Influences of water treatment agents on oil-water interfacial properties of oilfield produced water

The emulsion stability of oilfield produced water is related to the oil-water interfacial film strength and the zeta potential of the oil droplets. We investigated the effects of water treatment agents （corrosion inhibitor SL-2, scale inhibitor HEDP, germicide 1227, and flocculant polyaluminium chloride PAC） on the stability of oilfield produced water. The influence of these treatment agents on oil-water interfacial properties and the mechanism of these agents acting on the oilfield produced water were studied by measuring the interfacial shear viscosity, interfacial tension and zeta electric potential. The results indicated that the scale inhibitor HEDP could increase the oil-water interfacial film strength, and it could also increase the absolute value of the zeta potential of oil droplets. HEDP played an important role in the stability of the emulsion. Polyaluminum chloride （PAC） reduced the stability of the emulsion by considerably decreasing the absolute value of the zeta potential of oil droplets. Corrosion inhibitor SL-2 and germicide 1227 could decrease the oil-water interfacial tension, whereas they had little influence on oil-water interfacial shear viscosity and oil-water interfacial electricity properties.

含聚丙烯酰胺污水处理技术的研究进展

我国许多油田已步入开采中后期,聚合物驱油技术在我国油田开采中已被广泛应用,由此导致采出水中含有大量的聚丙烯酰胺(PAM)聚合物,PAM无法有效循环,从而引发严重的环境污染问题。因此,开发对含PAM污水高效的处理技术迫在眉睫。介绍了含PAM污水的来源及危害,并从物理法、化学法和生物法等角度综述了近年来国内外处理含PAM污水的最新研究进展,总结了各种方法的优缺点,对未来的研究方向也进行了展望。

合水油田含聚合物采出水处理技术的研究与应用

长庆合水油田采出水废水中含有大量的聚合物、水凝胶,采出水水体发黑、黏度大、乳化稳定性强、难破乳,难以用常规污水处理方法进行处理。在对水质成份进行详细分析后,认为水体发黑的原因是其中的二价铁离子与硫化物形成了黑色的硫化铁胶体固形物。用“氧化→解聚→絮凝”新工艺对合水油田采出水进行处理,效果十分显著。首先对含聚水中聚合物氧化解聚,破坏其结构稳定性,然后用适量的过碳酸钠(SPC)使硫化铁胶体脱色,随后再进行絮凝沉淀,使用200~350ppm的SPC和2~5ppm的阳离子聚丙烯酰胺和聚合硫酸铁组合的复合絮凝剂,可以使含聚采出水的悬浮物下降到30mg·L^(-1)以下,pH约为7.0,且有效降低了水体的色度和浊度,其中浊度降低率达到98.02%,铁离子去除率为96.46%。较好地解决了含聚废水水体发黑、不易沉降、难处理等问题,有效改善了采出水水质,达到回注要求。

油田井场污水多价阳离子处理技术研究

油田井场污水组成复杂且含有多种多价离子,直接外排不仅污染周围环境,也无法实现节约水资源和回收利用的目的。综述了油田污水中多价离子的各种处理技术,包括化学沉淀、混凝/絮凝、螯合/络合、屏蔽/掩蔽等;对不同处理技术的优劣势和适用条件进行了对比分析;最后对油田井场污水多价离子处理技术未来的研究方向进行了展望,总结提出:应迎合绿色化学思路,着重开展微生物和生物膜污水处理技术研究,并大力发展复合絮凝剂及多功能多价离子处理剂技术。

超短半径水平井双保型醇基钻井液技术

针对超短半径侧钻水平井面临的井眼尺寸小、井眼曲率大、管柱通过能力受限等问题,通过研选聚合醇类处理剂为核心处理剂,利用其浊点效应,达到抑制、润滑、环保的效果,实现一剂多效,再辅以自研增黏降滤失剂、环保润滑剂等关键处理剂,利用侧钻井井筒内油田水配制钻井液,形成了双保型醇基钻井液技术。通过室内评价实验,双保型醇基钻井液能够抗20%岩屑污染,极压润滑系数达到0.088,滚动回收率为93.4%,生物毒性指标大于106 mg/L,生物降解指标18.16%,为无毒可降解体系,动态渗透率恢复值为91.32%~92.56%,具有较好的储层保护性能。2021年至今,该双保型醇基钻井液技术在大庆油田35口超短半径侧钻水平井应用,累计利用油田水2000 m^(3),减少2000 m^(3)油田水和1200 m^(3)废弃钻井液的排放,节约废弃钻井液处理费用25万元,达到了节能环保的目标,为老井剩余资源高效开发提供了技术支撑。

渤海低渗油田水处理工艺研究

渤海低渗油田开发是未来产量接替、稳产增产的重要组成部分,但海上现有低渗水处理规模小,工艺流程差异性大。通过总结海上现有低渗水处理工艺流程及应用效果,并对比分析了海上应用的膜过滤及改性纤维球过滤器两种低渗水处理技术的特点,在渤海油田标准化水处理工艺流程基础上,提出了斜板除油器-气浮-核桃壳过滤器-双介质过滤器-膜过滤/改性纤维球过滤器的低渗水处理工艺流程,并对低渗水处理技术发展及流程设计提出了建议,以期为渤海低渗油田的开发设计提供指导借鉴,进一步推动渤海低渗油田的开发利用。

海上油田生产水处理工艺流程及设备研究

在海上油田开发过程中,随着开发进程的日益加快,石油开采量越来越多,产出液中含水量以及开发过程中产生的生产污水量不断提升。受限于海上平台处理空间以及海洋环境保护要求,海上平台生产水处理面临较大的难题。为此需要探索有效的生产水处理工艺、流程及设备,解决油田开采难题,提升油田开发效果。

海上油田生产水处理系统工艺流程设计

设计优良的海上油田生产水处理系统对于油田开发的降本增效、安全生产和绿色环保有重要意义。文章介绍了海上油田生产水处理系统工艺流程的选择方法、常用设备的处理效果以及典型流程应用实例,归纳了生产水处理系统的主要设计原则,阐述了水力旋流器、溶气式气浮和水处理过滤器等设备关键工艺参数的设计和计算,提出了常见的设计失误和相应的改进措施。

吴起柳沟油田注水项目区水处理剂优化研究

精细注水对于提升吴起柳沟区块油藏开发效益意义重大。由于油藏对于水质要求不一,由于油田注入水成垢离子类型相差很大,其结垢倾向差别明显,这会直接影响注水效益。基于此,文章通过对柳沟注水项目区注入水与地层水的化学成分进行分析,预测结垢趋势,并据此对注入水和地层水之间配伍性以及阻垢剂用量进行了针对性优化,从而有效保障了注水质量。

吴起油田A油区延10油藏注水开发效果评价

吴起油田A油区延10油藏2018年开始注水开发,主力层位为延10^(1-1),采用边缘+点状注采井网,注水开发后油区自然递减率下降明显,但延10油藏平面非均质性强,造成注水后水线推进不均匀,部分油井含水率上升速度较快,因此需要对油田注水开发效果进行评价,为综合治理提供依据。

软化水处理装置再生含盐废水近零排放技术研究

探讨了供热站软化水处理装置再生过程中产生的高含盐废水的近零排放技术。通过源头控制和工艺改造,实现了含盐废水的有效治理和资源化利用。研究通过对软化器再生过程的优化,将高含盐水和低含盐水进行有效分离与回收处理。通过改进的纯碱软化法除去水中的钙镁离子,高含盐水被循环利用,实现了近零排放。实验结果表明,处理后的水质符合锅炉运行标准,且生成的固体沉淀物可以作为资源进一步利用。此技术不仅减少了环境污染,而且提高了水资源的循环利用率,对于实现工业废水的可持续管理具有重要意义。

紫外线杀菌技术与油田采出水的适应性分析

紫外线杀菌技术具有运行成本低、杀菌彻底的特点,在市政污水等领域应用较多,但在油田采出水处理中应用较少。本文分析了油田采出水中以硫酸盐还原菌(SRB)为主的有害菌对油田生产的影响,从其注水以及对管道腐蚀的影响看,有害菌数量仍需严格控制。紫外线杀菌技术与采出水水质的适应性分析表明,紫外线杀菌装置对不同采出水的杀菌效果差异较大。现场应用表明,紫外线杀菌技术与生化加微滤处理系统后的水质具有较好的适应性,将其安装在注水罐后端,在进口含油量低于1.5 mg/L、固体含量低于3.5 mg/L、不含硫化物的水质条件下,出口有害菌可稳定控制在25个/mL内。从装置运行成本看,紫外线杀菌技术运行成本为0.074元/m^(3),较化学杀菌技术运行成本降低87.7%,可大幅降低水处理成本。

高Fe、高CO_(2)地下水综合处理工艺研究

某油田采用高Fe、高CO_(2)地下水作为注水补充水源,类似水质的综合处理工艺在国内外应用较少,因此制定经济合理的水处理工艺十分必要。通过调研脱气处理设施、除Fe设施,经过工艺对比、实验模拟,研究出一套技术可靠、经济可行的地下水综合处理工艺。模拟实验验证某油田地下水总Fe含量从71 mg/ L降至0.5 mg/ L,游离CO_(2)含量从225 mg/ L降至10 mg/ L,总悬浮固体(Total Suspended Solid,TSS)含量从98 mg/ L降至10 mg/ L,溶解氧含量从1 mg/ L降至0.05 mg/ L,均达到油田注水指标要求。研究结果对高Fe、高CO_(2)地下水处理的工艺路线选择具有参考意义。

光电催化氧化处理高含氯采油废水的研究

以高压汞灯为光源,考察了在光催化、电氧化、光电催化及光电催化/H2O2体系中降解实际油田采油废水的效率.研究了实际高含氯采油废水在TiO2悬浮态光电催化反应器中的降解动力学.结果表明,在相同的槽电压和反应时间下,光电催化体系降解有机污染物的效率均高于电化学氧化和光催化,而且在电氧化和光电催化氧化体系中均检测到有一定量的活性氯产生,从而可以提高有机污染物的降解效率.光电催化/H2O2体系中由于在紫外光的照射下H2O2分解为大量的.OH从而使得降解效率在短时间内大大提高.同时详细研究了采油废水的初始ρ(CODCr),槽电压和溶液pH等对光电催化降解的影响.

水溶性咪唑啉缓蚀剂的合成及缓蚀性能评价

以油酸和二乙烯三胺或三乙烯四胺为反应原料,首先进行酰胺化合成酰胺,再通过酰胺环化反应得到咪唑啉中间体,最后用亚磷酸二甲酯将油溶性的中间体进行转化得到水溶性的咪唑啉季铵盐缓蚀剂。考察了咪唑啉中间体与季铵化试剂的物质的量比、季铵化温度和反应时间等对合成产品缓蚀性能的影响。用失重法测出合成的水溶性咪唑啉季铵盐缓蚀剂在模拟油田水腐蚀介质中对碳钢的缓蚀率>90%。

含聚污水处理系统HPAM形貌特征及胶状产物成因

利用原子力显微镜和环境扫描电镜,对污水处理流程各节点中产出的聚合物微观形貌进行观察。结果表明,油井产出聚合物为多层次立体网状结构,经过破乳剂、清水剂等药剂作用后,产出的聚合物呈线团状缠绕结构,在进一步物理化学交联作用下,大量产出聚合物析出,未被析出的聚合物分子尺寸、浓度、链段长度等大大减小。破乳剂和清水剂对产出聚合物的脱稳和絮凝作用,导致产出聚合物絮凝沉降,絮凝沉降过程中将油珠和其他悬浮物聚集,是导致大量胶状产物形成的主要原因。该项研究成果对锦州9-3油田污水处理系统的正常运行和水质稳定控制技术的研究具有重要的指导作用。

油田采出水的改性回注处理工艺研究

针对安塞油田采出水偏酸性、浊度高、含油量高的特征,采用"中和—H2O2氧化—絮凝—过滤"处理工艺进行回注处理,探讨了采出水的pH值、H2O2和絮凝剂投加量等因素对采出水水质改性处理效果的影响.结果表明:以NaOH作为pH调节剂将采出废水pH值调至7.5,H2O2投加体积分数为0.6%,投加XN-90、PAM的质量浓度分别为80mg/L和2.5 mg/L时,处理后采出水的悬浮物、含油量、总铁含量、静态平均腐蚀速率、SRB及TGB含量由处理前的110～145 mg/L,96.6～124.3mg/L,24.8～35.5mg/L,0.310 3mm/a,105～106个/mL和102～103个/mL分别降至处理后的1.1～6.0mg/L,2.5～6.0mg/L,0.05～0.23mg/L,0.0108mm/a和101～102个/mL,处理后采出水的各项指标达到了安塞油田注水水质标准.

渤海油田水处理系统化学药剂加药方式优化及现场试验

渤海油田油水处理流程紧凑且容量小,化学药剂加药种类多,加药点间距短导致管线内药剂浓度局部聚集,药剂性能相互干扰,加药点处易出现腐蚀刺漏等问题。通过数值模拟方法对化学药剂注入部位及加药点间距、注入管型、药剂溶解方式等进行了优化,优选出了羽状管顺流插入管汇中部、管道内药剂注入点顺流方向安装SK型静态混合器的加药方式,模拟表明这种新型加药方式在0.93 m的距离内即能实现药剂的充分混合,比现行加药方式缩短了34 m。现场试验表明,在相同条件下优选出的新型加药方式可提升后续设备的除油率和除悬浮物能力、降低加药点附近管道的腐蚀性,起到了缩短药剂的溶解反应时间、提高药剂性能和降低药剂用量的效果,适用于渤海油田的油水处理系统,建议开展现场应用。

改性聚四氟乙烯膜用于油田污水精细处理

简述油田污水分离膜的应用研究现状。采用改性聚四氟乙烯膜进行油田污水处理,测试了温度、膜面流速、膜孔径、压差等对过滤速率的影响,设计了脉冲及预处理工艺来延长过滤周期。现场试验表明,采用改性聚四氟乙烯膜处理油田含油污水效果良好,处理后的水质指标基本达到SY/T 5329-1994要求,具备了工业性应用的技术基础。

纯化油田回注污水结垢性与配伍性研究

胜利纯化油田注水水源为纯梁 (油气水集输处理 )首站污水 ,碳酸钙结垢引起注水压力上升 ,影响油田生产。在室内通过加入助凝剂和混凝剂进行化学混凝、静置沉降、过滤后加入稳定剂 ,将该污水转变成为符合注入水行业标准的净化水。该净化水 pH =8.0～ 8.3,成垢离子Ca2 + 、Mg2 + 、HCO-3 等含量较高 ,但根据饱和指数SI和稳定指数SAI预测无CaCO3 结垢倾向。配伍性实验结果表明 :在油层温度 (90℃ )下密闭加热 7天 ,首站污水、纯梁油田及其边缘井产出水均产生沉淀 ;不同比例的首站污水与纯梁、边缘井产出水混合水也产生沉淀 ,相互不配伍 ;处理后的首站污水仍保持清澈透明 ,按不同比例与纯化油田及其边缘井产出水混合后 ,水色清亮 ,浊度略上升 。