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。     

含砂稠油卧式分离器数值模拟

目前对分离器的数值研究较广泛,但多是对不同构件下的流场模拟研究,缺少分析含砂稠油卧式分离器中颗粒的沉积率对分离器分离效率的影响。鉴于此,针对含砂稠油卧式分离器中油、水、砂的分离情况,建立卧式分离器的三维流场模型,数值模拟得到了分离器内的砂粒运动轨迹、油水分布情况及不同粒径的砂粒质量分数变化;分析了不同入口速度、稠油黏度、含砂质量分数对分离器分离效率及砂沉积率的影响。数值模拟结果表明：卧式分离器可以在内部挡板周围形成中等强度的旋转流场;稠油被砂粒吸附在周围,形成聚合团状物,可降低油滴的上浮速度,增大油滴上浮剪切力和摩擦阻力,从而降低分离效率;分离器内砂粒粒径小于110μm,砂粒不会沉积在分离器内,反之砂粒发生沉积的可能性逐渐增大;分离器入口速度大于1 m/s时,分离器的油水分离效率显著下降,砂分离效率逐渐降低;稠油的动力黏度越大,分离效率越低;随着含砂质量分数的增大,分离效率逐渐降低,砂粒的沉积率逐渐增大。研究结果可为稠油除砂分析中砂粒尺寸控制和分离器现场作业提供理论支撑。     

PEX聚结板对油水分离性能的影响

通过实验和数值模拟结合的方法,对PERFORMAX聚结板(简称PEX聚结板)油水分离性能展开了研究。对三种不同工况下PEX聚结板油水分离性能进行模拟,得到了油滴粒径、是否考虑液滴聚结和不同壁面设置对聚结板分离性能的影响。结果显示:在一定范围内,PEX聚结板的油水分离效率随油滴粒径增加而增加,当油滴粒径超过此范围时,分离效率增长缓慢或不再增加;在PEX板作用下,小油滴更易于聚结成大油滴,有助于提高油水分离效率,因而数值模拟过程中考虑液滴聚结结果更接近实际;实验和模拟结果的对比可以得到:PEX聚结板数值模拟结果与实验结果基本吻合,验证了数值模拟模型设置的合理性;通过与实验对比可知,考虑液滴聚结并认为油滴只有碰到上壁面才会被捕捉的情况更接近实际。     

一种管道式油滴聚并装置的性能研究

为了探讨管道式油滴聚并装置的性能特征,采用室内试验和计算流体力学方法,对装置内的流型变化特性进行了研究。试验研究中,为了获得管道式油滴聚并装置的最优油滴聚并方式,加工了3种聚结板结构。研究结果表明:当入口混合流速低于0. 5 m/s时,能够实现流型的转换;当入口混合流速高于0. 5 m/s时,分散相油滴经过管道式油滴聚并装置后能够增大。通过对不同聚结板结构参数、操作参数和物性参数的研究发现:在高入口流速下,平板式聚结板的聚并效果最优;当入口流速增大至将近3 m/s时,管道式油滴聚并装置内的油滴仍然有增大的效果;当聚结板的间距为20 mm时,油滴聚并效果最优;当聚结板的长度在1 m左右时,油滴聚并效果最优。管道式油滴聚并装置具有将小油滴聚并成大油滴的功能,可配套油水分离器使用从而提高分离器的分离性能。     

含聚丙烯酰胺类采出水中聚合物降解的研究现状及发展

三次采油过程中形成的含聚丙烯酰胺污水粘度大,油水界面的水膜强度高,絮体生成与沉降慢,严重影响了采出液的油水分离效率、污水处理效果,提高污水中聚丙烯酰胺的降解效率对于确保含聚污水有效处理具有重要意义。本文对油田含聚污水中聚丙烯酰胺的化学降解、生物降解等机理进行了分析,并对其降解研究进展做了详细的总结和分析。     

波纹板聚结法油水分离技术

首先介绍了板式聚结法原油脱水和污水除油等油水分离过程的发展概况，指出板式聚结果具有效率高，设备简单的特点，特别是波纹板填料聚结器中波纹板提供了流体上面来回流动的曲折通道，这些曲析通道使分散液滴产生最大程度的聚结，使波纹板聚结法成为几年国内外研究和应用的一项新型油水分离技术。通过对聚结原理的分析，指出平行板分离器是各种聚结器分离的基础，并由此导出波纹板聚结器油滴脱除率η＝１－ｅｘｐ［－Ｋ（ｐ－Ｐ０）     

疏水缔合聚合物对SZ36-1油田生产污水稳定性的影响研究

针对SZ36-1油田聚合物驱生产污水组成特点,分别测定不同相对分子质量、浓度及水解度的疏水缔合聚合物对污水表观黏度、污水中油滴粒径、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：生产污水中所含降解后低相对分子质量聚合物会增加污水黏度,吸附于油水界面增强生产污水中O/W型乳液滴的负电性,增加油水界面膜弹性强度,增强污水乳化程度和稳定性,降低污水中油滴的聚并效率。     

阳离子聚合物型絮凝剂处理含聚污水的研究

以污水中油滴的粒径和Zeta电位及污水的浊度、含油量、过滤性为考核参数,考察了污水类型、阳离子聚合物型絮凝剂含量、絮凝剂的阳离子度和分子结构对絮凝剂处理含聚污水和不含聚污水的影响。实验结果表明,随絮凝剂FO4800SH含量的增加,不含聚污水中油滴的粒径和污水的浊度呈先减小后增大的趋势,油滴的Zeta电位呈先增大后平稳的趋势;含聚污水中油滴的粒径略有减小,污水的浊度减小,油滴的Zeta电位为负值且变化程度小。絮凝剂的阳离子度越大,含聚污水中油滴的粒径、污水的浊度、含油量越小;当絮凝剂FO4240SH,FO4440SH,FO4800SH的质量浓度分别为300,300,200 mg/L时,含聚污水的过滤性最好。交联型絮凝剂和线型絮凝剂对含聚污水的处理效果相当,但含有交联型絮凝剂的含聚污水的过滤性较好。     

内置静电聚结构件油水分离器液滴聚结特性

为了提高含聚结构件油水分离器分离效率,针对容器内置式静电聚结构件进行研究,通过粒径的变化和分离器油出口含水变化来评价静电聚结效果。在油水分离器内安装单板绝缘电极,改变含水率、流量和电压,确定聚结板的分离特性。评价结果表明:电场强度对聚结设备分离效率有重要影响,提高电场强度,可以有效提高液滴聚并速率;含水率对原油乳状液的黏度、初始粒径分布和介电常数有重要影响;随着流量降低,分离器中水滴沉降时间延长,油水分离效率提高。     

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。     

渤海某油田斜板除油器处理效果影响因素分析

渤海某油田污水系统投用后,斜板除油器除油效率一直偏低,在实际处理量未达到设计处理量的情况下除油率仅为40%。进入斜板除油器的含油污水先通过聚结波纹板,其中较大油滴被上浮除去,较小油滴通过聚结成为较大油滴,然后通过斜管区除去。上浮至斜管区表面的乳化油漫过收油槽堰板通过收油管线进入污油罐,经斜板除油器除油后的污水进入气浮机。油田利用斜板除油器清罐的契机,对内部结构进行测量和分析后,提出改造意见。     

波纹聚结板表面粗糙效应数值模拟研究

为研究波纹聚结板表面粗糙效应对油水分离的影响及机理,通过在聚结板表面设置不同形状粗糙元组对板进行粗糙化,采用FLUENT对粗糙化前后聚结板板间流域两相流体积分数分布及沿程上下壁面压力变化进行模拟。研究结果表明:聚结板表面设置粗糙元后,油水两相分层更明显,在横截面对称轴处,最高点相对于最低点油相体积分数提高约10%;聚结板表面设置半球形及圆柱形粗糙元的油水分层效果接近,且优于设置圆锥形粗糙元,在横截面对称轴Y=0. 014m处,前者较后者体积分数差最高可达约60%;聚结板设置粗糙元处出现了微小的压力波动,上壁面波峰处及下壁面波谷处压力相对于无粗糙元发生了一定程度的向上偏移,其他部分压力不变,加剧了聚结板沿程上下壁面的压力差,提高了油相在板间流动时上下波动碰撞的压差动力。所得结论可为聚结板的结构优化设计提供参考。     

聚结构件倾角对分离器分离效果影响的数值模拟

通过流体力学软件Fluent对不同倾角聚结构件进行了建模及数值模拟,研究分离器聚结构件倾角对分离效果的影响.结果表明:聚结构件对流体有阻碍作用,相对于倾角为30°、60°的聚结构件来说,45°时对流体速度的阻碍作用较小;油滴上浮及水的下沉速度随着倾角的增大而加快,分离速度提高;但加快的油滴流动速度不利于油滴在板上的聚结.     

细菌对注聚驱采油污水中部分水解聚丙烯酰胺降解作用研究

针对大港油田长期聚合物驱后,采油污水中含有大量部分水解聚丙烯酰胺,增加了混合液的黏度和乳化性,使油水分离难度加大,采出水含油量严重超标,外排水对环境的污染也越来越明显,亟待解决部分水解聚丙烯酰胺的降解问题.文章对硫酸盐还原菌、腐生菌、芽孢杆菌和烃类降解菌在含部分水解聚丙烯酰胺污水中的繁殖情况,以及对部分水解聚丙烯酰胺的降解规律和最佳降解条件进行了研究,研究表明:将这些细菌接入部分水解聚丙烯酰胺溶液中,能较快地适应环境而快速生长,并对部分水解聚丙烯酰胺的降解具有较大的贡献,且腐生菌的贡献略大于硫酸盐还原菌,其次是芽孢杆菌和烃类降解菌;菌群对含部分水解聚丙烯酰胺污水进行处理,7d后部分水解聚丙烯酰胺质量浓度从52.31 mg/L降为2.78 mg/L,5 d后含油量从13.5 mg/L降为0 mg/L,使污水达到了外排标准.     

双支T形管内油滴聚结破碎特性分析

现有研究未对T形管内油滴的聚结破碎情况做进一步分析,且采用PBM模型研究双支T形管内油滴聚结破碎特性的研究尚未见报道。为此,采用CFD-PBM耦合方法对双支T形管内油滴聚结破碎行为及分离特性进行数值模拟分析,同时开展室内试验对模拟结果的准确性进行验证。研究结果表明:T形管支管内的油滴粒径大小受湍动能变化影响较大,湍动能由0.64 m~2/s~2减小到0.36 m~2/s~2时,油滴粒径由300μm增加到460μm,呈聚结状态,而湍动能由0.36 m~2/s~2增大到0.60 m~2/s~2时,油滴粒径由480μm降低到360μm,呈破碎状态;随支管高度的增加,其内部湍动能逐渐减弱而油滴粒径却逐渐增大;靠近入口的支管Ⅰ内部油相体积分数明显大于支管Ⅱ,且同一支管内左侧的油相体积分数也高于右侧;双支T形管的分离效率随支管出口分流比的增大呈先升高后降低的趋势,当分流比为50%时,分离效率达到最大值30.2%;最佳分流比条件下,处理量在2～4 m~3/h范围内变化时,T形管的分离效率呈逐渐降低趋势,由32.5%降低到25.0%。研究结果可为T形管结构的优化设计提供一定的理论指导。     

采用多重光散射法研究含聚合物原油乳状液稳定性

采用多重光散射法进行原油乳状液稳定性的测试,研究聚合物浓度、沉降时间对原油乳状液稳定性的影响。通过测试参比模式下光强随时间的变化、不稳定性系数曲线、背散射光峰厚度分析含不同浓度聚合物的乳状液油水分离的难度。随着沉降时间的增加,透光率随之增加,实现油滴上浮,水滴聚并下沉;随着含聚合物浓度的增加,不稳定系数呈现下降的趋势,分水量也相对较少,油水分离难度增大。     

液-液分离水力旋流器油滴破碎与聚并的数值模拟

为了研究水力旋流器内液滴的破碎和聚并以及其对分离性能的影响,运用欧拉-欧拉多相流模型和RSM湍流模型数值模拟旋流器内的油水分离,同时采用群体平衡模型描述油滴间的相互作用。研究结果发现:油滴的破碎主要发生在旋流器的壁面附近,油滴的聚并主要发生在轴心区域;当增大油相的体积分数时,油滴聚并占主导作用;当增加入口流量时,分离效率会提高,但随着流量的增大,分离效率提高到一定程度会降低,因此对于结构尺寸固定的旋流器均存在一个最佳处理量;比较单锥和双锥旋流器发现,双锥旋流器内油滴更容易发生聚并,分离性能更好。所得结论可为水力旋流器的现场应用提供指导。     

三元复合驱采出水性质及稳定性机理研究

通过对大庆油田二厂南四-8(弱碱)和四厂三元-6(强碱)三元复合驱采出水水质、含油量-沉降时间关系和驱油剂-油滴粒径关系等进行测定分析,得到了三元水的基本性质及驱油剂对其稳定性的影响。碱对三元水稳定性影响具有双重性,随着碱量增大,小粒径油滴分布增多,少部分油滴粒径已达到胶体粒径范围,碱量增到一定值,采出水油滴会发生聚并而分离;表面活性剂降低油水界面张力,促进油滴分散,其长链分子间存在斥力,可阻碍油滴聚并;聚合物增加采出水黏弹性,增大油滴聚并阻力,减小上浮速度。碱和表面活性剂的协同作用可使原油中的活性物质发生皂化,同时碱在一定程度上促进了聚合物自身水解,增大界面活性,使得采出水稳定性增强。     

CO_2与油水的相互作用对驱替过程的影响研究

二氧化碳注入过程中,CO2与油水发生的相互作用将会对驱替过程产生一定的影响。通过不同压力条件下CO2在油水中的溶解实验,结合经典计算模型,得到了溶解CO2后的水、油黏度变化规律。通过不同含水率条件下的油水乳化实验,考察了溶解CO2前后油水乳化程度(以乳化带体积占油水总体积的百分比表示)。实验结果表明,CO2在油、水中溶解后,地层水的黏度增大,原油的黏度减小,CO2的溶解有利于改善水油黏度比,且初始压力从0.1MPa增至6MPa时,水油黏度比增大至原来的4.672倍。溶入CO2的油水体系的乳化程度远远大于未溶入CO2油水体系的,且含水率为40%时,碳酸水/原油体系的乳化程度可达96.43%。CO2与油水的相互作用,有利于改善水驱微观驱油效率,扩大气驱宏观波及效率,提高原油采收率。     

海上化学驱油田含聚油泥分析及预防措施

对于注聚油田,在污水处理中,含聚油泥已经成为油田开发中的主要污染能源之一,且处理困难。针对这一问题,通过室内实验,对聚驱污水中聚合物、悬浮物和原油在注水缓冲罐中的沉降原理进行了分析,并提出了含聚油泥产生的模型。结果表明:在含聚污水中的悬浮物粒径和油滴粒径尺寸范围内,均不易聚集沉降。在生产过程中出现的含油污泥,其主要原因是,在采出液处理过程中,悬浮物、油滴和聚合物相互作用发生聚集沉降。在开发生产过程中,尽量避免选用阳离子处理剂,而选择一些非离子型水处理剂,可以有效的减少处理剂与聚合物、黏土颗粒的聚沉作用,从而减少含聚油泥的产生。