海上油田含聚污水处理研究

随着聚合物驱技术在海上油田的逐步应用,聚合物驱采油污水(简称含聚污水)的处理成了油田污水处理的难点及热点。结合陆地油田含聚污水处理方法,采用"除油留聚"的研究思路对渤海湾某油田含聚污水处理工艺进行了研究,通过实验证明了其可行性。     

串联气浮工艺处理海上油田含聚污水的试验研究

针对渤海区域某油田污水含聚浓度高、污水水质差的现状,进行了两级串联溶气气浮工艺处理含聚污水的试验研究。通过对不同化学药剂投加量以及该处理工艺的不同运行条件分别进行对比试验,结果表明,该气浮工艺针对该油田含聚污水处理的最优化运行参数为:一级气浮溶气压力0.38MPa,回流比20%;二级气浮溶气压力0.37MPa,回流比20%;破乳型清水剂投加剂量为3mg/L。数据的获得为该油田含聚污水处理达标与合格注水奠定了基础。     

含聚污水用新型两性杀菌剂及其机理研究

针对目前常规杀菌剂和聚合物发生反应失活导致含聚污水杀菌效果差、硫酸盐还原菌(SRB)达标率低等问题,成功设计、合成了硫酸酯-双季铵盐型杀菌剂,并通过红外、核磁和元素分析对其进行了结构表征。性能评价结果显示:该杀菌剂的质量浓度为25 mg/L时,杀菌效率接近100%;同时该杀菌剂和聚合物没有聚沉现象,对含聚污水的浊度和黏度都没有影响。扫描电镜照片显示,硫酸酯-双季铵盐型杀菌剂和1227阳离子型杀菌剂的杀菌机理不同。在孤六联进行了现场试验,现场试验区SRB控制在25个/m L以下。     

电絮凝-气浮工艺处理含聚采油污水及配聚应用试验

随着孤岛油田注聚驱规模的逐步扩大,采出液含聚合物浓度增加,致使原油脱水和污水处理难度加大。通过进行电絮凝-气浮技术处理油田含聚污水的试验与应用,利用电絮凝、电气浮原理,降低了污水中的含油量、悬浮物含量和化学需氧量,处理后配制聚合物母液经污水稀释后,聚合物溶液黏度及保留率均与清水配制污水稀释后聚合物溶液相当,完全可以替代清水。     

聚合物调驱水体硫酸盐还原菌的防治研究与应用

红山嘴油田注水与调驱系统硫酸盐还原菌(SRB)恶性繁殖,全线水质逐步恶化,注水井水体悬浮物14.6～125.3mg/L、SRB含量6.0×102～2.5×105个/ml,均严重超标。水质恶化导致红18井区调驱聚合物不能成胶,严重影响调驱效果。研究表明,该注入水经过紫外线杀菌、精细过滤、超滤、纳滤等物理防治技术和化学剂杀菌处理后细菌含量明显降低。其中杀菌剂1427等有良好的杀菌效果,添加100mg/L时杀菌率99.99%;超滤及纳滤除菌最彻底,处理后水体含菌0个/ml,聚合物凝胶粘度最高,超滤是最适合于聚合物调驱系统控制SRB恶性繁殖的除菌方法。源头杀菌、清理管线、井场使用超滤净化等技术联用是综合治理聚合物调驱系统SRB恶性繁殖的高效方法。     

锦州9-3油田产出聚合物对污水稳定性的影响研究

针对渤海锦州9-3油田聚合物驱生产污水组成特点,分别测定了不同相对分子质量、质量浓度及水解度的产出聚合物对含聚污水表观黏度、油滴粒径、Zeta电位、油水动态界面张力、油水平衡界面张力、油水界面扩张黏弹性等指标的影响。研究结果表明,含聚污水中产出聚合物的存在会增加含聚污水的黏度,吸附于油水界面增强含聚污水中O/W型乳液滴的Zeta电位,增加水化层以及油水界面膜强度,从而增强污水的乳化程度和稳定性,降低污水中油滴的聚并效率,增大了含聚污水的达标处理难度。     

油田含聚污水应用电子束辐照技术杀菌降黏探索性实验

针对大庆油田聚驱采出水黏度高、细菌含量高的问题,为寻求一种有效降低含聚污水黏度和灭活细菌经济有效的技术方法,改善污水处理效果,开展了含聚污水应用电子束辐照技术探索性实验,研究了电子束辐照对含聚污水黏度及灭活硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌作用原理及作用效果。研究结果表明：辐照吸收剂量为1.0 kGy时,含聚污水中的硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌数量低于聚驱污水回注细菌含量指标(100 mL^-1)要求;辐照吸收剂量2.5 kGy时,三种细菌去除率达到100%;辐照吸收剂量为1.0 kGy时,含聚污水的黏度可降至1.1～1.5 mPa·s,接近相同温度下水的黏度。电子束辐照技术对含聚污水杀菌降黏作用效果明显,有效降低了含聚污水的吨水处理成本,为油田含聚污水杀菌降黏探索了一条新途径,为提高回注污水水质达标率提供了技术支持。     

含聚污水对驱油效率影响试验评价

研究显示聚合物注入地层后,经受各种因素的长期作用,产出后其结构和性能较注入前都有很大变化。本试验以渤海锦州9—3油田注聚受益井W7—4产出含聚污水为例,在综合分析储层地质特征、利用环境扫描电镜观察产出聚合物的分子形貌等基础上,定量评价了不同产出聚合物浓度、不同剩余油饱和度对驱油效率的影响程度,为含聚污水的再利用提供实验依据。扫描电镜分析照片显示产出聚合物呈网络状结构;评价实验结果表明普通污水驱替不出油后,转注含聚污水能提高驱油效率1．5％～5％,提高幅度随残余聚合物浓度的增大而增大;剩余油饱和度越高,含聚污水提高驱油效率越高。     

含聚污水水质变化规律及储层伤害机理研究

含聚污水的水质问题是目前聚驱注水油田最紧迫的问题之一,以渤海旅大10-1油田含聚污水为例,利用原子力显微镜、环境扫描电镜等微观分析手段,实验研究含聚污水中残余聚合物对悬浮物浓度和粒径中值,含油率以及结垢离子浓度的具体影响,并进行了含聚污水回注储层岩心动态损害实验。研究表明:当残余聚合物浓度由0 mg/L时逐级增加到150 mg/L时,注入水悬浮物浓度增加了近269.0%,粒径中值仅增加0.3μm,抽滤速度下降了99.3%,含油率下降了86.5%,镁钙离子浓度下降了18.0%。残余聚合物的絮凝作用以及对纤维滤膜的吸附作用是悬浮物增加、抽滤速度显著降低的主要原因,乳化作用使得常规含油率测定值偏低,且残余聚合物浓度及分子量越高,注入水水质变化趋势越明显。另外,单一残余聚合物对高渗透储层损害有限,其与悬浮物及含油的协同作用是主要伤害源。     

喇嘛甸油田聚驱液稀释方案优化

喇嘛甸油田污水的矿化度在4 000 mg/L左右,用这种污水稀释聚合物母液至1 000 mg/L,黏度只有8.7 mPa·s。根据聚驱液黏度对聚驱初期和见效期的采收率影响较大,对聚驱含水回升期的采收率影响较小的特点,对喇嘛甸油田各聚驱区块的聚驱液稀释方案采用动态管理。处于聚驱初期和见效期的区块采用清水稀释方案,处于聚驱含水回升期的区块采用污水稀释方案,这样既可最大程度地发挥清水稀释的效益,又能充分兼顾含聚污水的回注问题。     

含聚污水回注对储层损害机理研究

渤海某油田注水井注入压力高、酸化有效期短等问题突出。结合油田储层地质特征和注水开发历史,系统研究了清水与含聚污水清污配伍性、悬浮物组分、HPAM微观形貌与分子尺寸、注入水与岩心适应性等方面内容。研究表明：悬浮物堵塞是主要的损害形式,悬浮物为产出聚合物与污水处理剂、Ca2＋、Mg2＋等二价离子絮凝的产物,其次为产出聚合物与地层微粒形成的包络物,悬浮物中还含少量CaCO3和FeCO3沉淀。早期注清水导致储层发生强水敏损害,清污混注生成的CaCO3和FeCO3等刚性颗粒加剧了近井地带储层的堵塞程度,产出聚合物的絮凝沉淀等产物对储层深部形成堵塞,是导致注水困难和酸化效果较差的主要原因。     

阳离子聚合物对聚合物驱含油污水的处理研究

利用zeta电位、浊度、粒径、滤过时间等参数,考察了阳离子聚合物浓度、阳离子度和分子结构对聚驱油田含油污水处理效果的影响。结果表明:少量阳离子聚合物即使不含聚污水油滴zeta电位反转并稳定分散;残留的驱油用聚合物有助于油滴在污水中的稳定分散;处理后含聚污水的zeta电位、粒径增加幅度和浊度随阳离子聚合物用量、阳离子度的增大而减小;阳离子度≥15%的聚合物最佳用量随聚合物阳离子度增加而减小;交联型比线型阳离子聚合物具有更好的除油效果,处理后污水滤过时间更短。图5参8     

聚合物对污水中聚丙烯酰胺的去除效果研究

针对聚合物驱产出污水特性及处理困难的特点,分析了采用特种聚合物部分去除或消除污水中残余水解聚丙烯酰胺（HPAM）对其水质的影响,为解决聚驱污水处理问题提出了新思路。试验研究了不同类别及分子结构的聚合物对溶液或污水中HPAM的去除效果,发现非离子、两性离子、疏水改性阳离子聚合物对HPAM无去除作用,只有阳离子聚合物去除效果较好,其中尤以DMDAAC系列阳离子聚合物效果最优,而适当的分子量和阳离子化度以及气浮技术均可以进一步提高其对HPAM的去除率。证明利用特种聚合物去除污水中HPAM是可行的。     

聚驱后缔合聚合物三元复合驱提高采收率技术

三元复合驱是大庆油田聚驱后进一步提高采收率的重要途径,其驱油体系须保证超低油-水界面张力,且能大幅提高波及能力。通过研究烷基苯磺酸盐（ABS）-缔合聚合物（HAPAM）-NaOH三元复合驱体系的性能,并与超高分子量部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）三元复合体系进行对比。研究结果表明,HAPAM三元复合体系在NaOH浓度为0.5%~1.2%、ABS浓度为0.025%~0.300%时具有良好的界面活性,油-水界面张力可达10^-3mN/m数量级。0.16%HAPAM-0.3%ABS-1.2%NaOH三元复合体系黏度达108.8 mPa ·s,采用HPAM达到相同黏度其浓度为0.265%,因此HAPAM可降低聚合物用量40%。驱油实验结果表明,在相同黏度下,HAPAM三元复合体系在不同孔隙介质中均能提高聚驱后采收率13%以上,比HPAM三元复合体系多提高采收率6%以上。HAPAM三元复合体系具有更高的阻力系数与残余阻力系数、更好的黏弹性以及乳化稳定性,可以为大庆油田聚驱后提高采收率提供新的技术手段。     

耐温抗盐的低浓度交联聚合物体系研究

低浓度交联聚合物技术,可以解决聚合物驱技术中所存在的聚合物用量高,耐温抗盐性能差的问题,成为EOR技术领城中一个新的技术发展方向。采用改进的醛类有机交联剂和高相对分子质量的部分水解聚丙烯酸胺(HPAM),开展了以改善聚合物驱为目的的低浓度交联聚合物体系研究。研究结果表明,该体系具有很强的成胶能力,HPAM浓度为150~300mg/L,交联剂浓度为50~130mg/L的体系,75~90℃条件下老化180d,粘度值保持在40.6~94.6mPa·s。与聚合物驱技术相比,可以大幅度地降低化学剂用量。该体系耐温可达90℃,耐矿化度可达100000mg/L,并且可以用污水(油田产出水)配制,表现出优异的耐温抗盐性能,可以在更高温度和矿化度的油藏使用,扩展了HPAM的应用领域和范围,显示出良好的应用前景。同时对交联反应机理进行了初步探索,认为交联剂和HPAM之间的反应主要是HPAM分子间的交联反应,HPAM分子链卷曲收缩有利于分子间交联反应发生。因此,选用低水解度HPAM和提高水的矿化度有利于提高交联HPAM溶液的性能。     

污水复合深部调驱技术的室内研究

针对胜利渤南十区高温、高矿化度油藏地层条件,研制出利用油田污水配制的预交联颗粒／水驱流向改变剂／聚合物弱凝胶复合深部调驱体系。确定了弱凝胶体系最佳配方：HPAM浓度为1200—1800mg／L,交联剂浓度为300—600mg／L;该弱凝胶体系粘度保留率高,老化稳定性好。在油田污水中,水驱流向改变剂和预交联颗粒均具有良好的吸水膨胀性,在90℃下、104d内具有较好的老化稳定性。     

两亲聚合物驱油剂对渤海油田采出液处理的影响

针对两亲聚合物驱油剂,研究了两亲聚合物对渤海油田原油乳状液和生产污水稳定性影响的规律性,探讨了两亲聚合物的结构和界面性能对采出液处理效果的影响。实验结果表明：①两亲聚合物对原油乳状液和污水体系的稳定性有明显影响;②随着聚合物浓度的升高,原油乳状液中的分散相水珠的直径明显变小,破乳难度增大,污水体系中的分散相油珠聚并的难度明显增加,且易形成水包油型乳状液;③两亲聚合物具有一定的界面活性,对采出液具有一定的乳化作用。     

新型杀菌剂ZCS—32研究

目前中原油田回收污水中生长着大量SRB及TGB,而采用1227,异噻唑啉酮,有机硫化合物,有机铜盐,有机溴化合物等杀菌剂效果差,在室内合成了ZCS－32型（双十二烷基二甲基二苄基气化锡铵）杀菌剂,结果表明：ZCS－32是一种适合中原油田回注污水的优良杀菌剂。     

油田污水中硫酸盐还原菌的变化规律及其控制技术

硫酸盐还原菌引起的油田注水水质沿程恶化和聚合物溶液粘度下降已成为近年来影响油田开发的重要问 题。油井产出液、污水站来水、注水站出水及注水井井口的水样分析结果表明,硫酸盐还原菌主要是在地面流程中 增生,同一区块污水中硫酸盐还原菌的浓度基本稳定,随时间变化幅度不大,依靠杀菌剂控制硫酸盐还原菌的方法 只能起到暂时缓解的作用。对胜利油区44个污水站污水的含油量、悬浮物含量和硫酸盐还原菌浓度等指标进行系 统检测,并将检测数据进行相关性分析,结果表明,硫酸盐还原菌的浓度与污水中的含油量和悬浮物含量成正相 关,所以要控制硫酸盐还原菌的浓度,需要首先降低污水的含油量和悬浮物含量。据此,提出了开放回注污水的处 理系统、尽可能应用空气气浮工艺的技术思路,从降低污水的含油量和悬浮物含量来控制硫酸盐还原菌的危害,以 减少杀菌剂的使用。     

高温高矿化度油藏聚合物调驱技术研究

江苏油田具有高温、高矿化度和非均质性严重等特征,目前油田已处于特高含水开发阶段中后期,迫切需要采取进一步提高原油采收率的技术措施。近年来,随着Cr3+/HPAM凝胶调驱技术的日益成熟,开发出适合高温、高矿化度油藏的Cr3+/HPAM凝胶,已具备了物质和技术基础。针对江苏油田开发的实际需求,利用仪器检测和现代物理模拟方法,对适合江苏油田流体性质和油藏特征的Cr3+/HPAM凝胶配方进行了筛选,并对凝胶在多孔介质内的流动特性和调驱效果进行了实验研究。结果表明,聚铬比、聚合物质量浓度和岩心渗透率是影响凝胶注入的主要因素,"调剖+聚合物驱"要比单一的聚合物驱增油效果好。