聚合物驱采出水
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聚合物驱采出水聚合物驱采出水的研究处理1.聚合物驱采出水的来源聚合物驱技术是隶属于三次采油阶段的"提高采收率" 技术中的一种强化采油工艺技术。
三次采油阶段是指在原油开采过程中,初次采油一般依靠地底压力让原油自喷而出;此后由于地下压力减小,不得不往地下注水将油驱出,称二次采油。
当前,中国多数油田处于二次采油晚期,每百吨采出液体中,含水量高达95%,综合原油采收率只有30%多一些。
在实际中多数采用的是三次采油。
随着大部分油田进入三次采油阶段,聚合物驱油得到了较广泛的应用。
聚合物驱油是一种能够提高原油采收率的工艺方法,向地层注入高粘度的聚合物溶液来大大降低流度比、扩大波及体积、提高驱油效率从而提高采收率的驱油工艺。
水解聚丙烯酰胺(HPAM)作为增稠剂用于聚合物强化驱油,可以大大提高石油的采收率,但同时也产生了大量的采油污水——聚合物驱采油污水。
这种污水不仅含有大量的油和悬浮物等污染物,而且含有大量水解聚丙烯酰胺(HPAM)。
污水粘度高,水中的油滴及固体悬浮物的乳化稳定性强,使该污水的处理难度增加了。
2.聚合物驱采出水的特性聚合物驱采油污水最大特点是其中含有聚合物。
由于聚合物的存在,使得这种污水具有一些独特的性质。
在聚合物采出水中聚合物的质量浓度小于600 mg/L,相对分子质量为200-500万。
这个特性主要体现在:①采出水中含有聚合物,会使含油污水的粘度增加。
45℃时水驱采出水的粘度一般为0.6mPa·s,而聚合物驱采出水的粘度随聚合物含量的增加而增加,一般为0.8-1.1 mPa·s;粘度的增加会增大水中胶体颗粒的稳定性,使污水处理所需的自然沉降时间增长。
②采出水的油珠变小了。
粒径测试发现聚合物采出水中油珠粒径小于10 μm的占90%以上,油珠粒径中值为3~5μm;微观测试结果表明聚合物使油水界面水膜强度增大,界面电荷增强,导致采出水中小油珠稳定地存在于水体中。
城市化与中等收入国家发展陷阱----以中国为例世界银行按人均国民总收入把世界各国分成四组,即低收入国家(低于975美元)、中等偏下收入国家(976至3855美元)、中等偏上收入国家(3856至11905美元)和高收入国家(高于11906美元)。
所谓“中等收入陷阱”是指,当一个国家的人均收入达到中等水平后,由于不能顺利实现经济发展方式的转变,导致经济增长动力不足,最终出现经济停滞的一种状态。
其特征主要是:经济增长回落或停滞、民主乱象、贫富分化、腐败多发、过度城市化、社会公共服务短缺、就业困难、社会动荡、信仰缺失、金融体系脆弱等。
2010年,中国人均GDP为4277美元,迈入“中等偏上收入国家”。
这意味着我国已进入“中等收入陷阱”的危险区域,我国发展正面临着新的考验。
长期以来。
加快增长”的目标严重威胁到我国的可持续发展,形成了“过度工业化、过度重工业化、过度出口依赖、过度粗放增长,过度投资驱动”的模式.造成了官员腐败、收入分配不公、城市二元社会(市民和农民工)、生态破坏、环境污染等许多问题.根据世界城镇化发展的普遍规律,我国仍处于城镇化率30%-70%的快速发展区间,现实表明,如果“十二五”时期国民经济能以7%左右的速度增长,按目前汇率计算,到2015年我国人均GDP将超过6000美元。
如果GDP年均增长率低于4%,则2015年人均GDP就不能达到5000美元,我们就不能实现对“中等收入陷阱”的跨越。
由下图可以看出2003年至2007年为我国的GDP迅速增长期,而2007年以后我国的GDP的增长速度逐渐减慢,为我们敲响了可能陷入中等收入陷阱的警钟。
资料来源:中华人民共和国国家统计局--年度数据--国民生产总值我国的人口红利效应减弱,由下面所给的我国的人口出生率、死亡率和自然增长率以及我国的人口年龄构成可以看出我国正在经历着劳动力从供给充裕到出现短缺的转变,即所谓的“刘易斯拐点”。
由于生育持续保持较低水平和老龄化速度加快,15-64 岁劳动年龄人口的比重自2002 年以来首次出现下降,2011年为74.4%,比上年又下降0.1 个百分点。
聚合物驱采出液化学破乳机理研究聚合物驱采出液化学破乳是指利用化学方法破坏聚合物在油水界面上形成的胶体稳定膜,从而使油水两相分离的过程。
聚合物驱采是一种增注剂技术,通过注入聚合物溶液改变油层的渗透性质,使得原本无法采出的油能被驱出来。
聚合物驱采会使油井产出的油中含有大量的聚合物,这些聚合物会形成胶体颗粒,使得油水乳化,导致油水难以分离。
需要研究聚合物驱采出液化学破乳机理,找到科学有效的破乳方法,以提高聚合物驱采的效果。
聚合物驱采出液化学破乳的机理可以分为物理破乳和化学破乳两种。
物理破乳是通过物理力将胶体颗粒聚集起来,从而使油水分离。
可以使用机械搅拌或超声波等方法来实现物理破乳。
化学破乳是指通过添加化学物质来破坏胶体膜,使油水分离。
常用的化学破乳剂有表面活性剂和酸碱等。
表面活性剂能够破坏胶体稳定膜,使胶体聚集起来,从而分离油水。
酸碱可以改变油水的酸碱性质,改变胶体颗粒的电性,使其聚集起来分离。
聚合物驱采出液化学破乳的机理还涉及到聚合物的分解和降解。
聚合物可以通过热解、氧化、酶解等方式进行分解和降解。
热解是最常用的方法之一。
通过加热聚合物溶液,使聚合物分子发生断裂,降解为低分子量的物质,从而破坏胶体稳定膜,使油水分离。
聚合物驱采出液化学破乳机理还与聚合物的化学结构和溶液条件有关。
聚合物的化学结构会影响聚合物的表面活性和胶体稳定性,从而影响破乳效果。
溶液的溶剂性质、pH值、离子强度等都会对聚合物溶液的胶体稳定性产生影响。
聚合物驱采出液化学破乳机理是一个复杂的过程,涉及到物理、化学、热力学等多个方面的知识。
需要进一步研究聚合物的性质、溶液条件等因素对破乳效果的影响,探索出科学有效的破乳方法,以提高聚合物驱采的效果。
国内油田三次采油聚合物驱采出液处理技术研究进展随着油田开发程度的不断提高,经济型采油技术便成为了研究的焦点。
三次采油聚合物驱是20世纪80年代以来国内外广泛采用的油田增油技术之一。
该技术主要依赖聚合物驱来改善油藏物理化学性质,使得原本固定于油层孔隙中的原油流动起来。
但是,聚合物驱采出液带有聚合物以及其他伴生物,可能会对生态环境造成不良影响。
因此,聚合物驱采出液的处理技术是值得深入研究的课题。
目前,国内关于聚合物驱采出液的处理技术研究主要包括以下几个方面:1.生化方法生化方法运用微生物等生物学手段将采出液中的有机物降解,以达到减少采出液中污染物的目的。
研究表明,微生物会将采出液中的各种有机物转化为水和二氧化碳等无毒物质。
该方法不仅能够降低成本和排放,而且由于生态环境原因,更符合国家绿色发展的倡导。
2.生物吸附法生物吸附法是指利用微生物、菌株及其代谢物,通过生物吸附来去除采出液中的污染物。
该技术具有良好的处理效果和高度选择性,可以有效降低聚合物驱采出液中有机物的含量。
但由于其处理效率受到温度和环境等因素的制约,缺点就是设备与操作成本较高,需要经过系统地调查和设置。
3.电化学法电化学法是利用电化学反应来进行处理,其能量消耗量低,处理过程短暂,占地面积小,适用于工业生产。
可以使用阳极氧化和电解等方法,在电极表面反应转化为氧气和水等,对污染物进行处理。
4.微波辅助技术微波辅助技术可以通过微波能量的局部加热使聚合物在采出液中分离出来。
该方法需要考虑微波功率、加热时间以及体系及模型的复杂程度,以达到处理的最佳效果。
化学法则是利用化学吸附材料进行处理,以分解采出液中有害物质。
综合利用化学态吸附材料,示例如有填充材料,吸附催化剂,粘附提取剂以及净化剂等等。
化学法的优点在于效率高,处理更灵活,可以针对性地解决问题。
总而言之,聚合物驱采出液处理技术正处于发展创新的阶段,当前需要更多的学者和研究者进行技术深入研究和实践。
聚合物驱采出液化学破乳机理研究
聚合物驱采出液化学破乳是指在油藏中使用聚合物驱进行采油过程中,通过添加特定的化学剂破乳,打破聚合物与油水混合物的胶束结构,使之发生液化,便于产油。
聚合物驱采出液化学破乳机理研究主要包括以下几个方面:
1. 聚合物的胶束结构
聚合物驱采油过程中,聚合物通过形成胶束结构与油水混合物发生作用。
胶束是由聚合物链组成的微观结构,具有亲油链段和亲水链段。
亲水链段与水分子发生作用,亲油链段与油分子发生作用。
了解聚合物的胶束结构对于破乳机理研究具有重要意义。
2. 破乳剂的作用机理
破乳剂是指能够打破聚合物胶束结构的化学剂。
破乳剂可以通过多种机理发挥作用,如改变胶束的亲水性、减少界面张力、破坏聚合物链的结构等。
破乳剂的选择与使用对聚合物驱采出液化的效果有着重要的影响。
3. 温度对破乳效果的影响
温度是聚合物驱采出液化破乳的重要因素之一。
提高温度可以降低液体的粘度,增加聚合物链的活动度,有利于破坏胶束结构,促进液化。
研究温度对破乳效果的影响,可以为聚合物驱采出液化的优化设计提供理论基础。
4. 油水相互作用机制
在聚合物驱采出液化过程中,油水相互作用对于破乳效果具有重要影响。
油水相互作用可以通过改变界面张力、溶解度等影响聚合物胶束的结构和稳定性,从而影响聚合物驱采出液化的效果。
研究油水相互作用机制可以为破乳机理的深入理解提供理论依据。
油气田地面工程()高浓度聚合物驱采出水浮选剂艾广智张韶晖薛强大庆油田设计院摘要:高浓度聚合物驱采出水的黏度显著大于水驱采出水,这使油珠的浮升及悬浮固体颗粒的沉降速度显著降低,采出水处理难度随之加大。
选择高界面活性药剂降低油水界面膜强度,降低油珠在采出水中的稳定性,选择高枝化度的药剂加快采出水中油珠聚结速度,选择合适的药剂增加气泡对油珠的浮升作用,以上述药剂作为主要组分,设计了不同浮选剂配方。
由室内实验及现场试验证明,高浓度聚合物采出水投加浮选剂CL2002100mg/L,气浮沉降8h,或投加浮选剂CL2002125mg/L,气浮沉降6h,再经二级过滤处理后水质均可达标。
关键词:高浓度聚合物;采出水;浮选剂;沉降doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2012.12.012随着大庆油田高浓度聚合物驱矿场试验的进行,采出液中聚合物浓度逐步上升,采出液水相的黏度等性质也随之变化,这使得采出液油水分离难度显著提高。
用现有的水处理药剂来处理高浓度聚驱采出水,存在着药剂投加量高和处理后水质差的问题。
1浮选剂的研制高浓度聚合物驱采出水的黏度显著大于水驱采出水,这使油珠的浮升及悬浮固体颗粒的沉降速度显著降低,采出水处理难度随之加大[1];同时,采出水中大量的阴离子型聚丙烯酰胺与常规的阳离子型混凝剂发生反应,降低药效并产生难以处理的黏性凝胶,因此限制了这类药剂的使用。
为此,选择高界面活性药剂降低油水界面膜强度,降低油珠在采出水中的稳定性,选择高枝化度的药剂加快采出水中油珠聚结速度,选择合适的药剂增加气泡对油珠的浮升作用,以上述药剂作为主要组分,设计了不同浮选剂配方。
以从中心井采出液分离出的采出水为介质,评价不同配方的浮选效果。
部分实验结果见表1。
--26油气田地面工程()由表1可见,6#配方效果较好,气浮选后水色较清,含油量为21mg/L,悬浮固体含量为34mg/L,处理效果较空白实验有明显改善。
国内油田三次采油聚合物驱采出液处理技术研究进展近年来,我国油田开采技术不断发展,发掘潜力越来越小的油田成为主要挑战之一。
为了提高油田开采效率,降低开采成本,研究人员开始将聚合物驱技术应用于三次采油过程中。
聚合物驱采出液处理技术在国内仍处于初级阶段,需要进一步研究和完善。
聚合物驱采是指在水驱过程中向油层注入聚合物溶液,通过增加驱油剂在油层中的粘度和降低溶液在油层中的渗透性,提高油层的驱油效果。
这种技术具有驱替效率高、提高采收率的优点,适用于各种类型的油田。
在聚合物驱采过程中,采出的驱油液通常需要进行处理和回收再利用。
目前,主要的处理方法包括机械分离、重力分离和化学分离。
机械分离是最常用的方法,通过沉淀、离心等过程将固体和液体分离。
重力分离是基于物理原理,通过利用重力将不同密度的物质分离。
化学分离则是将不同组分的驱油液分解、降解或改性,使其达到一定的回收再利用标准。
目前国内聚合物驱采出液处理技术仍存在一些问题和挑战。
由于油田使用的聚合物种类和性能差异较大,需要开发更多适用于不同聚合物的处理方法。
处理过程中容易产生大量的固体废弃物,对环境造成污染。
需要研究如何高效处理这些固体废物并减少对环境的影响。
采出的驱油液中可能含有一些有害物质,对人体健康和环境造成潜在风险,因此需要对这些有害物质进行有效的去除和治理。
为了解决上述问题,研究人员正在进行一系列的研究工作。
他们正在开发新的驱油液处理方法,以提高处理效率和减少对环境的影响。
通过改进沉淀和离心技术,减少处理过程中的固体废物产生,并提高回收率。
他们正在研究和开发新的去除有害物质的方法,通过化学反应和吸附等技术将有害物质转化为无害物质。
他们还在探索如何将新材料和新技术应用于聚合物驱采出液处理过程中,以提高处理效果和降低处理成本。
国内油田三次采油聚合物驱采出液处理技术研究正在取得进展,但仍面临一些挑战。
未来的研究应该重点解决处理效率、固体废物处理和有害物质去除等关键问题,以推动这一领域的发展和应用。
聚合物驱采出液破乳机理研究聚合物驱采出液破乳机理研究1. 引言聚合物驱采是一种常用的油田采油方式。
在聚合物驱采过程中,聚合物与油水乳液发生相互作用,形成聚合物驱采出液。
然而,由于乳液的稳定性,聚合物驱采出液中常常存在大量的乳液微粒,这会导致采出液的分离和回收效果下降。
因此,破乳是聚合物驱采出液处理过程中的重要环节。
本文旨在探讨聚合物驱采出液破乳的机理,为提高聚合物驱采出液的处理效果提供科学依据。
2. 聚合物驱采出液的形成机制聚合物驱采出液的形成是由聚合物与乳液微粒之间的相互作用引起的。
聚合物以其疏水性部分吸附在乳液微粒的界面上,形成一层聚合物包裹层。
聚合物的疏水链段向外延伸,阻止了乳液微粒的融合和聚集,从而稳定了乳液。
3. 破乳机理3.1 机械破乳机械破乳是通过外力的作用,使聚合物包裹层破裂,从而破乳。
传统的机械破乳方法包括搅拌法、超声波法和高压法等。
搅拌法通过搅拌器的转动使得乳液微粒发生剪切和撞击,破坏聚合物的包裹层。
超声波法则是利用超声波的高频振动产生剧烈的微动,从而破坏聚合物的包裹层。
高压法是利用高压力将乳液微粒推过很小的孔隙,产生液体剪切和撞击,促使聚合物的包裹层破裂。
这些机械破乳方法在一定程度上可以有效地破乳,但同时也有能耗大、操作复杂等问题。
3.2 化学破乳化学破乳是通过添加破乳剂改变聚合物包裹层的性质,使其破裂而实现破乳的。
常用的破乳剂有表面活性剂、酸和碱等。
表面活性剂可以改变乳液微粒的表面活性,破坏聚合物的包裹层,促使乳液微粒相互融合。
酸和碱可以改变聚合物的溶解度,使其从乳液微粒界面上脱附。
化学破乳方法对能耗较低,操作简单,但对环境有一定的影响。
4. 聚合物驱采出液破乳机理的研究进展目前,对聚合物驱采出液破乳机理的研究主要集中在以下几个方面:4.1 聚合物破裂机理的研究聚合物破裂是破乳的关键步骤。
目前的研究主要通过观察聚合物包裹层的形貌变化和聚合物在乳液微粒上的吸附状态等来分析聚合物破裂的机制。
国内油田三次采油聚合物驱采出液处理技术研究进展摘要:随着我国油田二次采油工艺的逐步推广,油田开发进入三次采油阶段。
三次采油中,聚合物驱是一种常用的采油方法,可以有效地提高油田的采收率。
聚合物驱采出液中的含漂白剂和溶解性物质对地下水环境有一定的危害。
本文综述了国内油田三次采油中聚合物驱采出液处理技术的研究进展,包括物理处理、生物处理和化学处理等方法及其优缺点,旨在为油田聚合物驱采出液的环境友好处理提供参考。
关键词:聚合物驱采出液;物理处理;生物处理;化学处理引言物理处理物理处理是指采用物理方法对聚合物驱采出液进行处理的方法。
目前,常用的物理处理方法有沉淀、过滤和膜分离等。
沉淀法是将聚合物驱采出液中的固体颗粒通过重力沉降分离出来的方法。
该方法处理简单、成本低廉,但处理效果有一定的限制。
过滤法是将聚合物驱采出液通过滤网进行过滤分离的一种方法。
可以根据颗粒物的大小选择不同孔径的滤网,达到过滤的目的。
过滤法处理效果较好,但滤网容易堵塞,需要经常更换。
膜分离是一种将液体通过特殊膜材料分离的方法。
可以选择不同孔径的膜材料,将聚合物驱采出液中的固体颗粒和溶解性物质分离出来。
该方法处理效果较好,但设备成本较高。
生物降解是利用微生物降解聚合物驱采出液中的有机物的方法。
通过添加适量的菌种和调节环境条件,使聚合物驱采出液中的有机物被微生物降解,达到净化的目的。
该方法处理效果较好,但需要耗费一定的时间和能量。
化学处理氧化法是通过添加氧化剂将聚合物驱采出液中的有机物氧化分解的方法。
常用的氧化剂有过硫酸钠和高锰酸钾等,可以有效地降解有机物。
该方法处理效果较好,但需要控制氧化剂的投加量和操作条件。
总结国内油田三次采油聚合物驱采出液处理技术的研究进展主要包括物理处理、生物处理和化学处理等方法。
物理处理方法处理简单、成本低廉,但处理效果有限;生物处理方法处理效果较好,但耗时耗能;化学处理方法处理效果较好,但需要控制投加量和操作条件。
聚合物驱采出液处理方法聚合物驱采出液处理方法摘要:随着国内外油田的开发和生产规模不断扩大,聚合物驱采技术被广泛应用于各类油藏。
然而,聚合物驱采过程中产生的大量聚合物驱采出液不仅对油藏环境有一定的影响,同时也给油田开发和生产带来一定的困扰。
因此,如何高效处理聚合物驱采出液已经成为当前石油工业亟待解决的问题。
本文综述了聚合物驱采出液的主要组成成分、处理方法以及处理效果,并通过具体案例,对各种处理方法进行评估和比较,以期为油田开发和生产提供一定的参考依据。
一、引言随着油田开发的不断深入,常规采油方式逐渐显得力不从心。
为了提高采收率,节约能源,减少环境污染,适应目前国际油价下跌的形势,聚合物驱采技术应运而生。
聚合物驱采技术是将聚合物溶液注入油层,改变油水相分布,从而达到增加原油驱油效果的方法。
然而,在聚合物驱采过程中,由于岩石孔隙结构、岩石表面性质等因素的影响,聚合物驱采出液中不可避免地会携带一定数量的固体颗粒、重金属离子、有机物等污染物,这给油田开发和生产带来了很大的难题。
因此,研究和发展高效的聚合物驱采出液处理方法势在必行。
二、聚合物驱采出液的主要组成成分聚合物驱采出液是指在聚合物驱油过程中,从油藏中驱出的含有聚合物、油水和固体颗粒等成分的复杂液体。
根据不同的聚合物驱采剂和油藏条件,聚合物驱采出液的组成成分有所差异。
一般来说,聚合物驱采出液主要包括以下几个方面的内容。
1. 聚合物:聚合物是聚合物驱采出液的主要成分之一。
聚合物可以通过多种方式合成,例如使用乳化聚合方法、溶液聚合方法等。
聚合物有不同的结构和性质,可以适应不同类型油藏的驱油效果。
2. 油水:由于聚合物驱采过程中驱出的是油藏中的混合液体,因此油水是聚合物驱采出液中另一个重要的成分。
油水的含量对聚合物驱采效果有一定的影响,因此合理调整油水比例,可以提高聚合物驱采效果。
3. 固体颗粒:固体颗粒主要来自于岩石颗粒的溶解、油水界面的自然沉降等。
这些固体颗粒对聚合物驱采系统的稳定性和油层渗透性有一定的影响,因此,必须对其进行有效处理。
聚合物驱采出水的研究处理
1.聚合物驱采出水的来源
聚合物驱技术是隶属于三次采油阶段的"提高采收率" 技术中的一种强化采油工艺技术。
三次采油阶段是指在原油开采过程中,初次采油一般依靠地底压力让原油自喷而出;此后由于地下压力减小,不得不往地下注水将油驱出,称二次采油。
当前,中国多数油田处于二次采油晚期,每百吨采出液体中,含水量高达95%,综合原油采收率只有30%多一些。
在实际中多数采用的是三次采油。
随着大部分油田进入三次采油阶段,聚合物驱油得到了较广泛的应用。
聚合物驱油是一种能够提高原油采收率的工艺方法,向地层注入高粘度的聚合物溶液来大大降低流度比、扩大波及体积、提高驱油效率从而提高采收率的驱油工艺。
水解聚丙烯酰胺(HPAM)作为增稠剂用于聚合物强化驱油,可以大大提高石油的采收率,但同时也产生了大量的采油污水——聚合物驱采油污水。
这种污水不仅含有大量的油和悬浮物等污染物,而且含有大量水解聚丙烯酰胺(HPAM)。
污水粘度高,水中的油滴及固体悬浮物的乳化稳定性强,使该污水的处理难度增加了。
2.聚合物驱采出水的特性
聚合物驱采油污水最大特点是其中含有聚合物。
由于聚合物的存在,使得这种污水具有一些独特的性质。
在聚合物采出水中聚合物的质量浓度小于600 mg/L,相对分子质量为200-500万。
这个特性主要体现在:
①采出水中含有聚合物,会使含油污水的粘度增加。
45℃时水驱采出水的粘度一般为
0.6mPa·s,而聚合物驱采出水的粘度随聚合物含量的增加而增加,一般为0.8-1.1 mPa·s;粘度的增加会增大水中胶体颗粒的稳定性,使污水处理所需的自然沉降时间增长。
②采出水的油珠变小了。
粒径测试发现聚合物采出水中油珠粒径小于10 μm的占90%以上,油珠粒径中值为3~5μm;微观测试结果表明聚合物使油水界面水膜强度增大,界面电荷增强,导致采出水中小油珠稳定地存在于水体中。
因而增加了处理难度,使处理后的污水中油含量较高。
③由于阴离子型聚合物的存在,严重干扰了絮凝剂的使用效果,使絮凝作用变差,大大增加了药剂的用量。
同时,处理后的水质达不到原有水质标准,油含量、悬浮固体含量严重超标。
④由于聚合物吸附性较强,携带的泥沙量较大,大大缩短了反冲洗周期,增加了反冲洗的工作量。
同时由于泥沙量增大,要求处理各工艺环节排泥设施必须得当,必要时需增加污泥处理环节。
3.聚合物驱采出水常规处理技术
现在广泛应用的工艺是两级沉降、一次压力过滤的处理工艺,如果用此工艺来处理聚合物采出水,一方面将增加沉降时间、降低过滤器滤速,从而增大地面构筑物规模,加大基础设施投资,另一方面,聚合物还会干扰絮凝剂的使用效果,使处理后的水质达不到原有水质标准,油含量、悬浮固体含量严重超标。
因此,针对目前使用处理工艺的不足,人们研究了各种简化流程和提高处理效果的设备和工艺。
3.1大庆油田聚合物驱采出水工艺流程
随着聚合物驱油技术的大面积推广,目前全油田已建成28座聚驱采出水处理站,其中23座为二级沉降与一级压力过滤流程,占全部聚驱采出水处理站的82.1%。
3.2改进的处理设备
3.2.1立式除油罐
它是重力分离型除油、除悬浮固体构筑物,在三段重力处理工艺流程中处于第一段。
在此罐中,一部分小油粒由于自身在静水中上浮速度不同及水流速度的推动,不断碰撞聚结成大油粒而上浮,无上浮能力的部分小油粒随水进入集水管,经出水系统排出。
3.2.2沉降罐
沉降罐是用于采出水中油、水、泥分离的构筑物在三段重力处理工艺流程中处于第二段。
通过投加混凝剂来提高与液体内不同物质的密度差值,增大油粒浮升速度和悬浮物下沉速度,减少沉降时间,从而提高除油效率,与自然沉降罐主要区别在中心设置混凝反应筒。
4.聚合物驱采出水处理新技术
随着三次采油的扩展,聚合物驱采出水的数量在逐年增多,常规处理技术由于对聚合物去除率较低,处理后的污水含有大量的聚合物,所以不能回注到低渗透地层。
有必要针对聚合物采出水的特点研究高效的油水分离工艺,使处理后的污水能用于配制聚合物回用,从而实现含聚污水利用的良性循环。
根据调研结果,现在已经提出了活性炭和生物炭床吸附法、超声波降解聚合物法、膜分离技术、电解絮凝法等经济可行的处理技术。
4.1活性炭和生物炭床吸附法
活性炭吸附原理:固体表面有吸附水中溶解性物质及胶体物质的能力,表面积很大的活性炭等具有很高的吸附能力,可用作吸附剂。
一般都制成粉末或颗粒状。
粉末状的活性炭吸附能力强,制备容易,价格较低,但再生困难,一般不重复使用。
颗粒活性炭价格较高,但可再生后重复使用,并且使用时的劳动条件较好,操作管理简单。
生物炭床法:生物炭工艺是一新兴污水处理技术,是在活性炭表面培养出微生物膜,利用活性的吸附能力和微生物的生化功能,相辅相承地达到更好的处理效果,而且活性炭不必再生。
4.2超声波降解聚合物法
超声波技术作为一种新的废水处理技术,在国外已有大量实验室的基础研究成果,并有部分进入实际应用,被认为是一种有前途的废水处理技术。
超声波对有机物的降解基于以下两个理论。
1)空化理论:超声波对有机物的降解不是直接的声波作用,因为超声波在液体中的波长为10~0.015 cm,远远大于分子的尺寸,而是和液体中产生的空化气泡的崩灭有密切关系,其动力来源是声空化。
2)自由基理论:在空化作用产生的高温、高压下,水分子裂解产生自由基。
自由基由于含有未配对电子,所以其性质活泼,很容易进一步反应成为稳定分子。
对超声波降解聚合物主要在聚合物解聚上,其降解机理如前所述,主链被空化作用产生的高温高压环境以及水力剪切力作用而断裂,形成自由基,自由基之间相互反应形成新的化合物。
超声波的空化作用可以将一部分难生化降解的聚合物转化为黏度较低的易降解的小分子物质。
超声波功率的提高有利于污水中聚合物的降解,从而更加有效地降低溶液的黏度。
但是这种增加的趋势随着功率的增加变缓。
超声波功率超过400W,对污水黏度的降低有限。
4.3电解絮凝法
在电解絮凝法中以铁为阳极,电极反应为:
阳极反应:Fe−2e‾→Fe2+
阴极反应:2H2O+2e‾→H2+2OH‾
阳极反应产物和阴极反应产物反应:Fe2++2OH‾→Fe(OH)2
生成的Fe(OH)2在空气中逐渐氧化Fe(OH)3,与聚合物絮凝沉淀,将其从水中去除,负极产生的氢气起到搅拌的作用。
电解絮凝浮选的工艺流程:将油田污水放入高位水箱,在搅拌条件下流入电絮凝浮选器中;等水位到达规定度时,启动电源,进行电絮凝浮选;一定时间后,在取样点取样分析(测定水中含油量、浊点、COD值等),同时水样进行砂滤,取出一定量水进行水质分析。
4.4膜分离技术
膜分离技术是在近20多年迅速发展起来的分离技术,用超过滤法处理原油废水以及结合盐析用反渗透法处理浮状液废水的研究已有不少报道。
若采用反渗透和超过滤联合处理,在除污同时还可降低COD和BOD。
膜分离技术就是利用膜的选择透过性进行分离和提纯的技术。
膜由合成的高分子材料制成,具有形态较整齐的多孔结构,孔径分布均匀。
过滤时,所有大直径的粒子全部拦截在滤膜表面上。
膜法处理可根据废水中油粒子的大小,合理地确定膜截留分子量,且处理过程中一般无相的变化,常温下操作,有高效、节能、投资少、污染少的特点。
近年来,越来越多的膜分离技术开始用于油田采出水的处理。
常应用于采油废水处理的膜,包括反渗(RO)、超滤(UF)、微滤(MF)、电渗析(E)和纳滤(NF)等。
目前,在国内外各大油田应用较多的是超滤膜技术。
UF膜孔径一般在1nm-1μm之间,截留固体颗粒、胶体及相对分子质量为1000一100000的大分子,RO膜几乎完全可以将相对分子质量为150以上的有机组分截留。
UF+RO膜技术的组合处理高含盐的采出水,可达到回注要求水质。
经过该工艺处理的水中,悬浮物含量和油含量完全能达到SY/T5329―94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法)A1级标准。
其中悬浮物含量小于1mg/L,含油量小于4mg/L,粒径中值小于1μm。
膜分离技术用于采出水的处理具有明显的优点: 1.化学稳定性好,可用强酸、强碱、强氧化剂还原剂等来清洗再生。
2.机械强度高,能在高温高压下使用和清洗。
3.出水水质好,水质稳定4.设备使用寿命长、占地面积少、配套设施少。