采油污水處理及回用研究

第26卷第3期工業(yè)水處理Vol.26 No.32006年3月Industrial W ater TreatmentMar., 2006采油污水處理及回用研究王素芳1.2,姚光源2,李家俊2,林蓓2,滕厚開(kāi)2(1.天津大學(xué)化工學(xué)院,天津300072; 2.天津化工研究設計院,天津300131)[摘要]在室內實(shí)驗研究和現場(chǎng)中試研究的基礎上提出了大慶某采油聯(lián)合站污水的優(yōu)化處理方案。大慶油田某聯(lián)合站采油污水溫度為35~45C,分別加入TS-761B.TS-761C系列反相破乳凈水劑,加藥質(zhì)量濃度為10~30mg/L,短時(shí)間攪拌混合后靜置沉降一定時(shí)間,污油和懸浮物凝聚成團上浮，出水清澈透明,含油量懸浮物均符合低滲透率油田回注水指標:油質(zhì)量濃度<5 mg/L,懸浮物<3 mg/L,粒徑中值<2.0 μm。此方法工藝簡(jiǎn)單,可利用原有設備，綜合加藥量低,藥劑可以同浮油一起回收，環(huán)保、經(jīng)濟性好。[關(guān)鍵詞]油田采油污水;凈水劑;油田回注水[中圖分類(lèi)號] X703.1 [文獻標識碼] B [文章編號 ] 1005 - 829X(2006)03 - 0071-03Study on the treatment and reuse of oilfield wastewaterang Sufang'", Yao Guangyuan?, Li Jiajun', Lin Bei, Teng Houkai?(1.College of Che mical Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2.Tianjin Research and DesignInstitute of Chemical Industry ,Tianjin 300131, China)Abstract :The optimized program is presented in accordance with the study in the laboratory and field trial uses in anoilfield produced water treating plant of Daqing Oilfield about reverse deemulsifier TS-761. TS- 761B and TS-761Care respectively introduced into oilfield produced water at 35-45 C,dosage 10-30 mg/L. The water is sedimentatedfor a short time after agitating. It shows that the floating oil and suspended solids can be dislodged from the water. Theclear and transplant water is obtained with oil content < 5 mg/L，suspended solid < 3 mg/L and medium particlesize < 2 μum. The water is qualified to meet the requirements of low percolation ratio oilfield for injection water. Thesuggested produced water treating method is technologically simple， and can be applied to the present plantinstallations by using less dosage. It is economically beneficial and harmless to the environment.Key words :oilfield produced water; reverse emulsion; oilfield injection water我國許多油田已經(jīng)到了二次和三次采油期,據TS-761系列油田污水凈水劑性能優(yōu)異,綜合加藥量統計，全國每年大約有十幾億噸油田采油污水需要小，處理后污水完全達到回注要求。處理,這些污水在處理達標以后,一部分要作為二次實(shí)驗部分采油的回注水,另-部分排放。如果污水未達到回注1.1 主要儀器設備水的要求(主要是含油量、懸浮物超標),卻仍然回注H- O0D懸浮固體測試儀;懸浮物含量測定用到地下,這將導致堵塞地層出油通道,降低注水效率膜為混合纖維素酯微孔濾膜，孔徑0.45μm;722光和石油開(kāi)采量;如果外排水不達標,就會(huì )污染環(huán)境。柵分光光度計;沉降罐;核桃殼壓力過(guò)濾罐;石英砂大慶油田2004年采油量4600t以上，回注水量達壓力過(guò)濾罐;Ls激光粒度分析儀。5億多噸,由于各種油田開(kāi)采助劑的使用，油田采出1.2 藥劑及檢測方法污水水質(zhì)變化幅度增大，污水中油、懸浮物顆粒較油田污水反相破乳凈水劑TS- 761B、TS- 761C小,通常與污水形成穩定的0/W型乳狀液，部分區(天津化工研究設計院生產(chǎn))，為具有支鏈結構的陽(yáng)塊處理后的采油污水很難達標,仍被迫回注。天津化離子聚酰胺類(lèi)產(chǎn)品,對比樣為現場(chǎng)現行使用藥劑,及工研究設計院開(kāi)發(fā)的TS-761系列油田污水反相破常規化學(xué)藥劑中國煤化工乳凈水劑具有優(yōu)異的破乳、凝聚功能,在大慶某油田水質(zhì)化學(xué)分HC N M H GSY/T5523-聯(lián)合站的實(shí)驗室小試以及中試現場(chǎng)應用研究表明:1992《油氣田水分析方法》進(jìn)行,水質(zhì)指標取自SY/T- -71-試驗研究工業(yè)水處理2006 - 03 ,26(3)5329-1994《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標及分析見(jiàn)表2。取水樣點(diǎn)為一沉入口,試驗溫度為40°C,實(shí)方法》,各項指標的檢測均依據該標準或大慶油田有驗時(shí)間為4 h。限責任公司企業(yè)標準。表2TS-761B減量試驗現象及處理后水中1.3實(shí)驗方法懸浮物濃度實(shí)驗室小試實(shí)驗:取一定量的新鮮采油污水(取試驗編號水后12h以?xún)?,放入恒溫水浴恒溫加入計算量的藥劑質(zhì)量濃度/(mg:C')030水清程度3>2>1;2.3中絮狀物明顯,1水凈水劑,攪拌混合一定時(shí)間,視情況需要再加入助凝.加藥1h后質(zhì)淺乳白,有細小絮狀物劑,靜置沉降后取清水用于分析測定。加藥2h后.水清程度3>2>1;2.3中絮狀物長(cháng)大上浮,1現場(chǎng)中試試驗:將計算量藥劑加入加藥罐,稀釋水質(zhì)變清,細小絮狀物長(cháng)大并部分上浮水清程度3、2>1;2、3水質(zhì)清澈度接近,絮狀20倍，攪拌均勻,由柱塞泵連續將藥劑稀溶液由二加藥3h后物由蓬松變得致密,1絮狀物上浮,水質(zhì)進(jìn)-次沉降罐入口處加入系統，加藥后每天早上八點(diǎn)取步變清:與2.3的差距減少水,1 h內進(jìn)行分析測定，取水規則及測定方法按大1、2.3水質(zhì)清澈透亮,水質(zhì)差別不易觀(guān)察;相加藥4h后比而言,2.3絮狀物更加致密，顏色較深,1慶油田石油管理局行業(yè)標準規定進(jìn)行。水中有少量可見(jiàn)懸浮絮狀物2結果與討論加藥4h后懸浮物.50.9質(zhì)量濃度/(mg*L)2.1聯(lián)合站污水處理流程及現存問(wèn)題實(shí)驗聯(lián)合站工藝流程:來(lái)水一+-次自然沉降由表2可以看出,TS-761B在作用時(shí)間延長(cháng)的罐一→二次混凝沉降罐-→核桃殼壓力過(guò)濾罐-→石英砂情況下, 10 mg/L添加量與20. 30 mg/L添加量的使過(guò)濾罐-→外輸回注。用效果相近,可以大幅度降低生產(chǎn)運行成本。大慶油田水驅注水水質(zhì)企業(yè)標準要求油質(zhì)量濃2.3聯(lián)合站采油污水處理中試試驗度≤8 mg/L,懸浮物質(zhì)量濃度≤3 mg/L,粒徑中值≤為解決污水不能達標回注的問(wèn)題，在小試試驗2.0μm。2005年二季度以來(lái)該站外輸回注水懸浮物成功的基礎上,將TS-761B在現場(chǎng)進(jìn)行了中試應用平均質(zhì)量濃度為9.4 mg/L,五、六月份油質(zhì)量濃度分研究,中試期間出水中油濃度均低于控制指標,懸浮別為9.7mg/L和8.7mg/L,超出回注水指標要求,物監測數據見(jiàn)表3。聯(lián)合站現存主要問(wèn)題是深處理后懸浮物超標，有時(shí)表3中試試驗期間水中懸浮物檢測數據伴隨含油量超標。加藥一沉后懸 核桃殼濾石英砂濾2.2實(shí)驗室污水處理小試實(shí)驗檢驗日期藥劑質(zhì)量浮物質(zhì)量 后懸浮物后懸浮物為選取合適的凈水劑以解決該聯(lián)合站采油污水名稱(chēng)濃度/ 濃度/ 質(zhì)量濃度/質(zhì)量濃度/(mg*L") (mg.L") (mg.L") (mg.L"')不能達標回注的問(wèn)題，分別將TS-761系列凈水劑2005 -08-1147.212.36.9在該站進(jìn)行了實(shí)驗室應用研究，篩選出了適宜的藥2005 -08-1225.211.5.劑及加藥方案。由于破乳劑的添加濃度有性?xún)r(jià)比最2005-08-13 TS-761B 20392.70.8優(yōu)值，為降低采油成本，進(jìn)行了TS-761B減量應用2005 -08-14 TS-761B 2016.56.2.研究。對比實(shí)驗結果見(jiàn)表1。取水樣點(diǎn)為二沉入口,2005 - 08-15 Ts- 761B250.751.1試驗溫度為40C,實(shí)驗時(shí)間為2h。2005-08-16 TS-761B 2:50:2005-08-17原絮凝劑304.1.7表1采油污水處理小試實(shí)驗數據.2005-08-18原絮凝劑314.59.編號22005-08-19 原絮凝劑3C11.76.3藥劑名稱(chēng)TS- 761B現場(chǎng)用藥TS-761B+TS-76IC加藥質(zhì)量濃度/(mg:L")2015+5從表3可以看出,未加TS-761B前,核桃殼濾懸浮固體/(mg.L)121.5后懸浮物質(zhì)量濃度較高(均值11.7 mg/L),而添加油質(zhì)量濃度/(mg:L-) 4.037.080.46TS-761B后,核桃殼濾后懸浮物質(zhì)量濃度較低(均值粒徑中值/μm1.1311.0543.1 mg/L),外輸水達標。停止添加TS-761B,改加現場(chǎng)原來(lái)使用的中國煤化工浮物質(zhì)量濃從表1可以看出,應用TS-761B或TS-761B+TS度又升高(均值MHcNMHG水懸浮物質(zhì)-761C可使采油污水油含量、懸浮物含量降至控制量濃度超標。指標以下，可解決現行工藝存在問(wèn)題。減量試驗情況-72-工業(yè)水處理2006 - 03,26(3)王素芳,等:采油污水處理及回用研究8月15日中試試驗不同工段出水水樣顆粒粒徑加入TS-761B后懸浮物粒徑<5 μum的微粒數分布見(jiàn)圖1~圖4,粒徑中值測量值見(jiàn)表4。明顯減少,粒徑中值由來(lái)水的45.78μum長(cháng)至二沉后的94.27μm,充分說(shuō)明TS-761B具有優(yōu)異的破乳凝聚作用,能夠使得細小懸浮固體顆粒迅速長(cháng)大，易于從系統中分離出去。2.4討論0一d15o 100 1 000實(shí)驗室小試及現場(chǎng)中試實(shí)驗表明,TS- 761B、顆粒粒徑/μmTS- 761C具有優(yōu)異的除油除懸浮物性能,這是因圖1-沉后出水顆粒粒徑分布為它們的主體成分是具有支鏈結構的高分子陽(yáng)離子聚合物,其自身攜帶的正電荷可以通過(guò)中和小油珠、懸浮固體表面的負電荷來(lái)改變它們的電性，使其得以相互碰撞并逐漸長(cháng)大;其支鏈結構使其具有良好的吸附架橋功能,能夠使得破乳后的小油珠、懸浮固0.;1b501001000體顆粒進(jìn)-步凝聚成大塊絮團,具有粗?；饔?。懸浮物顆粒中值增大后可有效提高過(guò)濾效果,從而實(shí)圖2二沉后出水顆粒粒徑分布現了外輸水的達標回注。3結論(1)經(jīng)實(shí)驗室研究和現場(chǎng)應用確定的TS-761B、TS-761C能很好地滿(mǎn)足大慶某油田聯(lián)合站采油污水處理，可充分利用現有設備使過(guò)濾后出水油質(zhì)量0.15I50 100濃度低于5 mg/L,懸浮物質(zhì)量濃度低于3 mg/L,粒顆粒粒徑/um徑中值低于2.0 μum，完全滿(mǎn)足油田回注水水質(zhì)標準。圖3核桃殼濾后出水顆粒粒徑分布(2)TS-761系列反相破乳凈水劑投加質(zhì)量濃度-般為5~30mg/L,加長(cháng)與污水作用時(shí)間,可降低加藥濃度。處理費用為0.08~0.27元/t,處理費用較st氏。(3)TS-761系列反相破乳凈水劑可使采油污D.I1 000水中的油和懸浮物凝聚長(cháng)大并.上浮，從而與浮油- -起回收,無(wú)二次污染,具有良好的經(jīng)濟。環(huán)境和社會(huì )圖4石英砂濾后出水顆粒粒徑分布效益。表4中試粒徑中值檢測 數據[作者簡(jiǎn)介]王素芳(1971- ),1997 年畢業(yè)于蘭州大學(xué),獲理學(xué)碩土;現于天津大學(xué)化工學(xué)院攻讀博士學(xué)位高級工程師。水樣來(lái)源-沉后 = 沉后核桃殼濾后 石英砂濾后電話(huà)022-26689147 Ermail:sufanfayaho.om.cno粒徑中值/μm 45.7894.271.0830.737[收稿日期] 2005 - 10- 16(修改稿).國外技術(shù)信息.聚硅鐵絮凝劑聚硅鐵絮凝劑在日本不僅在上水中應用，在排水中也加入PSI-025后pH為6.52(PAC為6.75)、濁度為0.016正式使用。尤其n(鐵):n(二氧化硅)=1:0.25的PSI-025絮(PAC為0.017)、色度為0.20(PAC為0.15)、鋁0.03(PAC為凝劑與鋁系絮凝劑相比,PSI-025即使在低溫、低濁水時(shí)也0.064),尤其表示過(guò)濾性的STR為37(PAC為5.4),約為具有高的絮凝能力,形成的絮體粒徑大,強度高,過(guò)濾速度PAC的70%,表明中國煤化工1-025添加量央。為36g/m',與P/:fYHCNMH G本上仍保持了2005年2月日本栗生凈水廠(chǎng)正式使用PSI-025。 PSI-025經(jīng)濟特性。使用前后的水質(zhì)是:鐵、錳的量和高錳酸鉀消耗量基本相同，張淑云摘自“日本化學(xué)工業(yè)日報”2005年7月1日-73-