采油污水处理及回用研究

第26卷第3期工业水处理Vol.26 No.32006年3月Industrial W ater TreatmentMar., 2006采油污水处理及回用研究王素芳1.2,姚光源2,李家俊2,林蓓2,滕厚开2(1.天津大学化工学院,天津300072; 2.天津化工研究设计院,天津300131)[摘要]在室内实验研究和现场中试研究的基础上提出了大庆某采油联合站污水的优化处理方案。大庆油田某联合站采油污水温度为35~45C,分别加入TS-761B.TS-761C系列反相破乳净水剂,加药质量浓度为10~30mg/L,短时间搅拌混合后静置沉降一定时间,污油和悬浮物凝聚成团上浮，出水清澈透明,含油量悬浮物均符合低渗透率油田回注水指标:油质量浓度<5 mg/L,悬浮物<3 mg/L,粒径中值<2.0 μm。此方法工艺简单,可利用原有设备，综合加药量低,药剂可以同浮油一起回收，环保、经济性好。[关键词]油田采油污水;净水剂;油田回注水[中图分类号] X703.1 [文献标识码] B [文章编号 ] 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我国许多油田已经到了二次和三次采油期,据TS-761系列油田污水净水剂性能优异,综合加药量统计，全国每年大约有十几亿吨油田采油污水需要小，处理后污水完全达到回注要求。处理,这些污水在处理达标以后,一部分要作为二次实验部分采油的回注水,另-部分排放。如果污水未达到回注1.1 主要仪器设备水的要求(主要是含油量、悬浮物超标),却仍然回注H- O0D悬浮固体测试仪;悬浮物含量测定用到地下,这将导致堵塞地层出油通道,降低注水效率膜为混合纤维素酯微孔滤膜，孔径0.45μm;722光和石油开采量;如果外排水不达标,就会污染环境。栅分光光度计;沉降罐;核桃壳压力过滤罐;石英砂大庆油田2004年采油量4600t以上，回注水量达压力过滤罐;Ls激光粒度分析仪。5亿多吨,由于各种油田开采助剂的使用，油田采出1.2 药剂及检测方法污水水质变化幅度增大，污水中油、悬浮物颗粒较油田污水反相破乳净水剂TS- 761B、TS- 761C小,通常与污水形成稳定的0/W型乳状液，部分区(天津化工研究设计院生产)，为具有支链结构的阳块处理后的采油污水很难达标,仍被迫回注。天津化离子聚酰胺类产品,对比样为现场现行使用药剂,及工研究设计院开发的TS-761系列油田污水反相破常规化学药剂中国煤化工乳净水剂具有优异的破乳、凝聚功能,在大庆某油田水质化学分HC N M H GSY/T5523-联合站的实验室小试以及中试现场应用研究表明:1992《油气田水分析方法》进行,水质指标取自SY/T- -71-试验研究工业水处理2006 - 03 ,26(3)5329-1994《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析见表2。取水样点为一沉入口,试验温度为40°C,实方法》,各项指标的检测均依据该标准或大庆油田有验时间为4 h。限责任公司企业标准。表2TS-761B减量试验现象及处理后水中1.3实验方法悬浮物浓度实验室小试实验:取一定量的新鲜采油污水(取试验编号水后12h以内),放入恒温水浴恒温加入计算量的药剂质量浓度/(mg:C')030水清程度3>2>1;2.3中絮状物明显,1水净水剂,搅拌混合一定时间,视情况需要再加入助凝.加药1h后质浅乳白,有细小絮状物剂,静置沉降后取清水用于分析测定。加药2h后.水清程度3>2>1;2.3中絮状物长大上浮,1现场中试试验:将计算量药剂加入加药罐,稀释水质变清,细小絮状物长大并部分上浮水清程度3、2>1;2、3水质清澈度接近,絮状20倍，搅拌均匀,由柱塞泵连续将药剂稀溶液由二加药3h后物由蓬松变得致密,1絮状物上浮,水质进-次沉降罐入口处加入系统，加药后每天早上八点取步变清:与2.3的差距减少水,1 h内进行分析测定，取水规则及测定方法按大1、2.3水质清澈透亮,水质差别不易观察;相加药4h后比而言,2.3絮状物更加致密，颜色较深,1庆油田石油管理局行业标准规定进行。水中有少量可见悬浮絮状物2结果与讨论加药4h后悬浮物.50.9质量浓度/(mg*L)2.1联合站污水处理流程及现存问题实验联合站工艺流程:来水一+-次自然沉降由表2可以看出,TS-761B在作用时间延长的罐一→二次混凝沉降罐-→核桃壳压力过滤罐-→石英砂情况下, 10 mg/L添加量与20. 30 mg/L添加量的使过滤罐-→外输回注。用效果相近,可以大幅度降低生产运行成本。大庆油田水驱注水水质企业标准要求油质量浓2.3联合站采油污水处理中试试验度≤8 mg/L,悬浮物质量浓度≤3 mg/L,粒径中值≤为解决污水不能达标回注的问题，在小试试验2.0μm。2005年二季度以来该站外输回注水悬浮物成功的基础上,将TS-761B在现场进行了中试应用平均质量浓度为9.4 mg/L,五、六月份油质量浓度分研究,中试期间出水中油浓度均低于控制指标,悬浮别为9.7mg/L和8.7mg/L,超出回注水指标要求,物监测数据见表3。联合站现存主要问题是深处理后悬浮物超标，有时表3中试试验期间水中悬浮物检测数据伴随含油量超标。加药一沉后悬 核桃壳滤石英砂滤2.2实验室污水处理小试实验检验日期药剂质量浮物质量 后悬浮物后悬浮物为选取合适的净水剂以解决该联合站采油污水名称浓度/ 浓度/ 质量浓度/质量浓度/(mg*L") (mg.L") (mg.L") (mg.L"')不能达标回注的问题，分别将TS-761系列净水剂2005 -08-1147.212.36.9在该站进行了实验室应用研究，筛选出了适宜的药2005 -08-1225.211.5.剂及加药方案。由于破乳剂的添加浓度有性价比最2005-08-13 TS-761B 20392.70.8优值，为降低采油成本，进行了TS-761B减量应用2005 -08-14 TS-761B 2016.56.2.研究。对比实验结果见表1。取水样点为二沉入口,2005 - 08-15 Ts- 761B250.751.1试验温度为40C,实验时间为2h。2005-08-16 TS-761B 2:50:2005-08-17原絮凝剂304.1.7表1采油污水处理小试实验数据.2005-08-18原絮凝剂314.59.编号22005-08-19 原絮凝剂3C11.76.3药剂名称TS- 761B现场用药TS-761B+TS-76IC加药质量浓度/(mg:L")2015+5从表3可以看出,未加TS-761B前,核桃壳滤悬浮固体/(mg.L)121.5后悬浮物质量浓度较高(均值11.7 mg/L),而添加油质量浓度/(mg:L-) 4.037.080.46TS-761B后,核桃壳滤后悬浮物质量浓度较低(均值粒径中值/μm1.1311.0543.1 mg/L),外输水达标。停止添加TS-761B,改加现场原来使用的中国煤化工浮物质量浓从表1可以看出,应用TS-761B或TS-761B+TS度又升高(均值MHcNMHG水悬浮物质-761C可使采油污水油含量、悬浮物含量降至控制量浓度超标。指标以下，可解决现行工艺存在问题。减量试验情况-72-工业水处理2006 - 03,26(3)王素芳,等:采油污水处理及回用研究8月15日中试试验不同工段出水水样颗粒粒径加入TS-761B后悬浮物粒径<5 μum的微粒数分布见图1~图4,粒径中值测量值见表4。明显减少,粒径中值由来水的45.78μum长至二沉后的94.27μm,充分说明TS-761B具有优异的破乳凝聚作用,能够使得细小悬浮固体颗粒迅速长大，易于从系统中分离出去。2.4讨论0一d15o 100 1 000实验室小试及现场中试实验表明,TS- 761B、颗粒粒径/μmTS- 761C具有优异的除油除悬浮物性能,这是因图1-沉后出水颗粒粒径分布为它们的主体成分是具有支链结构的高分子阳离子聚合物,其自身携带的正电荷可以通过中和小油珠、悬浮固体表面的负电荷来改变它们的电性，使其得以相互碰撞并逐渐长大;其支链结构使其具有良好的吸附架桥功能,能够使得破乳后的小油珠、悬浮固0.;1b501001000体颗粒进-步凝聚成大块絮团,具有粗粒化作用。悬浮物颗粒中值增大后可有效提高过滤效果,从而实图2二沉后出水颗粒粒径分布现了外输水的达标回注。3结论(1)经实验室研究和现场应用确定的TS-761B、TS-761C能很好地满足大庆某油田联合站采油污水处理，可充分利用现有设备使过滤后出水油质量0.15I50 100浓度低于5 mg/L,悬浮物质量浓度低于3 mg/L,粒颗粒粒径/um径中值低于2.0 μum，完全满足油田回注水水质标准。图3核桃壳滤后出水颗粒粒径分布(2)TS-761系列反相破乳净水剂投加质量浓度-般为5~30mg/L,加长与污水作用时间,可降低加药浓度。处理费用为0.08~0.27元/t,处理费用较st氏。(3)TS-761系列反相破乳净水剂可使采油污D.I1 000水中的油和悬浮物凝聚长大并.上浮，从而与浮油- -起回收,无二次污染,具有良好的经济。环境和社会图4石英砂滤后出水颗粒粒径分布效益。表4中试粒径中值检测 数据[作者简介]王素芳(1971- ),1997 年毕业于兰州大学,获理学硕土;现于天津大学化工学院攻读博士学位高级工程师。水样来源-沉后 = 沉后核桃壳滤后 石英砂滤后电话022-26689147 Ermail:sufanfayaho.om.cno粒径中值/μm 45.7894.271.0830.737[收稿日期] 2005 - 10- 16(修改稿).国外技术信息.聚硅铁絮凝剂聚硅铁絮凝剂在日本不仅在上水中应用，在排水中也加入PSI-025后pH为6.52(PAC为6.75)、浊度为0.016正式使用。尤其n(铁):n(二氧化硅)=1:0.25的PSI-025絮(PAC为0.017)、色度为0.20(PAC为0.15)、铝0.03(PAC为凝剂与铝系絮凝剂相比,PSI-025即使在低温、低浊水时也0.064),尤其表示过滤性的STR为37(PAC为5.4),约为具有高的絮凝能力,形成的絮体粒径大,强度高,过滤速度PAC的70%,表明中国煤化工1-025添加量央。为36g/m',与P/:fYHCNMH G本上仍保持了2005年2月日本栗生净水厂正式使用PSI-025。 PSI-025经济特性。使用前后的水质是:铁、锰的量和高锰酸钾消耗量基本相同，张淑云摘自“日本化学工业日报”2005年7月1日-73-