高温稠油污水处理实验与应用

钻采艺2005年7月， 92DRILING & PRODUCTION TECHNOLOGYJuly, 2005油田化学高温稠油污水处理实验与应用刘勇',邹 强2,段方华3,谢华荣4(1新疆油田公司百口泉采油厂 2四川石油局钻采院3西南油气田分公司蜀南气矿 4西南油气田分公司川中油气矿)摘要: 新疆油田公司百口泉采油厂稠油污水处理站处理的采出含油污水,具有含油量高、乳化程度高、悬浮物含量高温度高等特点,提高了稠油污水处理难度。研制开发了净水剂WT- 01,利用含油污水处理的除油、除悬浮物方法,筛选出了对路的混凝沉降药剂和其它水质指标控制药剂,使处理后污水水质达到油田注水水质标准回注地层。通过现场投产运行,与地层水配伍良好,对地层基本无伤害。关键词:含油污水;稠油;污水处理;混凝沉降;污水回注中图分类号: TE 922文献标识码: A文章编号: 1006 - 768<(2005)04 - 092 -03新疆油田公司百口泉采油厂稠油污水处理站处表2稠油污水物性理的含油污水,其水质特点是:乳化程度高(≤20 um油悬浮物pH | 总硬度总碱度 总矿化度SiO2的油珠质量分数为69.3%),H2S含量高(≥10 mg//mg:*L~|/mg*L" 值/mg*L- |/mg:L- | /mg*L-1 /mg*L- !15327.1357601236125L) ,悬浮物含量高,水温高(65C ~ 75C ,油田采出水温一般≤35C)。同时该污水中含泥质砂，易于水形2.现场工程流程(见图1)成亚稳定状态;污水中含油粘度大,密度与水接近，沉降脱水→重力沉降→混凝斜板沉降→乳化油水化膜厚,且以W/O和0/W各种形式存在核桃壳过滤器- -回注于水中。这些特点使稠油污水处理难度大大提高,图1其原因是在原油开采过程和处理过程中加入大量化学助剂,污水形成了比较稳定的乳化液,很难破乳，根据现场工艺流程在室内进行模拟实验。使普通净水剂对这种稳定的乳化液作用甚微。并因.3.主要实验仪器及检测设备稠油的粘度大极易给整个处理工艺尤其是后续过滤SYW- 881混凝仪，UV - 754紫外分光光度计、工艺带来致命冲击。因此必须研究具有极强适应性核桃壳过滤柱、双滤料过滤柱。的净水剂。使用最新研制开发的wT-01高效除油4.药剂剂对该站污水进行了应用性技术研究。WT- 0I高效除油剂,分别为A、B、C三组分,组分A是用丙烯酰胺与其衍生物的共聚物,组分B与一、室内实验组分C是性能各异的助凝剂,其性能指标见表3。1.水质分析表3实验用百口泉采油厂稠油处理站原油脱出水,项目组分A组分B|组分C该区稠油的主要物性见表1,稠油污水水质见表2。pH值≤610~13≤4固含量/%(质量分数)≥4.5≥50≥30表1稠油主要物性粘度/mPars≥200≥150≥100油+沥青/% 蜡/%动力粘度/mPa's |酸值(CKOH密度/mg:L-1 .1.05~1.15 1.2~1.31.1-1.2(质量分数) (质量分数)50C 80C 100C值)/mgg-'中国煤化工30.55.51 |0s以上3468 9655.575.1注:稠油密度0.9406 g/am2 ,凝点329。MHCNMH改度确定根据现场上乙沉性,仅订头验方法。将九个盛.收稿日期: 2004-04- 20;修回日期: 2005-05-11作者简介:刘勇,工程师, 194年毕业于西南石油学院采油工程系,现就职于新疆油田公司百口泉采油厂油田I艺研究所,地址:(834011)新疆克势玛更搪泉，电话:0990)6804249。第28卷第4期.钻采工___艺Vol.28 No.4DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY●93●有500mL污水样的烧杯放在sYw-881型混凝仪混凝沉降),该步处理后的水利用核桃壳过滤器过上,加入定量的WT- 01 A剂，先以200 r/min的转速滤,取滤后水进行检测。搅拌3 min,然后转速降至60 r/min,加入定量的WT根据其它油田的应用情况和前期室内试验结-01C剂搅拌1min后静止5min,并将上层浮油和果,设计3组基准浓度,并按正交法试验,一-共设计下层沉淀与水分离(该步骤即为现场运行时的斜板6组现场模拟实验。表4 A、C 两组分复合处理效果A剂投加量| C 剂投加量含油量悬浮物含量观察结果水色/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,挂壁、悬浮、沉降浅棕色1300439_2| 部分破乳、油上浮、挂壁黄色118054I破乳较快,油上浮,悬浮物沉淀乳白560245| 破乳较快，油上浮,悬浮物沉淀5502342:| 破乳较快、油上浮、挂壁浅黄色.980427100|破乳较快、油上浮、挂壁悬浮物沉淀浮白3481824(| 破乳较快、油上浮、挂壁、悬浮物沉淀347178表5_ A、B剂复合处理效果A剂投加量| B 剂投加量含油量./mg.L" I/mg*L/mg*L~ 11| 有细小油渣悬浮于体系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、杂质下沉清澈9.| 破乳迅速、油上浮、杂质下沉9.7515|有少量油上浮、挂壁、杂质悬浮220_382(破乳迅速、油上浮、杂质下沉9.53_25| 破乳迅速、油上浮、杂质悬浮、下沉2879由表4可以看出,当A剂80ing/L,C剂30mg/LL以内，且处理后水体清澈透亮,水质可以达到新疆时,处理后水质含油560mg/L,含悬浮物245mg/L,油田注人水水质标准(Q/XJ0416- 1994)。实现了稠达到预处理目的。其作用机理是:A剂为带有较强油污水处理的处理关键:除油除悬浮物。优选出的阳离子电荷的高分子线型聚合物,对含油污水的负加药质量浓度为WT -01:A为80 mg/L;B为30 mg/离子吸附能力较强,再通过C剂的助凝作用，降低L;C为20 mg/Lo了乳化液滴界面膜的强度,使膜内包含的油被释放5.2药剂混合强度及加药时间间隔出来,并被交联后的呈网状结构的大分子链所吸附,由于稠油污水水温高,分子布朗运动较强,需试从而使污水得以初步净化。验时水的流速与药剂反应速度。为此,设计了不同使用WT- 01高效除油剂A、B两组分复合对预污水流速和加药时间间隔条件下处理效果模拟实处理后的污水进一步净化。由表5可以看出,当A验。事先确定基准取值范围,污水流动速度为:1.0剂80 mg/L.B剂20 mg/L投加量复合使用时,可使m/s.1.2 m/s、1.4 m/s,加药时间间隔为20 s.30 s.40预处理后的水进一步破乳,原油聚集上浮,悬浮物凝s(见表6)。聚下沉,处理后的水质清澈透明,达到含油量9.5中国煤化工m/s时,加药时间间.mg/L.悬浮物含量29 mg/L的最佳净化效果。该水隔≥MHCNMHG.质经核桃壳、双滤料过滤器过滤后完全可达到新疆5.3六七小便相你汨不刀川油田注入水水质标准。根据油田注入水水质标准必须对注人水进行杀实验表明,在沉降脱水含油质量浓度1 300~菌、缓蚀处理。该站稠油污水水温达65C ~ 75C经1500mg/I范围内波动时,总加药量控制在130mg/检测:腐生菌铁细菌及硫酸盐还原菌均为0,不需万万数据钻采工艺2005年7月94DRILING & PRODUCTION TECHNOLOGYJuly ,2005作杀菌处理,但水温高,腐蚀率高达0.63mm/a,本(药剂费0.98元/m})、水质稳定、动力设备少、可靠次试验筛选了较好的缓蚀剂DSB- 1,缓蚀率高达表6污水流速与加药间隔数据90% ,腐蚀率为0.063 mm/a。WT-01 AWT-01 BWT-01C|观察结果速度/时间二、现场运行情况.浓度/m*s- '/s/m*s-'/s/m.s~ '/s根据室内模拟实验结果,百口泉采油厂稠油污1.01.201.4101.4| 201.0 | 3040浊水处理站于2002年9月一次投产成功,至今运行情况良好。水质监测结果表明:处理后水质完全达到2微浊.1.4.1.020了新疆油田注人水水质标准(见表7)。30三、结论清(1)该技术具有处理流程简单、运行成本低廉表7稠油污水处理站水质指标腐蚀率水温取样点含油b2CO2H2SEFessTCBpH/mm*a~水质标准≤10≤0.3≤5≤10| ≤10 |≤0.076 !/沉降脱出水| 31500.0592.7354001.3-27.168滤后水0.013.14.10.0，0.0367.3_6性高、管理方便、能耗低等特点。参考文献(2)净水剂WT-01效果显著,达到了除去高温稠油污水中油、悬浮物目的,有效降低后续流程处理[1]杨云霞.我国主要油田污水处理技术现状及问题[J].负荷。油田地面工程,2001,20 (1):4-5(3)处理后水性质基本未变,可与地层水进行良2]伍家忠,等.油田污水处理设备进展[J].油田地面工程,2001 ,20(5):1-2.好配伍,基本对地层无伤害。(编辑:包丽屏)(上接第91页)的支撑剂的导流能力和渗透率进行了砂流速提高了10~50倍以上;当压裂液粘度为18对比实验评价,见表4。从表4可见，纤维的加入对mPa's时,其临界出砂流速提高了30~ 40倍以上。支撑剂的导流能力和渗透率的影响微乎其微(变化这说明纤维+支撑剂能够明显提高支撑剂充填层的幅度不超过5%),即纤维不会对支撑剂的导流能力稳定性,从而有利于预防压裂井支撑剂回流返吐。造成损害,不会对压裂井的增产效果造成不利影响。(3)加入一定量的纤维后,对压裂液的成胶、破表4纤维A对支撑剂导流能力的影响评价表胶性能没有影响,对支撑剂的导流能力影响可以忽纤维含量/%0.70.9略不计,即不会降低压裂井的增产效果。导流能力/m?.cm 40.57 .41.6338.339.6(4)本文筛选的A样纤维,综合性能优良,建议渗透率/um?133.7| 138.7 127.5131.5用A样进行现场试验,以检验其有效性。渗透率改变率/%3.7 - 4.6- 1.6注:闭合压力为10MPao五、结论与建议[1] Hall C Det al. Sability of Sand Arches. A Key to Sand Con-trol[J]. JPT. Iulv. 1970:n821.(1)通过研究,筛选出了适合用于纤维增强加砂[2]中国煤化工返排的玻璃短切纤维压裂技术的A样纤维,通过实验确定其合适的加量CHCNM H G7 (4).为0.9%~ 1.2%。3] 胡奥林,等.包胶支撑剂及回流控制技术的新进展[J].(2)从实验结果来看,加入纤维的支撑剂稳定性天然气工业, 1999 (3).(编辑:包丽屏) .大大提高:当压裂液粘度为50mPa's时,其临界出