气旋浮高效除油技术及其在电脱盐切水预处理中的应用

原油电脱盐切水除油预处理是当前炼油行业普遍面临的一个技术难题。利用自主研发的BIPTCFU-Ⅲ-4型气旋浮含油污水处理样机(CFU)在中石化沧州分公司首次进行了非常态下电脱盐切水除油预处理的现场试验研究。试验结果表明：入口含油浓度在7632.8-10658.0mg/L之间波动时,单级CFU稳定运行时的除油率可达95.0%,两级CFU稳定运行时的除油率保持在95.6%-98.6%,CFU出水含油浓度可以稳定在131.8-263.5mg/L之间,完全满足后续污水处理流程的进水要求,而且具有密闭运行、水力停留时间短等优势。气旋浮含油污水复合处理技术为电脱盐切水分级达标处理提供一条切实可行的技术解决方案,值得进一步开展工程放大应用研究。     

BIPTCFU-Ⅲ型旋流气浮一体化采出水处理样机及其在秦皇岛32-6油田的试验分析

介绍了自主研制的BIPTCFU-Ⅲ型旋流气浮一体化采出水处理样机的结构方案和工作原理,对该样机在秦皇岛32-6油田进行的包括单级CFU正交试验和单一变量影响试验、单级CFU连续运行和两级CFU串联连续运行试验结果进行了分析。结果表明:运行调试样机时需要对涉及到微气泡发生器和气液混合泵等设备的一些参数进行合理组合,以力求除油效率最高;当入口污水含油质量浓度在1 700 mg/L左右时,即使不添加任何处理药剂,单级CFU可将含油质量浓度降低到200 mg/L以下,两级CFU串联运行可将含油质量浓度降低到20 mg/L以下;自主研制的样机达到了国内同类产品的先进水平。该样机在秦皇岛32-6油田的成功试验为国内海洋石油工业的增产减污提供了可行的技术解决方案,值得进一步开展工程放大应用研究。     

海上油田含聚生产水旋流气浮装置试验研究

旋流气浮装置是海洋石油平台含聚污水的处理装置。装置将管式旋流分离器与微孔气浮、溶气气浮技术相结合,结构紧凑,占地面积小,适用于海上采油平台。针对海上油田特点试制一套处理量为15 m~3/h工业化样机,并进行油田现场试验。现场试验表明,该装置能将污水含油质量浓度从494 mg/L降到46.3 mg/L,除油率为90.6%;固体悬浮物质量浓度从269 mg/L降到41 mg/L,除悬浮物能力为84.5%。     

涡旋气浮选技术在海上油田浮式生产储油装置上的应用

南海西部某海上油田在浮式生产储油卸油装置上新增一套气浮装置,采用涡旋气浮选技术,满足了油田提液后生产污水的处理要求。通过优化装置的操作压力、进液量、涡旋状态、FPSO运动姿态、内壁清洁度等影响因素,满足了现场工业应用要求。该装置投产后,在串联模式下,CFU进口污水含油质量浓度为70 mg/L时排海质量浓度可达15 mg/L,并联模式时排海质量浓度为20~30 mg/L,含油污水处理效果良好,达到了国家标准(≤45 mg/L),该装置具有分离效率高、能耗低、成本低、操作简单、占地面积小等特点,具有良好的应用效果和推广前景。     

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。     

微气泡旋流气浮+微滤技术处理含聚污水小型试验研究

为解决现有生化及物化工艺处理含聚污水效果较差的问题,开展了双微组合工艺处理试验。该工艺包括微气泡旋流气浮和微滤两套装置。微气泡旋流气浮集旋流和气浮选技术于一体,增大了气泡与杂质的碰撞概率,从而提高处理效率;微滤采用密度较石英砂滤料小的活性镀膜滤料,表面布满微孔使得其比表面积增大,吸附能力增强,从而可以高效吸附污水中的杂质。在含聚污水处理站开展的现场试验表明:对于含聚浓度低于300 mg/L、含油浓度低于630 mg/L、悬浮物浓度低于120 mg/L的聚驱采出污水,经过双微技术处理后,含油及悬浮物浓度均达到5 mg/L以下,去除效率都较高,优于现有生化工艺;微气泡旋流气浮最佳工况为气液比1∶10,回流比15%;微滤技术最佳滤速为8 m/h,反冲洗周期24 h,最佳的气洗强度为10 L/(s·m²)。     

旋流气浮一体化技术在低含油污水处理中的应用

紧凑型气浮装置将旋流分离技术与竖流式气浮分离技术有机结合,借助低强度旋流离心力场促进微细气泡与原水中待去除污染物颗粒的碰撞粘附,进而强化气浮分离过程,具有水力停留时间短、占地面积小、处理效率高和操作要求低等优点。对BIPTCFU-Ⅲ型旋流气浮一体化含油污水处理装置的结构方案、工作原理以及现场试验情况进行了介绍,并将其处理性能与CrudeSep旋流加气浮选器的处理性能进行对比。分析结果表明,当入口污水含油质量浓度在100mg/L以下时,即使不添加任何处理药剂,BIPTCFU-Ⅲ型样机连续运行可将出水口的含油质量浓度降低到20 mg/L以下,满足压力滤罐的进水水质要求。     

组合式清水剂在南海高含水油田的应用

根据南海高含水油田的产液及污水处理流程特点，制备了前端由有机硫清水剂PC04和后端由乳液聚丙烯酰胺清水剂TC02构成的组合式清水剂。室内实验表明，当两种清水剂按照体积比4∶1分别加注时，展现出良好的清水能力。现场应用试验表明，T1系列前端清水剂PC04加注浓度为20 mg/L,后端清水剂TC02初始浓度为3 mg/L,处理后污水含油值均值为16 mg/L。T2系列前端清水剂PC04加注浓度为20 mg/L,后端清水剂TC02加注浓度为8 mg/L,处理后污水含油值均值为15 mg/L,组合式清水剂具有优异的除油效果。     

BIPTVAS-Ⅱ型轴向涡流分离器工程样机及其在流花11-1油田的现场试验

介绍了自主研制的BIPTVAS-II型轴向涡流分离器工程样机的结构和工作原理,并对其在南海流花11-1油田成功进行的正交、单一变量和连续运行现场应用试验进行了分析。试验结果表明,转鼓转速是影响其分离性能的最关键操作工艺参数,稳定、高效运行时的转速范围为1 650~1 700 r/min;在不添加任何药剂的情况下,设备以最优操作参数稳定运行,当入口污水含油量在200 mg/L左右时,分离器水出口的含油量可降低到30 mg/L以下,除油效果超过现场安装的水力旋流器。该技术的成功研发将为我国海洋石油工业的增产减污提供可行的技术解决方案,值得进一步开展工程放大应用研究。     

多相流泵溶气气浮处理含油污水的实验研究

在传统加压溶气气浮工艺的基础上,引入多相流溶气泵,结合逆流式气浮分离柱,设计了溶气泵加压溶气气浮实验装置;以自配含油污水为处理对象,研究了处理量、回流比、絮凝剂、进水含油量、进水含盐量及气浮柱高度等因素对气浮除油效果的影响。实验结果表明,系统最佳运行参数为:处理量约800L/h,回流比约25%,PAC投加量约40mg/L,处理后的出水含油量为25mg/L左右,除油率85%;另外,系统对进水含油量的波动具有很强的适应能力;水中的无机盐分影响气浮的除油效果,但在一定范围内其影响程度很小,可以忽略。     

第Ⅲ套常减压蒸馏装置电脱盐改造及运行效果

对中国石油化工股份有限公司广州分公司第Ⅲ套常减压蒸馏装置电脱盐加工原油性质、操作条件、运行效果进行了分析,分析结果表明:加工原油的劣质化、脱盐罐结构、操作温度、混合强度等均对电脱盐运行效果产生影响,其中一级脱盐罐的结构设计是关键因素之一。对一级高速电脱盐罐内构件进行了改造,电极板由水平式改为竖挂式后减小了极板间距提高了电场强度,且竖挂式电极板采用实心钢板以稳定电场空间;进油方式由电极板间油相进油改为从水相进油,提高了脱盐罐对原油的适应性,优化操作参数后,电脱盐设备运行稳定。在93%以上加工负荷率下改造后的电脱盐装置运行工况良好,脱后盐的质量浓度小于3 mg/L,水的质量分数小于0.1%,排水中油的质量浓度小于150 mg/L,脱盐脱水效果好,脱盐合格率高。     

油田污水气浮选沉降罐溶气单元工艺结构优化

为形成油田污水溶气气浮处理工艺沉降罐的结构改进方案,满足油田污水的不断提效处理,考虑溶气单元布气工艺控制面积及布气工艺控制液位高度,利用多相流混合模型,模拟研究了溶气气浮沉降罐溶气单元工艺结构对油田污水分离性能的影响。研究结果表明:合理的布气环气体释放头布置、布气环布局及布气液位高度有益于获得均衡的配水单元压力场分布、稳定有序的分离流场粒子运动迹线特征及较好的除油、除悬浮物效果;在回流比25%、溶气释放压差0.6 MPa工况下,优化确定溶气单元布气环上均匀分布的气体释放头间距为856 mm,气体释放头数量为22个,布气环布局采用双环形布气结构,其高度控制在沉降罐内10.6~9.7 m的区域;溶气单元在此优化工艺结构下,可使油田污水沉降处理的除油率和悬浮物去除率分别达到65%以上和35%以上,揭示出优化溶气单元工艺结构是实现油田污水高效气浮选处理的有效途径。     

改性纤维球滤料的工业性试验研究

针对低渗透油田对注水水质的要求 ,开发了一种改性纤维球滤料 ,并利用GLW 2 0 / 0 6改性纤维球过滤器在江汉油田马 - 36联合站进行现场工业性试验。试验结果表明 ,改性纤维球滤料亲水疏油 ,对水中污油具有拦截过滤作用 ,当进水含油质量浓量≤ 2 0mg/L时 ,除油效果可达90 % ;该滤料对水中悬浮物也有很好的去除效果 ,当进水悬浮物质量浓度≤ 2 0mg/L时 ,出水悬浮物≤ 1mg/L ;改性纤维球滤料可采用叶轮搅拌加水反冲洗再生 ,反洗周期 2 4h较合适 ;研制的改性纤维球过滤器可满足低渗透油田对注水水质的要求。     

海上稠油砂岩油藏采出程度敏感性分析与评价——以秦皇岛32-6油田为例

以秦皇岛32-6油田为研究对象,结合海上稠油砂岩油藏的实际情况,综合考虑了地质因素和开发因素对采出程度的影响。利用单因素分析方法,建立了秦皇岛32-6油田采出程度随井距、原油粘度、提液时机、油层厚度、采油速度和纵向渗透率非均质性变化的数值模型。通过对比不同模型的模拟结果可知,不同条件下采出程度的主控因素不同。其中,井距对采出程度的影响最显著,其次是地层原油粘度和纵向渗透率非均质性,而提液时机、油层厚度和采油速度的影响较小。此外,对各影响因素进行了无因次化,通过多元线性回归,得到了不同地质、流体物性、开发等因素表征采出程度的关系式,更直观地表现了不同因素变化对采出程度的影响程度。     

稠油产出水深度处理回用于热采锅炉的中试研究

对稠油产出水回用于热采锅炉进行了现场中试研究,确定了工艺流程和设计参数,并对软化工艺的选择、硬度、二氧化硅、悬浮物、总铁的去除以及运行成本和经济效益进行了分析讨论.当pH值控制在8.5～9.5,MgCl₂的投加量为200mg/L时,混凝沉降罐出水中二氧化硅、总硬度和总铁量可分别降至40mg/L、70mg/L和0.05mg/L以内.强酸树脂和弱酸树脂对硬度的去除效果都很好,但对二氧化硅的去除效果均不明显.与弱酸树脂相比,强酸树脂再生周期长、运行简单、成本较低.稠油产出水经混凝沉降罐、双滤料过滤器和强酸钠离子交换器处理后可回用于热采锅炉.     

油井采出液管式旋流预分水设备的放大设计

旋流分离设备逐渐成为油田解决高含水问题的关键技术之一,但放大后性能降低成为制约其工程化应用的主要因素。对比研究了直接理论设计、压力主导型相似放大设计和流量主导型相似放大设计3种放大设计方法;以处理量为1.0 m³/h的管式旋流预分水设备室内样机为原型,分别采用上述3种设计方法设计了处理量为10.0 m³/h的工程样机;通过数值模拟详细对比了流动特性,并开展了现场试验研究。结果表明,流量主导型相似放大设计方法所得设备不仅离心加速度最大而且轴向衰减率最小,最大切向速度衰减率仅为25.39%。该方法设计的工程样机在油田现场的运行效果与室内样机基本一致：当采出液含水率在75%~90%范围内时,在确保分水率大于50%的前提下,可以将水出口的含油质量浓度控制在1321 mg/L以下。综合来看,流量主导型相似放大设计方法具有计算周期短、实施方便等优点,可为旋流分离设备的放大设计提供理论指导。     

中原油田采油污水缓蚀阻垢技术研究

中原油田胡二污水站采油污水pH值较低、矿化度高、细菌含量高、腐蚀结垢性强,由于污水腐蚀结垢的产生,严重影响油田注水生产正常运转。研究结果表明,PAC与PAM的加量分别为40～50mg/L和1.0mg/L时,可以明显去除污水中的油及固体悬浮物;WT-809杀菌剂杀菌效果好,满足采油污水杀菌处理要求;WT-02缓蚀阻垢剂加量为50mg/L、90℃时仍具有很好的缓蚀阻垢性能,使污水腐蚀速率小于0.076mm/a,结垢量小于10mg/L,满足污水缓蚀阻垢处理要求。     

水驱油中复配絮凝剂体系的优选及性能研究

针对大庆油田污水成分较为复杂、絮凝剂和混凝剂用量大、成本高等特点,以大庆油田九厂龙一联合站污水为研究对象,实验研究了不同混凝剂和絮凝剂在不同加药浓度下的絮凝效果,从5种混凝剂和6种絮凝剂优选出较佳药剂,然后对其进行配伍性分析,确定最佳混凝剂和絮凝剂复配体系。实验研究结果表明,最佳复配体系为混凝剂GYT20 mg/L和絮凝剂MT1.0 mg/L,去浊率和除油率分别为97.42%和91.27%,悬浮物固体含量为12 mg/L。为保证油田回注水达到大庆油田现场要求,提供相应的理论和实验依据。     

生物酶解堵增产研究与应用

为了解除重质组分污染和钻井滤液污染造成的储层堵塞，研究了当前常用的2种酶阿波罗酶和SUN酶的解堵性能，?过表观分析、稳定性研究、含菌分析实验、蛋白分析实验、糖组分分析、生物表面活性剂的分析实验、与原油界面张力的测定，认识了2种酶对岩石润湿性的改善、洗油作用、乳化原油能力以及解堵机理。模拟实验结果表明，2种酶均可不同程度地解除地层的重质组分堵塞，特别是用地层水配制的阿波罗酶解堵剂能有效地解除钻井滤液对地层造成的堵塞。介绍了生物酶解堵选井原则，矿场实施工艺方案、施工方案及效果评价，在处理半径1.8 m、阿波罗酶溶液体积分数为4%条件下对海上油田2口油井已实施解堵，增产效果良好，值得类似油田借鉴。