油田含聚采出水处理工艺设计

新疆油田七东1区首次进行30×10~4t聚合物驱工业化工程,该工程产生大量含聚采出水,采出水处理规模为6 000 m~3/d。含聚采出水含有大量聚合物、凝胶,具有黏度高、乳化稳定性强的特点,处理难度极大。针对上述难点,72#三采处理站采用聚结除油、生物处理和气浮技术相结合的处理工艺,一方面加快油水分离,另一方面减少污泥浮渣量。最终出水含油和悬浮物质量浓度分别为5、12 mg/L,运行成本约为2.0元/m~3,实现了含聚采出水的低成本处理,其处理效果稳定,对油田聚合物驱采出水处理具有很好的借鉴意义。     

新疆油田超稠油采出水处理技术优化研究

新疆油田超稠油采出水具有高含油、高矿化度和高含硅量的特性,为了实现污水资源化利用,采用了超稠油采出水深度净化处理技术。在广泛调研分析的基础上指出目前污水处理系统设备与工艺适应性存在的问题,并提出了优化对策,其中包括:SUPER RO特种膜+MVR蒸发组合工艺;Al_2(SO_4)_3除硅剂+澄清器的净水除硅一体化技术;预处理+深度处理+MVC蒸发器技术;软化器结构和树脂的优化。通过优化,产水率从75%可提升到95%,处理后外输水含油质量浓度≤1 mg/L,矿化度≤20 mg/L,含硅质量浓度≤1 mg/L,能最大程度地降低油、矿化度及硅的含量且高效地实现污水资源化利用,不仅节约了大量的水资源,还提高了软化器和过热注汽锅炉运行的安全性与可靠性。     

一体化预分水装置在稠油油田的现场试验

为解决稠油油田含水率上升带来的一系列问题,开发了一体化预分水处理装置,并在某稠油油田进行了现场试验。试验结果表明,在不添加水处理药剂的条件下,该一体化除油分离设备对含水率83.7%左右的稠油采出液进行预分水,能够分离出30%～50%的污水,装置出水含油浓度≤50 mg/L,含悬浮物浓度≤50 mg/L。装置可取代稠油污水通用的"三相分离器+三级沉降"的处理工艺流程,具有除油效率高、不加药、占地面积小的特点,适用于高含水稠油油田的预分水和污水处理,具有很高的推广价值。     

高矿化度油田采出水生物处理技术

针对石南13#站采出水特点,筛选出了相应的优势菌种,提出了一套完整的生物处理流程,并对生物处理油田废水进行了实验。处理后水质满足出水COD<100 mg/L、出水石油类<10 mg/L、挥发酚<0.5 mg/L的排放标准。通过生物采出水处理装置达标处理石南13#站边缘井站原油采出水,解决了采出水排放环境污染问题,每年约可实现减排采出水131.4×104m3。     

二元复合驱采出水处理工艺小型试验

二元复合驱采出液中含有大量的表面活性剂和聚合物,油滴的界面张力增强,油水乳化严重,比常规水驱和聚驱处理难度大。通过物理化学法、生物化学法、物理过滤法3种污水处理工艺现场试验研究发现,以"气浮+生物处理+高级氧化+负压表面过滤"为主体的生物化学法处理工艺可以使采出水处理后达到二元复合驱复配的水质指标要求,且含油质量浓度小于10 mg/L、悬浮物质量浓度小于10 mg/L,30 d后保黏率为95.4%、界面张力小于1×10~(-2)mN/m,配伍性和长期稳定性较好,可以作为二元复合驱采出水处理工艺设计的主体工艺技术。在工业化推广时,对生物处理前端、除垢、过滤等工艺单元可做进一步的优化。     

江汉油区广华站水质改善措施研究

江汉油区广华站采出水矿化度高,出水悬浮物、粒径中值和铁离子均超标严重,水质达标率低。通过工艺调整,工艺前端添加1000m3的调储罐和长江大学自主研制的反相破乳剂AK-2,处理后出水悬浮物质量浓度≤4mg/L,含油量≤2mg/L,注水水质达标;另外,在絮凝沉降阶段引入"反相破乳+Fenton"反应的絮凝沉降分离净化技术,有助于铁离子的去除。调整后的工艺在广华站运行稳定可靠,大大提高了出水水质。     

成套极化水处理技术在稠油油田的试验应用

稠油油田具有原油密度高、黏度大、SRB (硫酸盐还原菌)含量高的特点,而稠油采出水具有含泥量大、处理成本高的缺点。为验证成套极化水处理装置物理法处理的优势,在胜利油田陈南联合站设置五种极端异常生产情况进行现场试验。试用该装置后,采出水含油浓度稳定在0.5～4.3 mg/L、悬浮物浓度在1.2～3.02 mg/L之间,试验效果良好。采用物理法处理含油采出水可以减少污泥的产生与处理费用,且装置高度集成,可为油田偏远区块采出液就地处理回注提供参考。     

新疆油田稠油采出水电化学深度除油除硅现场试验研究

新疆油田稠油采出水的硅含量高,目前多采用化学除硅方法,其工艺流程长,加药种类多,污泥量大,且除硅深度不能满足注汽锅炉给水水质要求。针对上述问题,通过开展超稠油采出水特性分析研究,掌握电化学净化、除硅机理;研制了一套"电化学+大直径陶瓷膜"组合超稠油采出水净化、除硅中试装置,并在新疆油田风城作业区进行了现场试验研究,验证电化学净化、除硅技术在超稠油采出水处理中的适应性,为后续进一步开展工业化应用提供技术支撑。试验结果表明:装置出水含油质量浓度可降至2 mg/L以下,出水SiO2质量浓度可降至2.07 mg/L,电化学深度除油除硅技术较常规的化学药剂法运行成本低,产生污泥量少,在稠油采出水领域具有较高的推广应用价值。     

复合生物表面活性剂在稠油含油污泥处理中的应用

新疆油田超稠油采出液泥沙含量高,在采出水处理过程中含油污泥产生量大、固液分离困难、浓缩效果差,通过采用"生物表面活性剂+生物酶+助剂"分离含油污泥中的原油,再用复合微生物制剂无害化处理含油污泥工艺技术,将处理后泥沙中的残余油进行降解,经一级和二级反应处理后的含油污泥投加复合微生物药剂可实现泥与油的分离,处理后的含油率达到了DB 65/T 3998—2017 《油气田含油污泥综合利用污染控制要求》标准要求(含油率2%)。依据该技术建设的1 000 m~3/d工业化装置,已累计处理含油污泥7.5×10~4t,回收污油1.4×10~4t,实现含油污泥处理后的干化污泥含油达标率100%。     

含聚合物污水回注对高台子组油层的污染研究

聚合物驱油提高了大庆油田原油采收率.但是,聚合物驱采出水的处理复杂、困难.通过将双15水和双30水以及含不同聚合物浓度的水样分别注入大庆油田高台子组油层模拟现场实验,根据对含聚合物污水回注前后的岩心分析和水质分析,研究了含聚合物污水的不同水样注入油层的污染情况.试验研究表明,双15水作为渗透率小于10×10-3～30×10-3μm2的油层注入水时,聚合物浓度应小于100 mg/L,作为渗透率大于60×10-3～90×10-3μm2的油层注入水时,聚合物浓度应小于200 mg/L.双30水不能作为渗透率小于10×10-3～30×10-3μm2的油层注入水,但可作为渗透率大于60×10-3～90×10-3μm2的油层注入水,聚合物浓度应小于50 mg/L.     

轴向动态反冲洗深床过滤技术处理三元采出水试验研究

三元复合驱采出液成分的变化使现有过滤罐反冲洗效果变差,导致反冲洗周期变短,聚合物在过滤罐内累积,影响过滤水质。如何有效改善过滤罐滤料反冲洗再生效果、提高过滤效能和抗冲击能力,成为三元采出水处理的重要攻关方向。基于聚驱采出水轴向动态反冲洗技术的成功应用,针对三元采出水水质情况,考察过滤级数、过滤速度和滤床结构等因素对过滤效能影响。结果表明:增加过滤级数能够提高油和悬浮物的去除率,但二级滤罐过滤效能明显低于一级滤罐;过滤速度在2.6~6.0 m/h变化时,对油去除率影响不大,降低过滤速度能够使悬浮物去除率提高5.0%~10.3%;滤床结构对过滤效能影响较大,采用Φ1.2~1.6 mm×900 mm核桃壳/Φ0.15~0.3 mm×1250 mm石榴石复合滤床处理三元采出水,油和悬浮物去除率分别为89.9%和84.2%,出水粒径中值为1.22μm。核桃壳和石榴石复合滤床是较理想处理三元采出水的滤床结构,具有较好的应用前景,当进水含油质量浓度≤170 mg/L、悬浮物质量浓度≤100 mg/L时,出水满足三元污水站“双20”水质指标要求。     

新疆油田超稠油净水除硅一体化技术研究

新疆油田超稠油采出水具有高含油、高矿化度和高含硅量的特性,针对新疆油田A作业区除硅工艺在过热注汽锅炉给水硅质量浓度为90 mg/L左右时导致注汽管网严重结垢的问题,通过大量的试验研究确定采用净水除硅一体化技术去除稠油污水中的SiO2。试验表明:采用除硅一体化工艺并选用除硅剂CG-1、CG-2和助凝剂SDJ-E3来处理新疆油田A作业区稠油污水,在60 min时除硅效果最佳,可满足标准SY 5854—2012和SY 0027—1994的要求(SiO_2≤50 mg/L);在净水除硅一体化工艺中通过分段调整加药浓度可有效除硅并净化水质,采出水pH值约为8,除硅剂CG-1可加在大罐或池子内,避免了管线结垢的问题。该技术可为解决注汽管网结垢问题提供技术指导。     

水溶性两亲聚合物稠油乳化剂的制备及驱油效率

为了提高稠油采收率、避免ASP三元复合体系在油藏中的色谱分离现象,以丙烯酰胺(AM)、苯乙烯磺酸纳(PSS)、甲基丙烯酸(MAA)、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠C_(12)AMPS为单体,采用水溶液自由基聚合法制备了含刚性基团的水溶性两亲聚合物稠油降黏剂P(AM-MAA-PS-C_(12)AMPS)。采用红外光谱(FTIR)仪分析了合成聚合物的分子结构,评价了合成聚合物溶液的性能(增黏性、界面活性、耐温耐盐性和热稳定性),并考察了两亲聚合物驱及两亲聚合物驱增效蒸汽驱效果。研究结果表明,合成两亲聚合物的黏均相对分子质量是12×10~4g/mol,热降解温度为223℃。质量浓度1000 mg/L的两亲聚合物溶液与大庆原油间界面张力为0.132 mN/m。由于两亲聚合物中表面活性单体C_(14)AMPS单元含量高,聚合物以分子内缔合为主,合成两亲聚合物的相对分子质量较低,其增黏能力不如高分子量疏水缔合聚合物AP-P4的,质量浓度1500 mg/L的两亲聚合物溶液对水测渗透率330×10~(-3)μm~2填砂管的阻力系数为51.6,残余阻力系数为16.5,具有良好的流度控制能力。在45℃下用渗透率300×10~(-3)μm~2的非均质方岩心模拟大庆条件驱替实验表明,在注入量0.6 PV时,质量浓度1500 mg/L两亲聚合物驱提高采收率(18.94%)与大庆ASP三元复合驱的(20.18%)接近,是一种三元复合驱的有效接替技术。在250℃下将1000×10~(-3)μm~2高温填砂管用于旅大超稠油降黏蒸汽驱吞吐,注入0.2 PV的质量浓度1500 mg/L的两亲聚合物稠油降黏剂闷井5 h再进行蒸汽驱,驱油效率比单纯蒸汽驱的提高了27%,是一种低成本的提高采收率技术。图11表3参19     

MVC工艺在高盐稠油采出水资源化工程中的研究及应用

针对国内某稠油油田采出水处理后回注面临的问题,确定了替代清水回用注汽锅炉的资源化处理方案。通过分析采出水水质,明确了蒸发脱盐前需要除油、除悬浮物及除硅,并根据原油黏度及水质等确定了"除油+气浮+过滤"的预处理工艺。开展了除硅室内试验及现场连续试验,投加氧化镁、碳酸钠、混凝剂、絮凝剂等药剂混凝搅拌,室内停留1 h或现场停留2.5 h后,出水硅质量浓度平均在5 mg/L左右。通过脱盐除硬工艺对比,在预处理后选择了水平管降膜MVC蒸发装置,对其系统工艺、内部结构及布管等进行分析研究,使工艺水在低于70℃时达到沸点而产生蒸发;通过在某油田资源化工程上的实际应用,产水率达69.5%,产水含盐量≤2 mg/L,完全满足注汽水质要求。该工艺在油田采出水资源化处理领域具有广阔的应用前景。     

渤海底水特稠油油藏SAGD开发方案优化

渤海L16油田具有埋藏深、特稠油、强底水的特点,常规水驱难以取得较好的开发效果。通过测试资料分析、相似油藏类比、数值模拟等多种途径的研究,认为该油藏具备SAGD开发的可行性。在此基础上,针对渤海L16油田的油藏特点,运用油藏数值模拟方法深入研究了其SAGD开发的合理油藏压力、油井(水平井)避水高度,以及注采参数。研究认为,L16油田实施SAGD开发应首先将油藏压力降低至8 MPa左右;水平生产井的避水高度为10m;最佳注汽速度为350m~3/d;注入蒸汽干度不低于80%;生产井配产525m~3/d。根据优化的SAGD合理参数,预测了渤海L16油田进行SAGD开发10年的效果,累注汽788×10~4 m~3,累产液1042×10~4 m~3,累产油180×10~4 m~3,累积油汽比0.23m~3/m~3,阶段采出程度17.1%。     

红山嘴油田稠油污水处理工艺技术研究与应用

为解决红山嘴油田稠油污水含污油密度大，粘度高，乳化严重及水温高等问题，红浅稠油处理站建成了一套400m^3/h的稠油污水处理装置，投入运行后，机组能将进口污水含油≤2000mg/L，悬浮物≤200mg/L，处理为装置总出口污水含油≤10mg/L，悬浮物≤5mg/L，达到了国家污水排放标准，该装置具有运行平稳，高效，费用较低等特点，是油田稠油污水处理的一项成功技术。     

抗盐聚合物驱采出水处理适应性分析

针对抗盐聚合物驱采出水对已建聚合物驱采出水处理站处理工艺的影响,以及常规聚合物驱采出水处理工艺及设备能否满足抗盐聚合物驱采出水处理要求等生产实际问题,进行了采出水现场掺混试验研究。将抗盐聚合物驱采出水掺入"一次自然沉降→二次混凝沉降→一次石英砂过滤→净化水"的现有聚合物驱采出水处理工艺中进行处理,当聚合物质量浓度在380 mg/L左右,掺混比例占总处理量的20%左右时,其最终处理后的水质能够达到聚驱采出污水高渗透率油层回注水水质控制指标的要求;当聚合物质量浓度在480 mg/L左右时,应当控制抗盐聚合物驱采出污水的掺混比例界限小于50%,同时调整相应处理设备的运行参数,可确保处理后的水质能够达到聚合物驱采出污水高渗透率油层回注水水质控制指标的要求,从而指导生产站的运行。     

渤海稠油油藏“调剖+乳化降黏”技术研究及矿场试验效果

渤海地区稠油资源量巨大,但受原油黏度高和储层非均质性严重等不利因素的影响,水驱开发效果较差。为使稠油乳化降黏技术在渤海稠油开发中发挥作用,以LD5-2油田储层和流体为实验对象,开展了稠油油藏"调剖+乳化降黏"技术研究及矿场试验效果分析。参考前期室内物理实验模拟结果,获取数值模拟关键输入参数,包括稠油降黏剂浓度、段塞尺寸和调剖剂段塞尺寸,通过正交试验方案模拟得到注入参数对稠油降黏剂增油降水效果影响的顺序,优化矿场试验方案。结果表明,注入参数对稠油降黏剂增油降水效果影响的主次顺序为:稠油降黏剂段塞尺寸调剖剂段塞尺寸稠油降黏剂药剂浓度。综合物理模拟和数值模拟结果,B15井组"调剖+乳化降黏"措施中,最佳降黏剂(非离子表面活性剂)加量和段塞尺寸为:1600 mg/L和0.08 PV,调剖剂药剂组成为:cp=4000 mg/L、聚∶Cr3+=180∶1,段塞尺寸0.03 PV。按该参数组合施工,预计累计产油量62.89×10~4m~3,累计增油量5.61×104m3,采收率增幅3.06%。矿场试验取得明显增油降水效果,截至2017年8月27日,净增油6906.4 m~3。图5表6参17     

稠油油藏储层冷采用活性分子的性能评价与应用*

针对边底水薄层特稠油油藏热采高轮次后注汽易窜,封堵困难,含水大幅上升导致开发效益下降的问题,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸钠(AA)、4-苯基-1-丁烯(PB)、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料、四甲基乙二胺为催化剂制备了水溶性活性分子共聚物(AAPA)。研究了油剂比、AAPA加量、pH值、Ca²⁺、Mg²⁺、温度对降黏效果的影响,分析了AAPA的降黏机理,并以多浓度多段塞式注入的方法,进行了化学降黏冷采矿场试验。结果表明,1 g/L的AAPA与原油以质量比1∶1混合后的降黏效果最佳,可使黏度(50℃)<50 Pa·s的脱气脱水稠油的静置降黏率>90%。AAPA具有耐高矿化度、易于破乳以及降黏温度范围宽的特点。其有效降黏温度范围为50~180℃;耐Ca²⁺质量浓度≤10 g/L,耐Mg²⁺质量浓度<3 g/L;pH<4时降黏乳化后的稠油可快速破乳,pH>10时可进一步提高AAPA的降黏活性。现场应用4井次,提液增油效果明显。通过多浓度多段塞的方式将AAPA注入储层可有效降低原油黏度,明显提高边底水薄层特稠油油藏冷采开发效益。     

室内超稠油高温密闭脱水模拟装置构建与应用

针对新疆油田某区块SAGD超稠油采出液呈现温度高、含水率高、粘度大、携泥砂大、油水密度差小、脱水难度大的特点,室内模拟现场高温密闭脱水工艺组建了一套SAGD超稠油采出液高温密闭模拟脱水装置,并利用此装置筛选了对路的除油剂和破乳剂。室内及现场试验结果证实,所组建的高温密闭脱水装置能够满足室内超稠油脱水评价的需求。室内所筛选的一段FCY除油剂和二段FSADG破乳剂均能有效的针对新疆油田某区块SAGD超稠油采出液进行脱水。其中,FCY除油剂加药浓度在300~500mg/L,脱水时间40min,污水含油可控制在2000mg/L左右;FSADG破乳剂加药浓度不小于200mg/L,脱水时间不小于6h,原油含水率降至1%以下。现场应用结果表明,在一段除油温度150~160℃,二段热化学温度130~140℃,FCY除油剂300mg/L,FSADG破乳剂200mg/L的条件下,一段除油罐出口污水含油小于2000mg/L,二段热化学沉降罐出口原油含水率小于0.5%,同室内实验结果保持一致。