高溫稠油污水處理實(shí)驗與應用

鉆采藝2005年7月， 92DRILING & PRODUCTION TECHNOLOGYJuly, 2005油田化學(xué)高溫稠油污水處理實(shí)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(chǎng) 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(chǎng)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(diǎn),提高了稠油污水處理難度。研制開(kāi)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(zhì)指標控制藥劑,使處理后污水水質(zhì)達到油田注水水質(zhì)標準回注地層。通過(guò)現場(chǎng)投產(chǎn)運行,與地層水配伍良好,對地層基本無(wú)傷害。關(guān)鍵詞:含油污水;稠油;污水處理;混凝沉降;污水回注中圖分類(lèi)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(chǎng)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(zhì)特點(diǎn)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(zhì)量分數為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(shí)該污水中含泥質(zhì)砂，易于水形2.現場(chǎng)工程流程(見(jiàn)圖1)成亞穩定狀態(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(guò)濾器- -回注于水中。這些特點(diǎn)使稠油污水處理難度大大提高,圖1其原因是在原油開(kāi)采過(guò)程和處理過(guò)程中加入大量化學(xué)助劑,污水形成了比較穩定的乳化液,很難破乳，根據現場(chǎng)工藝流程在室內進(jìn)行模擬實(shí)驗。使普通凈水劑對這種穩定的乳化液作用甚微。并因.3.主要實(shí)驗儀器及檢測設備稠油的粘度大極易給整個(gè)處理工藝尤其是后續過(guò)濾SYW- 881混凝儀，UV - 754紫外分光光度計、工藝帶來(lái)致命沖擊。因此必須研究具有極強適應性核桃殼過(guò)濾柱、雙濾料過(guò)濾柱。的凈水劑。使用最新研制開(kāi)發(fā)的wT-01高效除油4.藥劑劑對該站污水進(jìn)行了應用性技術(shù)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、室內實(shí)驗組分C是性能各異的助凝劑,其性能指標見(jiàn)表3。1.水質(zhì)分析表3實(shí)驗用百口泉采油廠(chǎng)稠油處理站原油脫出水,項目組分A組分B|組分C該區稠油的主要物性見(jiàn)表1,稠油污水水質(zhì)見(jiàn)表2。pH值≤610~13≤4固含量/%(質(zhì)量分數)≥4.5≥50≥30表1稠油主要物性粘度/mPars≥200≥150≥100油+瀝青/% 蠟/%動(dòng)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(zhì)量分數) (質(zhì)量分數)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(diǎn)329。MHCNMH改度確定根據現場(chǎng)上乙沉性,僅訂頭驗方法。將九個(gè)盛.收稿日期: 2004-04- 20;修回日期: 2005-05-11作者簡(jiǎn)介:劉勇,工程師, 194年畢業(yè)于西南石油學(xué)院采油工程系,現就職于新疆油田公司百口泉采油廠(chǎng)油田I藝研究所,地址:(834011)新疆克勢瑪更搪泉，電話(huà):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(guò)濾器過(guò)上,加入定量的WT- 01 A劑，先以200 r/min的轉速濾,取濾后水進(jìn)行檢測。攪拌3 min,然后轉速降至60 r/min,加入定量的WT根據其它油田的應用情況和前期室內試驗結-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(該步驟即為現場(chǎng)運行時(shí)的斜板6組現場(chǎng)模擬實(shí)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(guān)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(zhì)下沉清澈9.| 破乳迅速、油上浮、雜質(zhì)下沉9.7515|有少量油上浮、掛壁、雜質(zhì)懸浮220_382(破乳迅速、油上浮、雜質(zhì)下沉9.53_25| 破乳迅速、油上浮、雜質(zhì)懸浮、下沉2879由表4可以看出,當A劑80ing/L,C劑30mg/LL以?xún)?，且處理后水體清澈透亮,水質(zhì)可以達到新疆時(shí),處理后水質(zhì)含油560mg/L,含懸浮物245mg/L,油田注人水水質(zhì)標準(Q/XJ0416- 1994)。實(shí)現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(guān)鍵:除油除懸浮物。優(yōu)選出的陽(yáng)離子電荷的高分子線(xiàn)型聚合物,對含油污水的負加藥質(zhì)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(guò)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,使膜內包含的油被釋放5.2藥劑混合強度及加藥時(shí)間間隔出來(lái),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(dòng)較強,需試從而使污水得以初步凈化。驗時(shí)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(shí)間間隔條件下處理效果模擬實(shí)處理后的污水進(jìn)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(dòng)速度為:1.0劑80 mg/L.B劑20 mg/L投加量復合使用時(shí),可使m/s.1.2 m/s、1.4 m/s,加藥時(shí)間間隔為20 s.30 s.40預處理后的水進(jìn)一步破乳,原油聚集上浮,懸浮物凝s(見(jiàn)表6)。聚下沉,處理后的水質(zhì)清澈透明,達到含油量9.5中國煤化工m/s時(shí),加藥時(shí)間間.mg/L.懸浮物含量29 mg/L的最佳凈化效果。該水隔≥MHCNMHG.質(zhì)經(jīng)核桃殼、雙濾料過(guò)濾器過(guò)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(zhì)標準。根據油田注入水水質(zhì)標準必須對注人水進(jìn)行殺實(shí)驗表明,在沉降脫水含油質(zhì)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范圍內波動(dòng)時(shí),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(wàn)萬(wàn)數據鉆采工藝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(zhì)穩定、動(dòng)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據90% ,腐蝕率為0.063 mm/a。WT-01 AWT-01 BWT-01C|觀(guān)察結果速度/時(shí)間二、現場(chǎng)運行情況.濃度/m*s- '/s/m*s-'/s/m.s~ '/s根據室內模擬實(shí)驗結果,百口泉采油廠(chǎng)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(zhì)監測結果表明:處理后水質(zhì)完全達到2微濁.1.4.1.020了新疆油田注人水水質(zhì)標準(見(jiàn)表7)。30三、結論清(1)該技術(shù)具有處理流程簡(jiǎn)單、運行成本低廉表7稠油污水處理站水質(zhì)指標腐蝕率水溫取樣點(diǎn)含油b2CO2H2SEFessTCBpH/mm*a~水質(zhì)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(diǎn)。參考文獻(2)凈水劑WT-01效果顯著(zhù),達到了除去高溫稠油污水中油、懸浮物目的,有效降低后續流程處理[1]楊云霞.我國主要油田污水處理技術(shù)現狀及問(wèn)題[J].負荷。油田地面工程,2001,20 (1):4-5(3)處理后水性質(zhì)基本未變,可與地層水進(jìn)行良2]伍家忠,等.油田污水處理設備進(jìn)展[J].油田地面工程,2001 ,20(5):1-2.好配伍,基本對地層無(wú)傷害。(編輯:包麗屏)(上接第91頁(yè))的支撐劑的導流能力和滲透率進(jìn)行了砂流速提高了10~50倍以上;當壓裂液粘度為18對比實(shí)驗評價(jià),見(jiàn)表4。從表4可見(jiàn)，纖維的加入對mPa's時(shí),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(shuō)明纖維+支撐劑能夠明顯提高支撐劑充填層的幅度不超過(guò)5%),即纖維不會(huì )對支撐劑的導流能力穩定性,從而有利于預防壓裂井支撐劑回流返吐。造成損害,不會(huì )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(jià)表膠性能沒(méi)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(huì )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(jìn)行現場(chǎng)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(guò)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(shù)的A樣纖維,通過(guò)實(shí)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(shù)的新進(jìn)展[J].(2)從實(shí)驗結果來(lái)看,加入纖維的支撐劑穩定性天然氣工業(yè), 1999 (3).(編輯:包麗屏) .大大提高:當壓裂液粘度為50mPa's時(shí),其臨界出