鉆采藝2005年7月， 92DRILING & PRODUCTION TECHNOLOGYJuly, 2005油田化學高溫稠油污水處理實驗與應用劉勇',鄒 強2,段方華3,謝華榮4(1新疆油田公司百口泉采油廠 2四川石油局鉆采院3西南油氣田分公司蜀南氣礦 4西南油氣田分公司川中油氣礦)摘要: 新疆油田公司百口泉采油廠稠油污水處理站處理的采出含油污水,具有含油量高、乳化程度高、懸浮物含量高溫度高等特點,提高了稠油污水處理難度。研制開發(fā)了凈水劑WT- 01,利用含油污水處理的除油、除懸浮物方法,篩選出了對路的混凝沉降藥劑和其它水質指標控制藥劑,使處理后污水水質達到油田注水水質標準回注地層。通過現(xiàn)場投產(chǎn)運行,與地層水配伍良好,對地層基本無傷害。關鍵詞:含油污水;稠油;污水處理;混凝沉降;污水回注中圖分類號: TE 922文獻標識碼: A文章編號: 1006 - 768<(2005)04 - 092 -03新疆油田公司百口泉采油廠稠油污水處理站處表2稠油污水物性理的含油污水,其水質特點是:乳化程度高(≤20 um油懸浮物pH | 總硬度總堿度 總礦化度SiO2的油珠質量分數(shù)為69.3%),H2S含量高(≥10 mg//mg:*L~|/mg*L" 值/mg*L- |/mg:L- | /mg*L-1 /mg*L- !15327.1357601236125L) ,懸浮物含量高,水溫高(65C ~ 75C ,油田采出水溫一般≤35C)。同時該污水中含泥質砂，易于水形2.現(xiàn)場工程流程(見圖1)成亞穩(wěn)定狀態(tài);污水中含油粘度大,密度與水接近，沉降脫水→重力沉降→混凝斜板沉降→乳化油水化膜厚,且以W/O和0/W各種形式存在核桃殼過濾器- -回注于水中。這些特點使稠油污水處理難度大大提高,圖1其原因是在原油開采過程和處理過程中加入大量化學助劑,污水形成了比較穩(wěn)定的乳化液,很難破乳，根據(jù)現(xiàn)場工藝流程在室內(nèi)進行模擬實驗。使普通凈水劑對這種穩(wěn)定的乳化液作用甚微。并因.3.主要實驗儀器及檢測設備稠油的粘度大極易給整個處理工藝尤其是后續(xù)過濾SYW- 881混凝儀，UV - 754紫外分光光度計、工藝帶來致命沖擊。因此必須研究具有極強適應性核桃殼過濾柱、雙濾料過濾柱。的凈水劑。使用最新研制開發(fā)的wT-01高效除油4.藥劑劑對該站污水進行了應用性技術研究。WT- 0I高效除油劑,分別為A、B、C三組分,組分A是用丙烯酰胺與其衍生物的共聚物,組分B與一、室內(nèi)實驗組分C是性能各異的助凝劑,其性能指標見表3。1.水質分析表3實驗用百口泉采油廠稠油處理站原油脫出水,項目組分A組分B|組分C該區(qū)稠油的主要物性見表1,稠油污水水質見表2。pH值≤610~13≤4固含量/%(質量分數(shù))≥4.5≥50≥30表1稠油主要物性粘度/mPars≥200≥150≥100油+瀝青/% 蠟/%動力粘度/mPa's |酸值(CKOH密度/mg:L-1 .1.05~1.15 1.2~1.31.1-1.2(質量分數(shù)) (質量分數(shù))50C 80C 100C值)/mgg-'中國煤化工30.55.51 |0s以上3468 9655.575.1注:稠油密度0.9406 g/am2 ,凝點329。MHCNMH改度確定根據(jù)現(xiàn)場上乙沉性,僅訂頭驗方法。將九個盛.收稿日期: 2004-04- 20;修回日期: 2005-05-11作者簡介:劉勇,工程師, 194年畢業(yè)于西南石油學院采油工程系,現(xiàn)就職于新疆油田公司百口泉采油廠油田I藝研究所,地址:(834011)新疆克勢瑪更搪泉，電話:0990)6804249。第28卷第4期.鉆采工___藝Vol.28 No.4DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY●93●有500mL污水樣的燒杯放在sYw-881型混凝儀混凝沉降),該步處理后的水利用核桃殼過濾器過上,加入定量的WT- 01 A劑，先以200 r/min的轉速濾,取濾后水進行檢測。攪拌3 min,然后轉速降至60 r/min,加入定量的WT根據(jù)其它油田的應用情況和前期室內(nèi)試驗結-01C劑攪拌1min后靜止5min,并將上層浮油和果,設計3組基準濃度,并按正交法試驗,一-共設計下層沉淀與水分離(該步驟即為現(xiàn)場運行時的斜板6組現(xiàn)場模擬實驗。表4 A、C 兩組分復合處理效果A劑投加量| C 劑投加量含油量懸浮物含量觀察結果水色/mg.L-1/mg*L-1/mg*L" 12|不破乳，有少量油上浮棕色1500_5806C3(| 不破乳，有少量油上浮120056740| 部分破乳,掛壁、懸浮、沉降淺棕色1300439_2| 部分破乳、油上浮、掛壁黃色118054I破乳較快,油上浮,懸浮物沉淀乳白560245| 破乳較快，油上浮,懸浮物沉淀5502342:| 破乳較快、油上浮、掛壁淺黃色.980427100|破乳較快、油上浮、掛壁懸浮物沉淀浮白3481824(| 破乳較快、油上浮、掛壁、懸浮物沉淀347178表5_ A、B劑復合處理效果A劑投加量| B 劑投加量含油量./mg.L" I/mg*L/mg*L~ 11| 有細小油渣懸浮于體系3204406020有少量油上浮290410有少量油上浮、有沉淀.240390I有油上浮2604058(| 破乳速度快、油上浮、雜質下沉清澈9.| 破乳迅速、油上浮、雜質下沉9.7515|有少量油上浮、掛壁、雜質懸浮220_382(破乳迅速、油上浮、雜質下沉9.53_25| 破乳迅速、油上浮、雜質懸浮、下沉2879由表4可以看出,當A劑80ing/L,C劑30mg/LL以內(nèi)，且處理后水體清澈透亮,水質可以達到新疆時,處理后水質含油560mg/L,含懸浮物245mg/L,油田注人水水質標準(Q/XJ0416- 1994)。實現(xiàn)了稠達到預處理目的。其作用機理是:A劑為帶有較強油污水處理的處理關鍵:除油除懸浮物。優(yōu)選出的陽離子電荷的高分子線型聚合物,對含油污水的負加藥質量濃度為WT -01:A為80 mg/L;B為30 mg/離子吸附能力較強,再通過C劑的助凝作用，降低L;C為20 mg/Lo了乳化液滴界面膜的強度,使膜內(nèi)包含的油被釋放5.2藥劑混合強度及加藥時間間隔出來,并被交聯(lián)后的呈網(wǎng)狀結構的大分子鏈所吸附,由于稠油污水水溫高,分子布朗運動較強,需試從而使污水得以初步凈化。驗時水的流速與藥劑反應速度。為此,設計了不同使用WT- 01高效除油劑A、B兩組分復合對預污水流速和加藥時間間隔條件下處理效果模擬實處理后的污水進一步凈化。由表5可以看出,當A驗。事先確定基準取值范圍,污水流動速度為:1.0劑80 mg/L.B劑20 mg/L投加量復合使用時,可使m/s.1.2 m/s、1.4 m/s,加藥時間間隔為20 s.30 s.40預處理后的水進一步破乳,原油聚集上浮,懸浮物凝s(見表6)。聚下沉,處理后的水質清澈透明,達到含油量9.5中國煤化工m/s時,加藥時間間.mg/L.懸浮物含量29 mg/L的最佳凈化效果。該水隔≥MHCNMHG.質經(jīng)核桃殼、雙濾料過濾器過濾后完全可達到新疆5.3六七小便相你汨不刀川油田注入水水質標準。根據(jù)油田注入水水質標準必須對注人水進行殺實驗表明,在沉降脫水含油質量濃度1 300~菌、緩蝕處理。該站稠油污水水溫達65C ~ 75C經(jīng)1500mg/I范圍內(nèi)波動時,總加藥量控制在130mg/檢測:腐生菌鐵細菌及硫酸鹽還原菌均為0,不需萬萬數(shù)據(jù)鉆采工藝2005年7月94DRILING & PRODUCTION TECHNOLOGYJuly ,2005作殺菌處理,但水溫高,腐蝕率高達0.63mm/a,本(藥劑費0.98元/m})、水質穩(wěn)定、動力設備少、可靠次試驗篩選了較好的緩蝕劑DSB- 1,緩蝕率高達表6污水流速與加藥間隔數(shù)據(jù)90% ,腐蝕率為0.063 mm/a。WT-01 AWT-01 BWT-01C|觀察結果速度/時間二、現(xiàn)場運行情況.濃度/m*s- '/s/m*s-'/s/m.s~ '/s根據(jù)室內(nèi)模擬實驗結果,百口泉采油廠稠油污1.01.201.4101.4| 201.0 | 3040濁水處理站于2002年9月一次投產(chǎn)成功,至今運行情況良好。水質監(jiān)測結果表明:處理后水質完全達到2微濁.1.4.1.020了新疆油田注人水水質標準(見表7)。30三、結論清(1)該技術具有處理流程簡單、運行成本低廉表7稠油污水處理站水質指標腐蝕率水溫取樣點含油b2CO2H2SEFessTCBpH/mm*a~水質標準≤10≤0.3≤5≤10| ≤10 |≤0.076 !/沉降脫出水| 31500.0592.7354001.3-27.168濾后水0.013.14.10.0，0.0367.3_6性高、管理方便、能耗低等特點。參考文獻(2)凈水劑WT-01效果顯著,達到了除去高溫稠油污水中油、懸浮物目的,有效降低后續(xù)流程處理[1]楊云霞.我國主要油田污水處理技術現(xiàn)狀及問題[J].負荷。油田地面工程,2001,20 (1):4-5(3)處理后水性質基本未變,可與地層水進行良2]伍家忠,等.油田污水處理設備進展[J].油田地面工程,2001 ,20(5):1-2.好配伍,基本對地層無傷害。(編輯:包麗屏)(上接第91頁)的支撐劑的導流能力和滲透率進行了砂流速提高了10~50倍以上;當壓裂液粘度為18對比實驗評價,見表4。從表4可見，纖維的加入對mPa's時,其臨界出砂流速提高了30~ 40倍以上。支撐劑的導流能力和滲透率的影響微乎其微(變化這說明纖維+支撐劑能夠明顯提高支撐劑充填層的幅度不超過5%),即纖維不會對支撐劑的導流能力穩(wěn)定性,從而有利于預防壓裂井支撐劑回流返吐。造成損害,不會對壓裂井的增產(chǎn)效果造成不利影響。(3)加入一定量的纖維后,對壓裂液的成膠、破表4纖維A對支撐劑導流能力的影響評價表膠性能沒有影響,對支撐劑的導流能力影響可以忽纖維含量/%0.70.9略不計,即不會降低壓裂井的增產(chǎn)效果。導流能力/m?.cm 40.57 .41.6338.339.6(4)本文篩選的A樣纖維,綜合性能優(yōu)良,建議滲透率/um?133.7| 138.7 127.5131.5用A樣進行現(xiàn)場試驗,以檢驗其有效性。滲透率改變率/%3.7 - 4.6- 1.6注:閉合壓力為10MPao五、結論與建議[1] Hall C Det al. Sability of Sand Arches. A Key to Sand Con-trol[J]. JPT. Iulv. 1970:n821.(1)通過研究,篩選出了適合用于纖維增強加砂[2]中國煤化工返排的玻璃短切纖維壓裂技術的A樣纖維,通過實驗確定其合適的加量CHCNM H G7 (4).為0.9%~ 1.2%。3] 胡奧林,等.包膠支撐劑及回流控制技術的新進展[J].(2)從實驗結果來看,加入纖維的支撐劑穩(wěn)定性天然氣工業(yè), 1999 (3).(編輯:包麗屏) .大大提高:當壓裂液粘度為50mPa's時,其臨界出