）为40mg/L,絮体呈松散状,有良好流动性。机理分析结果表明,两性清水剂可有效破坏油水界面双电层,降低油水界面膜强度,并与残留聚合物间的相互作用大幅减弱,因而有望解决含聚污水处理中的＂油泥＂问题。

微凝胶驱技术在下二门油田的应用

微凝胶驱可以解决聚合物用量高、耐温抗盐性能差的问题。用下二门油田污水配制的Cr3+/HPAM微凝胶体系(0.4g/LHPAM、0.06g/LCr3+)50℃老化180d,黏度保持在130mPa·s左右,可作为驱剂使用。单井注入试验和多井组矿场先导试验表明,该体系可注性良好,在地层中具有良好的成胶性能。微凝胶驱注入压力上升幅度、视吸水指数下降幅度以及改善吸水剖面的能力都比聚合物驱大,使后续流体转向聚合物驱波及不到的中低渗透率层,进一步扩大波及体积;在与聚合物驱(1g/LHPAM)同等驱油效果的情况下,微凝胶驱的化学剂(聚合物、交联剂)费用成本下降了21%,经济效益十分明显。

海上油田含聚污水中原油状态分析

污水中原油一般分为浮油、分散油、乳化油和溶解油等形式,聚合物的存在会导致污水中乳化油含量大幅增加,污水稳定性更强。本文以海上油田含聚污水为研究对象,分析得出不同形式原油的比例随含聚浓度的变化规律。研究表明,乳化油含量占含聚污水中稳定存在原油量的90%以上,是含聚污水处理的关键所在。而且,与不含聚合物的污水相比,当污水中聚合物浓度为50 mg/L时,乳化油含量显著增加。另外,与模拟污水相比,聚合物含量约为50mg/L的现场含聚污水样品中的乳化油含量更高,稳定性更强,处理难度也更大。

孤东油田聚合物驱采出污水处理剂研究

聚合物驱采出污水由于残余聚合物的影响,处理难度很大。通过室内热化学沉降实验,优选出了高效复配型絮凝剂,评价了不同聚合物降解剂降低HPAM溶液黏度性能,确定了聚合物驱采出污水处理剂的优化配方为:100 mg/L聚合氯化铝铁+100 mg/L改性聚合氯化铝+6 mg/L对苯二酚+8 mg/L过硫酸钾+6 mg/L亚硫酸铁。经过该处理剂处理后,孤东油田聚合物驱采出污水的含油量下降97.26%,透光率从28.6%上升至90.5%,水相黏度从1.8 mPa.s降至1.0 mPa.s,达到了油田回注标准。

化学驱油田采出水处理技术的研究进展

化学驱油提高采收率技术逐渐应用于国内各大油田,导致产生了大量含有驱油剂的化学驱采出水,它具有成分复杂、乳化严重、处理困难的特点。概述了化学驱油田采出水的来源、特征和处理要求,归纳了破乳剂、氧化剂、吸附剂等新药剂开发、不同结构或类型的药剂复配及过程条件优化、药剂筛选评价新方法,综述了斜管除油器、超声波破乳除油设备等新型油水分离设备以及表面改性膜、添加无机粒子的聚合物膜、无机陶瓷膜等精细过滤设备和一体化处理设备等开发新进展,总结了高级氧化技术、电化学方法以及组合工艺等新型处理工艺研究进展,最后展望了化学驱采出水处理技术的研究趋势。

聚合物驱采油污水中乳化活性物质对污水处理的影响

研究了聚合物驱采油污水中乳化活性亚组分及亚组分与水解聚丙烯酰胺(HPAM)之间的相互作用对絮凝剂破乳絮凝效果的影响,提出了含聚污水的处理对策。结果表明,高相对分子质量、强极性亚组分SF42及高酸值亚组分SF31与HPAM共同稳定的乳状液比弱极性亚组分SF2所稳定的乳状液更难破乳絮凝;在不含盐的模拟体系中,高相对分子质量絮凝剂聚合铝(PAC)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM-1)与HPAM有较弱的协同絮凝作用,协同作用机制以桥连作用为主;HPAM的盐敏效应导致含聚污水盐质量浓度超过7000 mg/l以后,其中油珠zeta电位由负值变成正值,使得具有一定阳离子度的高相对分子质量絮凝剂CPAM-1对含盐、含HPAM模拟乳状液及实际污水的破乳絮凝效果明显优于其它絮凝剂,且CPAM-1与污水中HPAM在较宽的浓度范围内都有很强的协同絮凝作用。

曝气对聚合物驱采出水流变性和油水分离特性的影响

测试了大庆油田喇 36 0联合站聚合物驱采出水曝气处理前后的流变性和油水分离特性的变化。实验结果表明 ,聚合物驱采出水经过曝气处理后 ,其中所含的聚丙烯酰胺发生降解 ,粘度和稳定性均明显下降。还实验研究了聚合物驱采出水的曝气降粘机理和曝气处理后的重复利用性 ,发现用曝气处理后的聚合物驱采出水与高浓度聚合物母液混合配制聚合物驱注入液 ,可比用未曝气的聚合物驱采出水获得更好的增粘效果。

聚合物驱前区块整体调剖技术的矿场应用

河南油田聚驱现场应用结果表明，以单井调剖为主的调剖技术不能解决聚合物窜流问题。为了抑制聚合物的窜流，改善聚驱效果，2004年以后，河南油田所有进行聚驱的6个区块都应用了聚驱前区块整体调剖技术，127口注聚井中调剖89口井，调剖率70．1％，调剖半径50～65m，达到大剂量深度区块整体调剖技术的要求。调剖后注入压力上升、视吸水指数下降、吸水剖面得到改善；在注入聚合物浓度（1500mg／L）高于其他未进行区块整体调剖聚驱区块（1000mg／L）的条件下，区块产出液聚合物浓度大幅度降低，第3年区块产出液聚合物浓度从355mg／L下降到150mg／L，有效期可以维持3年以上，这是单井调剖无法达到的效果。聚驱前进行深度区块整体调剖可以解决注聚合物过程中聚合物窜流的问题。

二元驱采出水乳化稳定性的影响因素研究

通过模拟新疆油田二元驱采出水各组分组成,考察固体颗粒、聚合物（HPAM）和表面活性剂种类及浓度对油水分离性能和乳化稳定性的影响。结果表明,表面活性剂对二元驱油田模拟采出水稳定性的影响最大,固体颗粒和聚合物的影响较小。相对于高岭土和蛭石颗粒,蒙脱土颗粒对采出水乳化稳定性的影响最为明显。在加量200mg/L时对应最大的含油量和浊度值,分别为807mg/L和1984NTU;当高于200mg/L时对应的含油量和浊度降低,并且对应较高的zeta电位。增大HPAM（M=10×10^6）的浓度,采出水体相黏度升高,超高分子量聚合物具有极强的絮凝性能,在浓度较高时裹挟大量油滴发生絮凝沉降,降低了采出水的乳化稳定性。表面活性剂通过界面顶替和电性作用,直接改变油滴Zeta电位,决定油滴间的碰撞和聚并的发生,主导了采出水的乳化稳定性;表面活性剂对采出水乳化稳定性的影响从大到小依次为：十二烷基苯磺酸钠〉Tween-80〉span-80〉苯扎氯铵。

超滤与电渗析联用降低油田采出水矿化度中试试验研究

以大庆油田常规处理后的油田采出水为处理对象,建立日产水300 t的超滤预处理和电渗析脱盐处理中试试验装置。考察该工艺所能达到的技术经济指标,掌握放大规律,为万吨级工业装置和系统的设计提供基础数据。经过3000 h长时间连续试运行,系统出水水质稳定,出水浊度低于1.0 NTU,悬浮物和含油量低于1.00 mg/L,矿化度低于1000 mg/L,水质完全满足配制聚合物用水要求,证明采用处理后的油田采出水代替清水作为聚合物驱用水是可行的。

三元复合驱采出水处理技术研究进展

针对三元复合驱采出水中含油量和悬浮固体含量高、油水乳状液性质稳定、油水分离困难等问题,简要介绍了三元复合驱采出水的水质特性和油水分离特性,以及破乳、悬浮固体处理等方法的研究进展。重点介绍了目前国内三元复合驱采出水矿场试验采用的处理技术和处理工艺。最后对今后的研究提出了一些建议。

高温油藏条件下聚丙烯酰胺水解反应研究

高温条件下，水解作用是影响部分水解聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）溶液热稳定性的重要因素。河南油田在高温（７５℃）油藏已开展较大规模的聚合物驱矿场试验。用淀粉碘化铬方法，测量该油田产出水（污水）中３种水解度的高分子量ＨＰＡＭ的水解度，以研究７５℃条件下不同水解度的ＨＰＡＭ样品在污水中的水解过程和水解反应机理。根据试验结果，给出了水解度与老化时间的关系式和水解速度与老化时间的关系式，３种ＨＰＡＭ的这２种关系式基本一致，表明ＨＰＡＭ在污水中的水解度（最大为７５％）均随老化时间的增加而快速大幅度增大；水解速度与老化时间的二次方成反比关系，并且３种ＨＰＡＭ的水解速率和水解度之间的关系可以用同一个关系式表达。该关系式说明，在７５℃的温度条件下，ＨＰＡＭ的水解速度仅由水解度决定，而与ＨＰＡＭ的分子量无关，呈现出典型的自阻滞水解反应机理。根据得出的３种ＨＰＡＭ的水解度、水解速度各自与老化时间的关系式，可以预测各种ＨＰＡＭ在老化期间任一时刻的水解速度和水解度值。我国大部分油田地层水属弱碱性，ＨＰＡＭ溶液在这类污水中的水解反应速度很快，稳定性变差，因此在选择聚合物和水质时，应充分考虑高温水解作用的影响。图２表２参１１（郭海莉摘）

三元复合驱采出水处理试验研究

针对三元复合驱采出水黏度大、污水中油珠粒径小、乳化程度高、难以分离的问题,研制了具有除油功能的除油剂DO1001。通过室内试验研究了除油剂投加量、药剂强化反应的搅拌强度和搅拌时间,以及药剂反应后捕获时间对三元复合驱采出水除油效果的影响,并在此基础上开展了小型处理试验装置的现场试验研究,小型处理试验装置出水含油平均为29.27 mg/L,可以满足大庆油田过滤设备要求的进水含油量指标。

阳离子聚合物对聚合物驱污水中HPAM的去除作用及机理

研究了阳离子高分子聚合物对污水中HPAM的去除作用,并用扫描电镜和透射电镜研究了阳离子聚合物对HPAM存在形态的影响。研究发现,阳离子高分子聚合物对HPAM有去除作用,其中CJSG阳离子聚合物效果最优。室内与现场试验表明,气浮条件下,CJSG(3mg/L)可使河南油田下二门区块聚合物驱污水中HPAM去除率高于64%,其处理水经混凝沉降后透光率近90%。电镜分析表明,在水中HPAM和CJSG具有不同的存在形态,且与水的矿化度无关;HPAM在水中呈线性链束(团)形态,CJSG则呈串珠(颗粒)形态;两者(HPAM/CJSG)在水中混合均呈串珠(颗粒状)形态。添加CJSG使HPAM流体力学尺寸和溶液粘度下降,HPAM去除率增高。CJSG去除HPAM的机理为:CJSG改变了HPAM在水中的存在形态,降低了其流体力学尺寸、增粘性和溶解性,有利于气浮去除。

聚合物驱采出液破乳脱水的室内实验研究

针对辽河油田锦１６块聚合物驱采出液的破乳脱水，在室内进行了模拟采出液和现场采出液的破乳脱水实验研究，考察了聚合物浓度（０—１０００ｍｇ／ｌ）、脱水温度（４５—７０℃）、沉降时间（０—９０ｍｉｎ）及破乳剂加量（５０—１０００ｍｇ／ｌ）等的影响，得出了聚合物驱采出液破乳脱水的一些规律。要使聚合物含量为４８０ｍｇ／ｌ的矿场采出液破乳脱水时既有高脱水率，又分离出高质量的污水，需要加入高达６００ｍｇ／ｌ的破乳剂（例如ＡＲ２２５）。

污水配制活性碱/聚二元复合驱体系实验研究

在碱/聚合物二元复合驱现场试验过程中,碱与配制用污水或地层水出现不匹配的问题,造成地面管线大量结垢及驱油体系性能大幅度下降。为解决这一问题,以大港羊三木油田三断块馆Ⅱ上油组油藏为依托,开展了污水配制碱/聚二元复合驱体系评价实验研究。选用污水匹配的活性碱(多元复合碱)及碳酸钠进行对比试验,在羊三木油田污水条件下,活性碱与污水的匹配性较好,比碳酸钠溶液的油水界面张力低2个数量级,达到10-3mN/m,抗钙镁能力达到500mg/L,并且与原油的乳化性强;二元复合驱体系对五种聚合物与碱进行了配伍性实验,其中污水聚合物HTPW-111与碱的匹配性好。研究表明,污水配制的活性碱/聚二元复合驱体系保持了聚合物驱的增黏性和降低油水界面张力的特性。