溶气气浮-超滤-反渗透深度处理油田污水及回用

根据油田处理污水的现状及面临的主要问题,提出了利用“溶气气浮-超滤-反渗透”法处理油田污水进行配制聚合物再利用的工艺,通过现场试验、分析了各工艺处理前后的水质,并进行了配制的聚合物溶液的初始粘度和稳定性的对比.结果表明,油和SS的质量浓度降至1 mg·L-1以下,出水矿化度降至500 mg·L-1以下,对聚合物影响较大的Ca2+和Mg2+的质量浓度降至5 mg· L-1以下;配制的聚合物溶液粘度和粘度稳定性均有较大地提高.处理后的水可以替代清水配制聚合物母液,具有较好的经济及社会效益.     

海上油田提高聚合物溶液粘度实验研究

海上油田采用注入污水稀释聚合物母液配制聚合物溶液时,聚合物溶液粘度大幅度降低,经分析得出注入污水中还原性离子S2-和Fe2+总量大于5.0 mg/L,是导致聚合物溶液粘度降低的主要因素,室内实验应用氧化剂处理海上油田注入污水和在聚合物母液中添加抑制降解剂,提高注入水配制聚合物溶液粘度,并确定注入水中投加氧化剂H_2O_2的量为20 mg/L,聚合物母液中添加抑制降解剂FJN的量为60mg/L,经处理后聚合物溶液粘度由6.1 mPa·s提升至46.8 mPa·s,增粘率高达667%,对海上油田应用聚合驱油技术进一步提高采收率具有重要意义。     

中水应用于三次采油聚合物驱溶液配制的研究

聚合物驱采油技术已经在大庆油田工业化应用,为了保证聚合物溶液的粘度,一般采用清水配制聚合物溶液,近年来清水价格的上涨造成了采油成本的不断增加。本文从降低油田开发成本、开辟新的水源角度出发,研究了将生活污水处理厂的出水处理成配聚用中水替代清水配制聚合物溶液的可行性。研究主要包括两个部分:(1)生活污水处理厂出水作为配聚用水使用时水质成分影响聚合物溶液的粘度规律。(2)对比评价研究了中水替代清水配制聚合物使用使聚合物溶液的各项应用性能指标。研究发现:生活污水处理厂出水所含的Ca2+、Mg2+、Fe2+是影响配制聚合物溶液粘度的主要因素。将生活污水处理成中水替代清水配制聚合物使用使时,溶液的各项应用性能指标均满足三次采油要求。     

氮气隔氧下污水配制聚合物的粘度影响规律研究

针对目前配聚方式的药剂二次污染、设备占地等问题，为进一步推进聚合物配液方式的改进，提高污水配制驱油用聚丙烯酰胺聚合物溶液的粘度，研究从除去氧的源头出发，通过氮气隔氧的方式避免氧气对污水配聚的影响，通过粘度计测定了氮气隔氧下Fe²⁺、S^2-对聚合物溶液粘度，分析了氧浓度与配制聚合物溶液粘度之间的关系。结果表明，在氮气通气速率为1m³/h,通入时间为60 min后，当Fe²⁺或S^2-离子浓度小于8 mg/L时，保粘率可以达到90%以上。当溶解氧含量分别小于2.01 mg/L、1.37 mg/L后，Fe²⁺、S^2-离子对聚合物溶液的保粘率达到90%以上。此外，将氮气隔氧方式应用于模拟含聚污水配制聚合物，实现了保粘率达90%。     

吸附污水钙镁离子及增粘效果

大庆油田某区块采出污水富含高浓度钙镁离子,研究钙镁离子对回注水配制聚合物溶液粘度的影响。利用草炭与NaOH配制腐殖酸钠混合液络合采出污水中的钙镁离子,降低钙镁离子对聚合物溶液粘度的影响,使采出污水达到油田回注粘度标准。研究表明,Ca⁽²⁺⁾、Mg(2+)、Mg⁽²⁺⁾含量在0(2+)含量在0²00mg/L时聚合物溶液粘度严重损失,粘度损失率分别达到最大值63.2%和70.7%;采用腐殖酸钠络合钙镁离子时,腐殖酸钠溶液用量为8.0mL时对钙离子的吸附率达到77.50%,腐殖酸钠混合液用量为6.0mL时对镁离子的吸附率达到83.60%,说明腐殖酸钠对钙、镁离子吸附效果良好。室内实验结果证实了利用腐殖酸钠络合钙镁离子防止聚合物溶液粘度降低的可行性,为现场试验提供参考。     

污水中离子对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响研究

通过开展单因素对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响实验,研究污水中非还原性离子Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和还原性离子S~(2-)、Fe~(2+)对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响。单因素实验研究表明,疏水缔合型聚合物溶液粘度保留率为60%时,单因素Na~+含量达到350 mg/L,单因素Ca~(2+)或Mg~(2+)含量达到100 mg/L左右,单因素S~(2-)含量达到6.5mg/L,单因素Fe~(2+)含量达到0.5 mg/L,确定对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响顺序是Fe~(2+)>S~(2-)>Ca~(2+)≈Mg~(2+)>Na~+,一方面,少量的还原性离子S~(2-)、Fe~(2+)对疏水缔合型聚合物溶液粘度影响较大,另一方面污水中非还原性离子Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量较高,对疏水缔合型聚合物溶液粘度的影响也不能忽视。     

配聚污水对聚合物溶液粘度影响及对策

为了更好的揭示配聚污水对聚合物溶液粘度的影响规律,利用布氏粘度仪对不同污水配制聚合物溶液粘度进行测定。研究结果表明:聚合物溶液粘度随着金属阳离子浓度的增加而迅速下降后下降平缓。特别是Mg~(2+)、Ca~(2+)浓度对聚合物溶液粘度具有较大影响,较小浓度的提升就能引起HPAM溶液粘度的大幅度下降。选择Na_2C_2O_4作为提高HPAM溶液粘度的络合剂,质量浓度为1 500 mg/L的HPAM溶液增粘率达到增粘率达到33.2%。     

污水配制聚合物溶液影响因素及增粘效果分析

针对大庆油田污水配制聚合物溶液存在严重粘度损失的问题,研究了污水中阴阳离子对聚合物溶液粘度的影响并提出改善措施。研究表明:对聚合物溶液粘度影响较大的是阳离子,其顺序是:Fe~(2+)Fe3~+Mg~(2+)(Ca~(2+))Na~+(K~+)。配置要求是Na~+、K~+含量3 000 mg·L-1,最好控制在1 000 mg·L-1以下;Ca~(2+)的含量200 mg·L-1,Mg~(2+)含量100 mg·L-1。Fe~(2+)、Fe~(3+)的影响严重,需严格控制含量;而阴离子对聚合物溶液粘度的影响可以忽略不计;该镁离子为该区块影响聚合物溶液粘度的主要因素。利用腐植酸钠吸附法去除溶液中的钙镁离子,经离子吸附处理后溶液增粘14.2 m Pa·s。腐殖酸钠混合液用量为8.0 m L时对钙离子的吸附率达到77.50%,腐植酸钠混合液用量为6.0 m L时对镁离子的吸附率达到83.60%,说明可以用腐殖酸钠对钙、镁离子进行处理,且增粘效果良好。     

铁离子对配制聚合物溶液粘度的影响及其去除研究

针对油田采出污水稀释混配聚合物溶液粘度较低的问题,分析了胜利油田孤东某联合站内的配注水水质特征,考察了聚合物浓度及亚铁离子对聚合物粘度的影响,评价了除铁剂(IR-1)对配注水中铁离子的去除效果。研究结果表明:聚合物浓度低时,其粘度与浓度近似线性关系;微量Fe~(2+)引起聚合物溶液粘度剧烈降低,且在高浓度聚合物溶液中的降粘率相对较高;除铁剂(IR-1)在投加量为80 mg/L、反应时间为40 min左右时溶液除铁率达到80%左右;经除铁剂(IR-1)处理后的污水稀释聚合物溶液保粘率达93%以上。     

剪切、SRB对污水配制聚合物溶液粘度的影响

目前,聚驱驱油技术是北方地区油田的主要采油技术。在工作实际中,发现普通污水配制的聚合物溶液采油效率不高,因此采用清水或更高级别的洁净水,对水质要求过高。本文对利用曝氧污水配制的HPAM溶液进行了研究,探讨了所配制溶液的热稳定性并系统地考察了剪切、硫酸盐还原菌(SRB)等影响因素对溶液粘度的影响。试验结果表明,剪切降解是溶液粘度损失的主要因素,污水曝氧可以在很大程度上降低细菌对粘度的损失。对于HPAM溶液,添加粘度稳定剂后,无论是否剪切,老化30天后其粘度保留率都比未加稳定剂时高。     

超高分子量抗盐型聚合物的合成及性能评价

以丙烯酰胺(AM)和衣康酸(IA)为原料,采用自由基溶液聚合法合成了共聚物(IAPAM),用FTIR、~1HNMR、元素分析和GPC对其结构进行表征,并对其抗一价、二价阳离子降黏性能及抗氧化还原物质能力进行评价。结果表明,IAPAM黏均相对分子质量高达1.716×10~7。与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)相比,IAPAM有较好的抗一价和二价阳离子降黏的能力,当Na~+/Ca~(2+)质量浓度分别为30000、500 mg/L时,IAPAM水溶液的黏度分别为196.8、161.56 m Pa·s,降黏率(均指与未加盐或还原性物质相比,下同)分别为21.44%、35.52%。抗氧化还原物质评价结果表明,IAPAM具有较好的抗Fe~(2+)和S~(2–)降解的能力,当Fe~(2+)/S~(2–)质量浓度均为10 mg/L时,降黏率分别为23.67%、0.56%。然而,IAPAM对Fe~(2+)的络合稳定作用需要耗费一定时间,未达到络合稳定状态时,Fe~(2+)对聚合物的氧化降解仍然能够进行。     

矿化度对疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质的影响

研究了NaCl和CaCl2对实验室自制疏水缔合聚丙烯酰胺(HAP)溶液性质的影响。结果表明,ρ(HAP)= 1000 mg/L的溶液,随着ρ(NaCl)的增加,表观黏度先降低后增加再降低,当ρ(NaCl)=3 g／L时,溶液的黏度仍有32．8 mPa·s,远大于部分水解聚丙烯酰胺(3530S型);在0．98 MPa的压力下,HAP溶液通过核微孔滤膜的能力随ρ(NaCl)的增加,逐渐降低。动态光散射实验结果表明,与NaCl相比,ρ(CaCl)=1500 mg／L的溶液对线团尺寸的影响较大,当ρ(Ca2+)=400mg/L时,溶液中聚合物线团直径达到1334 nm,比用去离子水配制溶液的线团直径要大得多。HAP溶液在盐水体系中具有较好的增黏性。     

胶体滴定法测定循环水中TH-2000的电荷密度

采用胶体滴定法对循环水中改性聚羧酸盐TH-2000电荷密度进行测定,探讨了p H、滴定速度对电荷密度的影响,确定了最佳滴定条件。研究了循环水中共存物质对测定结果的影响,当Na~+350 mg/L、Cl~-350 mg/L、SO_4~(2-)270 mg/L、PO_4~(3-)50 mg/L、Fe~(2+)1 mg/L、Zn~(2+)3 mg/L时,对测定结果基本无影响,水质稳定剂(NaPO_3)_610 mg/L、ATMP20 mg/L、HEDP50 mg/L、DTPMPA30 mg/L、BTA、MBT、TTA5 mg/L时,测定影响可以忽略,Ca~(2+)、Mg~(2+)的影响可通过加入EDTA二钠进行掩蔽。该法准确、实用性强,检出限为0.096 mmol/L。     

无机盐对磺酸盐型双子表面活性剂溶液表面性能的影响

在(30±0.2)℃下,用直接观察法、表面张力法和旋转液滴法考察了不同无机盐(NaCl、CaCl2和MgCl2)对磺酸盐型双子表面活性剂DJ溶液溶解性、临界胶束浓度(CMC)值和界面张力的影响。结果表明,磺酸盐型双子表面活性剂DJ具有良好的抗盐性,溶解度可以达到20 000 mg/L以上;在低盐度范围时(小于500 mg/L),随着无机盐质量浓度的增加,表面活性升高,CMC降低;随着阳离子(Na+、Ca2+和Mg2+)价数的增加,CMC降幅增大,且Ca2+的影响程度大于Mg2+;在无机盐质量浓度达到10 000 mg/L时,CMC呈上升趋势;无机盐的加入使溶液界面张力先降后升,然后趋于平稳。无机盐质量浓度在100～1 000 mg/L内,磺酸盐型双子表面活性剂DJ溶液的界面张力可以达到最低。     

聚天冬氨酸的合成及性能研究

以马来酸酐和氨合成聚天冬氨酸(PASP),探讨了物料比、反应温度对PASP收率的影响,评价了PASP的水溶性、生物降解性和防垢性能。结果表明,在原料马来酸酐与氨的物质的量比为1.0∶1.2条件下,温度为200℃时,PASP的收率为95.22%,分子量22 000,水溶性好;在26~28℃条件下降解30 d后,3%浓度PASP溶液的相对粘度为1.013,有较好的生物降解性;当Ca2+为400 mg/L,Ba2+为200 mg/L,pH=7.0,50~60℃恒温8 h,PASP用量为15 mg/L时,对碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙的阻垢率接近100%。     

含单宁酸模拟废水对反渗透膜的污染研究

通过改变单宁酸溶液浓度、pH值等参数以及与不同金属离子的协同反应,考察了单宁酸物质对反渗透膜的污染而引发的膜性能的变化过程。试验结果表明,单宁酸的质量浓度为50 mg/L的高浓度与4、10 mg/L的低浓度引发膜通量下降的规律不同;pH值越高,膜污染越慢;K+、Na+、Mg2+、Ca2+与单宁酸协同作用时产生的膜污染程度依次加剧,其中单宁酸溶液中存在Mg2+、Ca2+时的污染速率远大于K+、Na+。     

Study on properties of hydrophobic associating polymer as drag reduction agent for fracturing fluid

In the paper, the hydrophobic associating polymer ACS-210 was prepared by solution polymerization of acrylamide, acrylic acid, salt-resisting monomer and hydrophobic monomer. Chemical structure and properties of the polymer was characterized by FTIR, TGA and XRD. The rheological property of ACS-210 solution was investigated by rheometer. The frictional resistance of the ACS-210 solutions at different application condition was examined using friction testing system. Results showed that the thermal stability of polymer ACS-210 increases and crystallinity of ACS-210 declines after incorporating of hydrophobic monomer. The viscosity of ACS-210 solution of different concentration decreased with prolonging the shearing time and the retention rate of viscosity is relatively high after long shearing time. The relation curve between the viscosity of polymer solution and shear rate followed the power law model. When the concentration of ACS-210 aqueous solution was less than the critical associating concentrations, storage modulus G’ is less than loss modulus G”, the association was weaker between the molecular chains, and the effective spatial structure did not form. After increasing the concentration of the polymer solution, G’ is more than G”, the degree of association of polymer is stronger. The synthesized polymer has favorable drag reduction effect. The molecular weight is not the only factor to determine drag reduction efficiency. The hydrophobic association can also improve the drag reduction efficiency.