三元复合驱采出水处理试验研究

针对三元复合驱采出水黏度大、污水中油珠粒径小、乳化程度高、难以分离的问题,研制了具有除油功能的除油剂D01001.通过室内试验研究了除油剂投加量、药剂强化反应的搅拌强度和搅拌时间,以及药剂反应后捕获时间对三元复合驱采出水除油效果的影响,并在此基础上开展了小型处理试验装置的现场试验研究,小型处理试验装置出水含油平均为29.27 mg/L,可以满足大庆油田过滤设备要求的进水含油量指标.     

三元复合驱采出水复合清水剂的研制及应用

三元复合驱采出水含油量和悬浮固体含量高,去除困难,造成处理后回注采出水含油量和悬浮固体含量严重超标。为此,研制了由pH调节剂、混凝剂和助凝剂构成的复合清水剂CF1001、CF1002和CF1003。CF系列复合清水剂在大庆油田北三西试验区一口中心井和杏二中试验站三元复合驱采出水处理中得到了成功应用,处理后采出水的含油量和悬浮固体含量分别低于水驱采出水回注高渗透率油藏的含油量（20mg/L）和悬浮固体含量（10mg/L）的控制指标。     

三元复合驱采出水处理研究进展

随着三元复合驱采油技术在油田的广泛应用,三元复合驱采出水产量不断增加。三元复合驱采出水水质复杂,具有矿化度高、黏度大、含油乳化程度高、小油滴含量高、油水分离困难等特点,对油田生产和环境的影响日益严重。因此,开展三元复合驱采出水高效处理方法的研究成为一项重要的任务。本文分析了影响三元复合驱采出水油水分离特性的各种因素,介绍了目前国内应用于三元采出水处理的先进技术,如膜分离法、气浮选分离法、高级氧化法、微生物法等,阐述了这些处理技术的优势及存在的问题,重点介绍了气浮选分离法和微生物法在三元采出水处理中的应用情况,并对大庆油田三元复合驱采出水现场处理工艺进行了介绍,最后对今后的研究工作提出了一些展望。     

化学药剂在三元复合驱采出水处理中的应用

介绍了三元复合驱采出水特性,油田采出水中油的存在形态以及除油方法,三元复合驱组分对采出水油水分离效果的影响。重点综述了化学药剂在三元复合驱采出水处理中的应用,并提出了今后三元复合驱采出水处理的建议。     

油水分离剂在低驱油剂含量三元复合驱采出液处理中的应用

通过室内和现场试验评价了针对聚合物驱采出液研制的油水分离剂SP1003处理大庆油田杏二中试验区低驱油剂含量(NaOH388mg/L,重烷基苯磺酸盐表面活性剂25mg/L,部分水解聚丙烯酰胺108mg/L)三元复合驱采出液的可行性。现场试验过程中在SP1003加药量为30mg/L的情况下,游离水脱除器放水和水处理设施进水含油量分别由试验前的平均40030mg/L和1547mg/L降低到858mg/L和197mg/L,降低幅度分别为97.9%和87.3%。试验过程中还发现杏二中试验站游离水脱除器前的离心脱水泵造成采出液严重二次乳化,二次乳化后的采出液在脱水泵至游离水脱除器间管道内的停留时间过短使得采出液中的油珠聚并不充分,以及采出液处理设施运行不平稳都对杏二中试验区三元复合驱采出液和采出水处理有非常严重的不良影响。     

三元复合驱采出污水处理技术的研究

概述了国内在三元复合驱采出污水O/W乳状液稳定机理、悬浮固体组成和检测问题、处理工艺和设备、水处理剂等方面的研究情况。重点介绍了反向破乳剂、油水分离剂、絮凝剂、除硅剂、水质稳定剂的应用,针对今后三元复合驱采出水处理技术的研究提出了一些建议。     

酸洗作业油井投产初期产出液对三元复合驱采出水悬浮固体含量的影响

井筒酸洗作业油井投产初期,大庆油田北二西三元复合驱试验区处理后回注采出水悬浮固体含量大幅度升高。以北二西试验区混合采出水、模拟北二西试验区混合采出水、模拟井筒酸洗作业油井投产初期产出水为介质,研究了酸洗作业油井投产初期产出水中的酸洗液添加剂、固体颗粒和成垢离子对北二西试验区三元复合驱采出水悬浮固体含量的影响,确定悬浮固体含量显著升高的主要原因是酸洗作业油井投产初期产出水中含有大量Ca2+、F-、Fe2+,与地面掺水中的S2-和CO2-3作用产生硫化亚铁、碳酸钙、碳酸亚铁、氢氧化亚铁、氟化钙等新生矿物微粒;另外作业油井投产初期产出水中的Al3+与地面掺水中的部分水解聚丙烯酰胺作用形成聚合物微凝胶,也对采出水的悬浮固体含量有一定的影响。     

三元复合驱采出水碱度测定方法研究

三元复合驱采出水碱度测定采用多种不同指示剂进行对比测试研究。实验结果表明,水样pH<12时,采用酚酞-甲基红及溴甲酚绿-甲基红有良好的测试效果;pH>12时,采用溴甲酚绿-甲基红可获得可靠的结果。因此,推荐使用溴甲酚绿-甲基红指示剂作为三元复合驱采出水碱度测定的方法。     

大庆油田弱碱三元复合驱采出液特性实验

与NaOH为碱剂的强碱驱油体系相比,Na_2CO_3为碱剂的弱碱三元驱采出液,腐蚀性小、结垢轻,对油藏伤害小,目前在大庆油田已有应用。现利用界面流变仪测定采出液界面强度;激光粒度分布仪测定采出污水中悬浮固体粒径以及油珠粒径分布;实验发现弱碱三元复合驱采出液的界面粘度在0.012MPa·s以内;污水中悬浮固体粒径以及油珠粒径随着温度升高而增大。     

三元复合驱采出水中新矿微粒析出的影响因素研究

三元复合驱采出水静止沉降过程中出现悬浮固体浓度不降反增的现象,并伴随有新矿微粒析出,致使悬浮固体去除难度加大。用Downhole Sat结垢预测软件探讨p H值、温度、碱土金属离子及HCO3-浓度对三元复合驱采出水中新生矿物微粒析出影响。结果表明:影响三元复合驱采出水中新生矿物微粒析出的主要因素为碱土金属离子,采用水质稳定剂配方可有效抑制掺水中新矿微粒析出,当WSBL-3型水质稳定剂的投加量为1 g时,悬浮固体的质量浓度仅为2 mg/L。     

大庆油田三元复合驱采出水处理工艺技术

三元复合驱采出水处理工艺技术一直是制约三元复合驱发展的瓶颈问题之一。针对三元复合驱采出水水质成分复杂、油水乳化严重、分离效果差、处理工艺复杂等一系列问题,大庆油田经过10年多的科研攻关,最终形成了较为实用的三元复合驱采出水处理工艺。研制了分离效果更高的序批式沉降分离设备,创新形成了"序批式沉降+两级双滤料过滤"处理工艺,筛选出过滤效率更高的海绿石滤料,并应用滤料气水联合反冲洗和滤料提温热洗技术以及污泥稠化(减量化)技术,配合水质稳定剂的投加,实现了对三元采出水的有效处理,并在大庆油田14座污水处理站中推广应用。     

油水分离剂在石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液和采出水处理中的应用

大庆油田北二西试验区石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液和采出水中含有大量难以浮升和聚并的微米和亚微米尺度油滴,造成该试验区三元复合驱采出水沉降和过滤除油效果差,过滤后回注采出水含油量严重超标。为解决北二西试验区三元复合驱采出水除油困难的问题,研制了可促进小油滴与大油滴之间聚并的非离子型油水分离剂SP1013。通过在北二西试验区地面回掺热水中投加SP1013,在集油管道中利用SP1013的聚并作用和流场中的油滴碰撞机会实现大油滴对小油滴的捕获和兼并,在保障三元复合驱采出液油水分离效果的前提下,显著改善了采出水的油水分离特性。北二西试验区三元复合驱采出液水相表活剂含量为56~60mg/L、聚合物含量为1168~1264mg/L、pH值为8.2~8.6,按试验区产液量计的油水分离剂SP1013加药量为70mg/L的条件下,处理后回注采出水含油量可降低到20mg/L的含聚合物采出水回注高渗透率油藏的含油量控制指标以下。     

三元复合驱含油污水油水分离剂的研制

针对三元复合驱含油污水水相粘度大、油珠粒径小和油珠聚并困难的问题，从阴离子型和非离子型药剂的思路出发，研发了促使三元复合驱含油污水兼有油珠聚结和浮选除油功能的油水分离剂Drows-1，根据Drows-1对O／W型三元复合驱采出液具有良好破乳效果的特点，提出了将油水分离剂的加药点设在三元复合驱采出液破乳之前，采用热化学沉降－浮选处理工艺解决三元复合驱含油污水油水分离问题的思路。     

三元复合驱污水的无机絮凝剂处理效果研究

采用模拟三元复合驱采出污水,选用硫酸铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁4种无机絮凝剂,研究其对三元复合驱采出污水的处理效果。经4种絮凝剂处理后,污水的透光率均随加剂量的增加而先上升后下降;温度升高有利于提高絮凝效果;硫酸铝处理效果较聚合无机盐差,聚合氯化铝的絮凝效果最好,在温度为50℃时,最佳投加量为2750mg/L,最高透光率为84.1%。聚合氯化铝对聚合物驱污水、三元复合驱污水及仅含表面活性剂的污水处理试验表明,3种模拟污水处理难度由大到小依次为:三元复合驱污水、表面活性剂污水、聚合物驱污水。     

物化-生化组合工艺处理三元驱采出水中试研究

对采用气浮—酵母菌生物膜法—水解酸化—好氧—砂滤—超滤组合工艺处理三元驱采出水进行中试研究,考察了该套以生物法为核心的处理工艺的除油效果、降黏效果、以及提高废水可生化性的作用等。结果表明:废水经酵母菌生物膜法处理之后,B/C由小于0.1提高至0.23,p H由9降至8,黏度由5.3 m Pa·s降至3.3 m Pa·s;水解酸化段出水B/C由0.23提高到了0.35,进一步提高了可生化性;该中试系统对油、COD、SS、黏度的平均去除率分别为99%、90%、99%、80%,出水达到了SY/T 5329—2012中渗透层注水标准。     

强碱三元采出水硫电子受体微生物系统工艺中试试验

针对强碱三元采出水,在大庆油田某三元污水处理站开展以BESI微生物一体化反应器为主体工艺的现场试验,期间经历BESI微生物反应器启动阶段,BESI微生物反应器初期运行及生物强化阶段,微生物系统工艺优化调整阶段,微生物系统工艺稳定运行阶段,最终研发了"来水→BESI微生物一体化反应器→高压旋流气浮装置→一级石英砂-磁铁矿双层滤料过滤罐→二级海绿石-磁铁矿双层滤料过滤罐→出水"的工艺技术,实现了强碱三元采出水的有效处理,处理后的水质达到大庆油田含聚污水高渗透层回注水水质指标要求。BESI微生物一体化反应器不同阶段微生物群落发生很大的变化,表现在厌氧段和好氧段微生物群落差异显著,不同生物相中的优势微生物种群稳定,优势菌属明显,采用多级梯度生物工艺是难降解污水处理的首选措施。     

石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出水的显微结构和油水分离特性

大庆油田北二西试验区石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱现场试验中暴露出采出水沉降和过滤除油效果差,过滤后回注采出水含油量严重超标的问题。为确定该试验区三元复合驱采出水中O/W型原油乳状液的主要稳定机制,采用显微观测、光散射、重力沉降、离心沉降和膜过滤等试验手段对该试验区综合采出水和4口典型油井采出水进行了结构和油水分离特性测试,确定该试验区综合三元复合驱采出水中含有约40mg/L粒径为0.08~1μm的亚微米油滴,这些油滴粒径小,聚并和浮升能力差,难以通过沉降和过滤工艺有效去除,是造成该试验区三元复合驱采出水除油困难的主要原因;北二西试验区三元复合驱采出水中亚微米尺度油滴的主要来源为注入液与油藏中原油接触形成的增溶有原油的膨胀胶束,在采油、集油和采出液处理过程中当混合流体水相中表面活性剂浓度降低到临界胶束浓度(cmc)以下时,膨胀胶束发生崩溃,释放出其中增溶的原油,形成粒径细小的油滴。