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油田采油污水水质特征

发布时间:2021-4-29 8:27:53  中国污水处理工程网

  石油资源是一种非常重要的工业生产原料,近几年来随着我国社会经济的快速发展以及对石油资源需求量的不断增加,从而导致或者石油开采力度也在逐步上升。在石油生产开采过程中产生大量的采油污水,而采油污水的成分非常复杂,而且非常容易产生乳化现象,从而导致油水分离处理难度进一步增加。尤其在进入三次采油阶段后,也应用了大量的物理、化学、生物等手段来有效提升油田采收率。目前在我国石油生产开采过程中聚驱采油、二元复合驱采油、SAGD采油技术等都得到了非常广泛的应用,逐渐成为了我国石油行业提升原油采收率的主要手段。在这种情况下,针对三次采油采出液处理技术涉及的各石油行业环保生产的热点问题进行深入研究。

  1、油田采油污水水质特征

  1.1 聚驱采油污水水质特征

  在油田生产开采后期阶段聚合物驱油技术是一项非常重要的生产开采技术,聚合物驱油技术主要指的是在油田注水作业过程中在水中加入大量可溶性的高分子聚合物,以此来有效降低水相的渗透率,使得井下油水流度比得到了进一步改善,而水相的黏度也得到了进一步提升,由此进一步提升了石油的开采效率。

  聚合物驱油采油技术通常情况下采收率能够达到30%~40%,但是,通过该技术开采出来的原油含水率一般都比较高,其最高的情况下含水率能够达到80%,这就相当于每开采一吨原油,其中还有0.8t的污水。通过聚合物采油技术开采出来的污水,而且乳化现象也比较严重,与其他开采技术的产出液相比较,聚合物驱油技术采出液具有以下一些特征:

  (1)由于在开采过程中添加了一定量的驱油剂,导致其采出液中污染物以及其他含量都具有较大差异性。由于聚合物驱油技术在具体实施过程中添加了大量的水解聚丙烯酰胺,导致其采出液中通常情况下都会还有一定要在水解聚合物MPAM。由于该物质分子量比较高,很难实现降解,这就为后期油田的污水处理带来了一定的困扰。

  (2)HPAM通常情况下呈现出白色固体颗粒,其在水中溶解后会导致水的粘稠度增加。随着水溶液粘度的增加,污水中含有的油珠相互碰撞的几率就会减小,无法实现有效凝聚,如此就使得其融化稳定性比较强,油水分离的难度也比较大。当环境温度达到45℃的时候,HPAM浓度能够达到80mg/L,在这种条件下测量采出液的粘度为0.8MPa?s,而在保持同等条件的情况下,水驱采油技术得到的产出液污水的粘度通常情况下为0.6MPa?s。而随着其浓度不断增加,采出液的粘度也会呈现出迅速增长,与同等条件下水驱采出液难度相比较,HPAM采出液浓度甚至能够超过水驱采出液浓度86%左右。

  (3)聚合物驱油技术得到的采出液油珠直径都比较小,当其采出液中油的颗粒直径<10μm的时候,在实际进行污水处理过程中就必须向其中加入这样的破乳剂以及絮凝剂。而同等条件下,水驱采出液油珠平均的力就能够达到35.4μm,而聚合物采出液心中的油珠颗粒直径仅仅能够达到5μm左右,由此可见,利用聚合物驱油技术得到的采出液中油珠的平均粒径非常小。

  (4)聚合物驱油技术在实际应用过程中,其采出液中会含有大量的HPAM,而HPAM又会导致水相的黏度急剧增加,由此就会导致污水中的油珠相互之间碰撞的几率急剧下降,小油珠很难通过碰撞聚集成大油珠,由此就导致其采出液中油柱的平均粒径比较小,从而给油水分离造成极大的困扰。

  1.2 二元复合驱采出液水质特征

  二元复合驱采油技术在实际应用过程中不仅会添加大量的HPAM,而且还会加入一定让它表面活性剂,通常情况下都会使用石油磺酸盐来作为表面活性剂,通过表面活性剂能够实现对采出液中油水界面张力的有效控制,由此就会死的地层孔隙中的小油珠与回注水相互之间的作用力进一步增加,与之相适应的地层表面对原有的吸附能力也会相应的下降,进一步增强了驱油效果,有效提升了油田的采收率。

  但是由于复合驱在采出液中含有一定量的HPAM以及表面活性剂,从而使得原油出现乳化,进一步提升了原油流动性,而表面活性剂有效增强原油的增溶作用,也会导致采出液化程度增强,与聚合物驱采出液相比较其污水处理难度更大。利用普通的污水处理工艺很难达到理想的处理效果,因此必须要在污水处理过程中加入适量的破乳剂以及絮凝剂才能有效实现油水分离。

  2、油田采油污水处理现状

  2.1 油田采油污水处理后出路及水质要求

  随着石油资源需求量的不断增加,石油开采规模也在不断扩大,由此会产生大量的采出液。针对有点开采过程中产生的大量污水进行妥善处理能够有效改善生态环境,而且也能够实现水资源的合理利用,进一步提升了油田经济效益。就目前世界石油行业污水处理现状来看,经过处理的采油污水主要有以下三种出路:针对处理效率比较高的水资源可以直接回注到地层中;污水经过处理后向其中加入一定量的驱油剂可以再次用来进行采油,当其达到标准要求后可以进行外排;而在我国油田行业中,部分采油污水在经过处理后可以当成热采锅炉的水源,但是这部分水源在整个外排污水中占有的比例非常小。

  大部分经过处理后的油田采油污水都回复到了地层中,但是,我国石油行业对地层回注污水水质要求比较高,回注污水中含油量不能>20mg/L,其中的悬浮颗粒含量不能>10mg/L,因此,针对油田采油污水分离处理不断加强高效破乳剂以及絮凝剂的研究具有非常重要的现实意义。

  2.2 油田采油污水处理方法及工艺

  油田的采出液由于会受到地域因素、地层结构、原油性质、驱油方式等多种因素的影响,导致油田采出液的水质特征以及乳化特征也存在很大差异,而针对特征不同的采出液在实际进行处理的过程中,处理工艺以及处理方法也存在较大差异。不同处理工艺具体特点以及缺点也存在很大差异,因此在实际进行采油污水处理的过程中,可以通过将几种方式进行联合使用,这样才能有效提升污水处理质量。

  2.3 采油污水处理药剂

  (1)破乳剂。

  由于油田采出污水水质成分比较复杂,油水分离难度比较大,要想达到油水分离效果,就必须要针对聚合物特定的功能团进行定点化。

  ①氧化破乳。

  氧化破主要是充分利用一些氧化物质,针对聚丙烯酰胺基团进行定点氧化,从而能够使得聚丙烯酰胺浓度逐渐下降,采油污水的浓度也会相应下降,如此就使得采油污水中油珠碰撞的几率增加,从而能够使得油珠的粒径增加,进一步增强流水分离效果。

  ②高级氧化技术。

  虽然使用氧化破乳剂在一定程度上能够降低采油污水粘度,但是在一些情况下其效果并不明显,随着目前回住采油污水水质的不断提升,对采油污水氧化效果也提出了更高的要求。而高级氧化技术的出现进一步提升了采油污水的可生化性,使得污水处理效果满足了实际需求。

  (2)絮凝剂。

  在污水处理工艺中加入适当的絮凝剂能够有效增加污水的絮凝体体积,这样就能够使即通过重力实现沉降,从而有效清除污水中的絮凝物质。

  ①有机絮凝剂。

  通常情况下,油田采油污水中含有的部分小油珠以及一些固体天然颗粒都带有一定量的负电荷,因此,阳离子型有机絮凝剂油田污水处理过程中得到了非常广泛的应用,实际污水处理效果也非常好。

  ②无机絮凝剂。

  在油田污水处理过程中聚合氧化铝、聚合硫酸铝、聚合亚铁盐等都是常用的几种无机絮凝剂,无机絮凝剂在油田污水处理过程中的应用为油田带来了巨大的经济效益。随着现代化学工业的快速发展,目前在油田污水处理行业已经出现了大量新型的高分子絮凝剂,由于高分子絮凝剂具有较高的分子聚合度,因此能够有效去除油田污水中的悬浮物,通过相关研究发现,高分子絮凝剂除油效率甚至能够达到90%。

  3、结语

  油田采油污水成分非常复杂,而且生化性也比较差,而传统的采油污水处理工艺流程复杂,而且在污水处理过程中能耗也非常高。为了进一步提升油田采油污水的处理效果,就必须要针对油田采油污水成分进行深入分析,并采取相应的处理措施。(来源:大庆油田第十采油厂供水大队)

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