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。     

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。     

三元复合驱采出水除硅技术研究

以大庆油田三元复合驱采出水为研究对象,采用化学混凝法对三元复合驱采出水除硅技术进行了实验研究。研究结果表明,化学混凝法除硅的最佳反应温度为45℃,最佳反应时间为20min,混凝剂氧化镁的最佳加药量为5.0g/L。聚丙烯酰胺浓度对除硅有一定影响,且体系中硅离子浓度越高,混凝剂用量越大。     

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。     

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。     

用氯化镁去除稠油污水中硅

采用氯化镁作为除硅剂,对河南油田稠油污水中的硅进行去除。除硅的常用方法有化学混凝法、离子交换法、电凝聚和反渗透等方法,其中化学混凝法分为石灰软化法和镁剂除硅两种。在使用NaOH作为pH值调节剂调节原水的pH值为10后,投加500 mg/L氯化镁,反应30min后加入300 mg/L聚铝,继续反应30 min,可以有效地去除稠油污水中的硅。硅含量从150mg/L降到了33 mg/L,去除率可以达到75%,处理后的污水能够达到热采锅炉用水标准。     

超稠油采出水电絮凝深度除硅影响因素分析

以铝板为阴阳极,采用电絮凝方法对超稠油采出水进行深度除硅研究。对电絮凝的影响因素进行了优选,得到最佳聚合氯化铝（PAC）用量、pH 值、电流密度及阴离子聚丙烯酰胺（PAM）用量。结果表明,单独电絮凝不能实现深度除硅。“电絮凝+PAC+PAM”对超稠油采出水除硅具有协同作用。当PAC加量为 200 mg/L、pH 值为8.0、电流密度为 10 mA/cm²、PAM加量为 50 mg/L 时,随着电絮凝时间的增加,SiO₂ 去除率增加,但增幅减小。当电絮凝时间为13 min时,电絮凝出水中的SiO₂ 含量为20 mg/L,SiO₂去除率为92%,实现深度除硅。     

稠油采出水纳滤脱盐技术的适应性研究

为评价SAGD高盐高硬高硅稠油采出水中纳滤膜在深度处理中的适应性,通过研究操作压力、操作时间、回收率等工艺参数对纳滤膜的影响规律,制定了纳滤膜的软化除硅与脱盐对策,实现SAGD采出水淡化后应用于注汽锅炉。研究结果表明,NF90膜对高盐高硬高硅采出水具有良好的适应性。操作压力为0.6 MPa时,NF90膜对Na~+及Cl~-的截留率为85%,对Mg~(2+)和SO_4~(2-)具有100%的截留率,对Ca~(2+)的截留率在90%以上,对SiO_2的截留率达85%;回收率达80%,且保持了稳定的产水通量,系统出水水质达到油田注汽锅炉进水水质指标。     

热采井固井水泥添加剂研究

为了满足稠油热采工艺对油井固井水泥石强度的要求，通过对固井水泥石强度耐高温机理的分析，以及硅粉水泥浆耐高温试验，硅粉水泥浆与添加剂性能试验，耐高温低密度水泥浆性能试验，筛选出较为适宜的热采井固井水泥添加剂及其适用配比，较好地改善了固井水泥石的耐高温强度。     

油田采出水中含油硅泥处理工艺技术优化试验

风城油田采出水处理过程中,加入的除硅药剂产生大量的含油硅泥,经离心脱水连续输送工艺处理后硅泥的含油率较高,不符合油气田含油污泥综合利用污染控制要求。为了降低硅泥的含油率,采取了优化反相破乳剂以降低调储罐出水含油量和优化现场工艺流程两种措施,并对离心出水中携带的硅泥进一步开展洗油试验研究。从现场运行系统试验效果分析得出:调储罐出水平均含油量由104 mg/L降到50.7 mg/L,除油率提高48.75%;硅泥的平均含油率由8%降低到2.13%,除油率提高73.4%;确定了离心出水携带硅泥采用"复合微生物制剂清洗+超声波扰动"工艺技术洗油,处理后硅泥的含油率≤2%,符合油气田含油污泥综合利用污染控制要求。