三元复合驱采出污水悬浮固体组成和影响因素研究

由于三元复合驱采出污水中化学剂和离子组成的变化,悬浮固体的组成更加复杂。电镜和红外分析表明,过滤污水后,微孔滤膜上截留了大量无机盐和矿物颗粒,滤膜骨架上则吸附了大量粘性物质,主要是HPAM、乳化油等有机物。模拟污水试验表明,污水中HPAM浓度或者分子量超过一定值时,污水SS含量会明显增加。此外,复合驱污水碳酸盐结垢也造成SS含量增力口。     

三元复合驱采出水净化技术研究

复合驱采出水的净化技术研究是随着油田开发进入三次采油时期,针对出现的含驱油剂的采出水进行的一项新的采出水处理技术研究。本研究工作主要是在室内对复合驱采出水的一些特性进行了考察和研究．并对含一定浓度驱油剂采出水的净化处理做了探索性室内试验。     

三元复合驱采出水对回注地层渗透率适应性研究

在超过 1年的时间内从大庆采油二厂三元复合驱试验区中心油井多次取采出水样并分析水样中化学剂质量浓度 ,聚合物在 71～ 381mg L范围 ,NaOH在 190～ 1197mg L范围 ,表面活性剂 (植物羧酸盐 )在 86～ 1197mg L范围。用Coulter激光粒度分析仪测定 ,在自然沉降的和沉降后又经滤纸过滤的共计 4个采出水样中 ,悬浮物总体积远大于未过滤清水 ,颗粒粒径平均值和中值也大于未过滤清水 ;一个采出水样的粒度分布曲线表明 ,未过滤水样中粒径分布范围为 0 .82 5～ 2 6 .2 9μm ,>15 μm的占很大比例 ,滤纸过滤可以除去大部分大粒径颗粒。将采出水样注入不同渗透率的石英砂胶结岩心 ,从注入压力 注入量曲线求得不产生严重堵塞的岩心最低渗透率为 2 5 0× 10 - 3μm2 。用压汞法测得的人造和天然岩心孔隙半径中值与渗透率的关系进行校正 ,得到回注三元复合驱采出水的地层渗透率应不低于 10 0× 10 - 3μm2 。图 3表 3参 2。     

三元复合驱采出液中微量硅的定量分析

研究了硅钼蓝分光光度法用于分析三元复合驱采出液中硅浓度的可行性。考察了碱（NaOH）、聚合物（HPAM）、表面活性剂（ORS－41）和无机盐对硅定量分析的影响。实验表明，水样中含有的碱和无机盐对硅的定量分析影响较小；由于测定条件为pH值1－2，聚合物的浓度对硅的定量分析有较大的影响，可以通过加入适量丙酮消除其影响；表面活性剂对硅的定量分析影响最大，可以用甲苯或氯仿苯取来消除其影响。用本方法能够准确、快速地分析三元复合驱采出液中微量的硅，分析的线性范围在0－100μg/（100mL），测定值的精度大于96％。     

含聚采出水悬浮固体含量测定方法的改进

采用石油天然气行业标准推荐的膜滤法测油田含聚采出水中悬浮固体含量时，过滤时间长而测定值偏高。从大庆4个污水站含聚污水在滤膜上的截留物中检测出了相当大量的聚合物，后者被计入膜滤法测定的悬浮固体中。当将过滤温度升至60℃时，来自ASP油田的含聚污水中悬浮固体含量测定值不再随过滤体积（20～50mL）而增大。而不含聚污水的悬浮固体含量测定值并不随过滤温度（20℃～80℃）而变，测定值的相对标准误差〈5％。据此，对膜滤法作了如下改变：过滤体积100mL，过滤时间超过30min时更换滤膜；过滤温度升至60℃，过滤后先用60℃去离子，再用汽油或石油醚洗滤膜。使用此改进的膜滤法测定的来自ASP驱和聚驱油藏的滤后污水中悬浮固体含量，分别为原方法测定值的42．4％和10．0％，过滤时间缩短81％和50％。图3表3参1。     

酸、碱及无机盐对三元复合驱采出液悬浮固体含量的影响

为提高三元复合驱采出液过滤速率,进行了酸、碱及无机盐对三元复合驱采出液悬浮固体含量和过滤速率影响实验.结果表明,在采出液中添加酸,可减少悬浮固体含量,加快过滤速率;而加入碱则对过滤速率起阻碍作用,金属离子Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、Fe2+使悬浮固体含量大大增加,对过滤速率起阻碍作用,其中ca2+、Mg2+影响最大.在采出液中,应尽量避免加入碱性物质或含有Mg2+、Ca2+等离子的无机盐.     

采出水中聚合物含量测定方法改进

针对阿曼马穆尔油田单井采出水聚合物含量测定值严重偏高问题,系统审查了该油田采出水聚合物含量测试程序。研究认为采出水聚合物含量测定值偏高是由于单井采出水中油珠稳定性强且去除困难,严重干扰了测试结果。为此,对马穆尔油田采用的采出水中聚合物含量测试方法中的水样预处理程序进行改进。结果表明:筛选出可促进正己烷萃取剂对水样中油滴捕获作用的反相破乳剂M24,通过在正己烷萃取除油过程中加入50~100 mg/L反相破乳剂M24,并增加了萃取后水样的滤纸过滤除油步骤,消除了残余油珠对聚合物驱油井采出水聚合物含量测试的干扰。     

三元试验站滤料过滤性能下降原因探讨

致使三元试验站滤料过滤性能下降的根本原因是滤料本身理化性能(包括滤料孔隙率、粒径、表面电性以及表面吸附特性)发生了改变.造成滤料理化性能发生改变的直接原因是三元采出水水质的复杂性,这种复杂体系通过物理力和化学力逐渐积累在滤料表面和滤料颗粒之间,仅仅通过水力反冲洗很难将其剥离去除,致使滤料反冲洗"憋压"及滤料使用寿命缩短.     

三元复合驱采出水的处理工艺

大庆油田经过多年来的对三元复合驱采出水攻关试验研究,已经逐步形成了一套能够满足含聚污水高渗透层回注水注水指标的工艺流程及技术参数,该工艺主体为一级曝气气浮沉降罐+二级曝气气浮沉降罐+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的四段处理工艺流程,处理后外输水含油量≤20 mg/L,悬浮固体含量≤20 mg/L.     

三元复合驱污水动力学稳定性机理研究

通过Ttirbiscan稳定性分析仪研究了三元复合驱模拟采出污水的背散射光强度变化获得油滴动力学稳定性信息．同时利用稳定性常数值（TSI-1）比较了驱油剂含量对污水稳定性的影响;研究了不同驱油剂含量下污水中油滴的界面性质、粒径、电学性质和界面膜强度以及水相粘度,分析了驱油剂对污水稳定性的影响机理。结果表明,表面活性剂和碱能够降低油水界面张力、减小;由滴粒径、增加Zeta电位和液膜强度,但对水相粘度影响不大;聚合物则主要是增加油滴Zeta电位和液膜强度并使水相粘度显著增大。这些作用阻碍了小油滴转变为大液滴,减慢了大液滴聚结和分层速度。随着污水中表面活性剂、碱和聚合物浓度的增大,污水稳定性增强。     

弱碱型三元复合驱采出水稳定性及反相破乳剂的应用

通过对模拟三元复合驱含油污水含油量和油珠粒径的测试,研究其稳定性。同时,对反相破乳剂ASPD—α进行了评价。结果表明,少量聚合物可以显著改善模拟三元复合驱的油水分离特性。模拟三元复合驱含油污水的油珠粒径随水相弹性膜量的增大而增大。反相破乳剂ASPD—α．的破乳效果和它的聚并作用随碱、表面活性剂和聚合物含量的增大而降低。     

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。     

低驱油剂阶段三元复合驱浮选剂

近年来开展的三元复合驱矿场试验均出现采出水含油量高和分离困难的问题,原有的针对水驱采出水的絮凝剂和混凝剂难以实现采出水的有效脱稳,急需要研制和开发针对三元复合驱采出水的清水剂.自2004年起,大庆油田杏二中试验区三元复合驱采出液在低驱油荆返出阶段就出现了油水分离困难的问题,给采出水处理造成了很大困难.经过大量室内和现场试验工作,现已筛选和优化出适合低驱油剂含量三元复合驱采出水的浮选剂FA1001,并应用于杏二中小型工业性试验.     

三元复合驱采出液中硅离子的定量分析

将硅钼黄分光光度法用于三元复合驱采出液中硅离子的定量分析,考察了碱(NaOH)、聚合物(HPAM)、表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)对硅离子定量分析的影响。结果表明,水样中含有的LAS(0~2400 mg/L)和NaOH(0~7200 mg/L)对硅离子的定量分析几乎无影响。高浓度NaOH(>7200 mg/L)对测定的影响可以用盐酸消除。在pH值为1.2、高分子量HPAM(M=3500万)加量为0~80 mg/L时,随着HPAM浓度增加,溶液吸光度增大。这一影响不能通过加入1 mL丙酮消除,但可用蒸馏水稀释消除。低分子量(M=300万)、低浓度(0~40mg/L)聚合物几乎不影响硅离子测定。该法可准确、快速地分析三元复合驱采出液中的硅离子含量,标准曲线的线性回归方程为:A=0.0145c,相关系数R~2为0.9996,线性范围0~20 mg/L,测定的准确度大于98%,相对标准偏差1.39%,重现性较好。图1表5参4     

三元复合驱采出污水油水分离影响因素分析

三元复合驱采出污水中含有聚合物、表面活性剂和碱等驱油剂组分,使得水质变得极为复杂,油水稳定性明显增加,处理难度加大。探讨了聚合物、表面活性剂、碱等驱油剂组分对采出污水油水稳定性的影响,对驱油剂组分增强采出污水稳定性的作用机理进行了分析。结果表明:聚合物浓度增加,使得油珠Zeta电负性增加,采出污水黏度增加,油水分离的速度变缓,沉降时间增加;表面活性剂在低浓度时能降低表面张力,其与聚合物的协同作用能大幅度提高污水含油量;碱与原油中的石油酸反应能生成表面活性物质,使得油水界面张力降低,污水稳定性增加,污水中含油量增加。     

三元复合驱采出液电脱水技术研究

本文介绍了三元复合驱采出液的物化性质，并通过孤东油田小井距断块三元复合驱采出液的破乳、脱水试验，说明高频电脱水技术对三元复合驱采出液有较好的脱水效果。     

蓬勃开展的三元复合驱油现场试验

三元复合驱油体系由聚合物、表面活性剂和碱组成 ,该种体系既具有超低的界面张力 ,又有较高的粘度 ,既可扩大波及体积又能提高驱油效率 ,因此可大幅度提高采收率 ,是大庆油田实现可持续发展的又一新技术。杏北油田三元复合驱油技术通过先导性、扩大性矿场试验的实施 ,取得了明显的增油效果 ,采收率提高值达2 0 %以上 ,并形成了地面配制、注入、举升工艺、采出液处理等配套技术 ,该技术已达国际领先水平。为评价杏北油田主力油层三元复合驱工业化生产的经济效益 ,开展了目前世界上规模最大的三元复合驱油现场试验。试验区位于大庆长垣杏树岗…     

降低三元复合驱化学剂用量研究

在保证三元复合体系综合性质不变的前提下 ,采用复配技术来降低碱及主表面活性剂的用量。通过碱的复配 ,可使强碱的用量降低一倍。利用烷基芳基磺酸盐 (TD)与生物表面活性剂 (RH)的复配 ,可使主表面活性剂的用量减少 2 5 %～ 75 %。在降低聚合物用量研究中 ,主要研究了不同分子量聚合物与体系粘度的关系 ,同时筛选出了具有较强抗碱、抗盐能力的新型缔合聚合物NAPS ,在同样粘度下 ,可比普通聚合物 (大庆助剂厂产分子量为 14 0 0× 10 4聚丙烯酰胺 )用量降低 5 0 %以上。室内物理模拟实验及成本估算研究表明 ,所筛选的新配方可比目前实施的矿场注入配方中化学剂投资成本降低 2 6 %     

三元复合驱的走向

三元复合驱具有表面活性剂和聚合物驱共同的优点,既能提高驱油效率,又能提高波及体积,还能较大幅度地降低表面活性剂的用量。大庆油田在矿场试验基础上总结出了一系列的配方,试验结果表明,三元复合驱可比水驱提高采收率20%以上,并且经济可行。     

弱碱三元污水稀释弱碱三元复合驱体系的可行性

随着弱碱三元复合驱的规模不断扩大,弱碱三元复合驱的采出液处理问题日益凸显,为研究弱碱三元污水稀释弱碱三元体系驱油的可行性,采用不同类型的污水稀释弱碱三元驱油体系,评价了不同污水稀释三元体系的黏性特征、界面活性和驱油能力,并通过现场试验进一步验证。研究结果表明:悬浮物含量100 mg/L、含油50mg/L的弱碱三元污水回注油层的渗透率下限是100×10^-3μm²,当渗透率高于300×10^-3μm²时,三元污水可顺利注入。三元污水较深度污水稀释三元体系的增黏性略低、稳定性好、抗剪切性能好、分子线图尺寸小、黏弹性略低;界面活性范围相同、界面活性稳定性更好、乳化性能更好、抗吸附性能相同。在室内实验和现场试验中都表现出了三元污水稀释三元体系注入能力更好、含水降低幅度更低的特点。因此,采用弱碱三元污水稀释弱碱三元体系回注大庆油田二类油层具有技术和经济可行性。图15表7参21