采油污水回注预处理实验研究

2014-12-24杨志刚

石油化工应用 2014年11期

赵亮，杨志刚

（陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，陕西西安 710075）

延长油田子长采油厂将各油井采出液集中运至储油罐中进行油水沉降分离，分离后的采油污水用于回注采油，该厂为特低渗油田，处理后的采油污水要求达到固体悬浮物含量小于3 mg/L，含油量小于5 mg/L，腐蚀速率小于0.076 mm/a，结垢量小于10 mg/L。由于采油污水性质复杂，污水处理加药工艺不完善等原因致使出水水质达不到注水水质标准。本文将对子长采油厂采油污水回注预处理方法进行室内研究，寻找出适合该厂采油污水组成、性质特点的水处理药剂配方，使处理后污水达到回注要求，保障油田注水生产正常进行。

1 实验仪器、材料和方法

1.1 主要实验仪器和材料

pH 计：pHS-3C 型，上海雷磁仪器厂；分析天平：200 g，感量0.1 mg，上海天平仪器厂；分光光度计：7230G 型，宜兴市仪器仪表厂；六联搅拌器：SC956 实验搅拌器，湖北省潜江市煤与仪器有限公司；鼓风干燥箱：841Y 型，吴江华通烘箱制造厂；溶剂过滤器：300 mL型，天津市津腾实验设备有限公司；聚合氯化铝（PAC）：工业级，河南巩义水处理剂厂；聚丙烯酰胺（PAM，相对分子质量800 万）：工业级，聊城永兴环保科技有限公司；HSZG-1、HSZG-2、HSZG-3、HSZG-4 缓蚀阻垢剂：西安石油大学研制；石油醚：分析纯，西安化学试剂厂；无水乙醇：分析纯，西安化学试剂厂；氢氧化钠：分析纯，西安化学试剂厂。

1.2 实验方法

水质分析方法按照SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》规定进行，采油污水絮凝沉降实验根据SY/T 5796-93《絮凝剂评定方法》进行，缓蚀实验根据SY/T5273-2000《油田采出水用缓蚀剂评价方法》进行，阻垢实验根据SY/T 5673-93《油田用防垢剂性能评价方法》进行。

2 实验结果及讨论

2.1 采油污水水质分析

子长采油厂采油污水原水和处理后水水质分析结果（见表1）。

表1 子长采油厂采油污水水质检测结果

从表1 水质分析结果可以看出：子长采油厂采油污水原水属CaCl2水型，呈弱酸性，含油量和固体悬浮物含量高且变化大，污水腐蚀结垢性强；处理后采油污水未达到注水水质标准，严重影响油田注水开发生产。

2.2 絮凝实验结果

絮凝实验分别考察了PAC 和PAM 絮凝沉降效果，以及两种试剂复配效果。

2.2.1 污水pH 值对PAC 絮凝效果的影响由于污水pH 值对聚合铝絮凝效果影响很大，因此应根据子长采油厂采油污水性质、特点，确定出聚合铝絮凝处理的最佳pH 值范围。当聚合铝加量为100 mg/L 时，pH 值对聚合铝处理效果的影响（见表2）。

表2 pH 对聚合铝处理效果的影响

由表2 可以看出，当pH 值在7.0～7.5 时，聚合铝的处理效果最好，而且实验发现形成的絮体较密实，沉降速度相对较快，沉降后液体澄清透明；当pH＜6 或pH＞8 时，形成的絮体较疏松，液体混浊，尤其在pH＜6时以上现象更加明显。

2.2.2 PAC 加量对处理效果的影响取含油量为97.7 mg/L、固体悬浮物含量为65.75 mg/L 的采油污水，调节pH 值至7.3，考察聚合铝加量对絮凝效果的影响，实验结果（见表3）。

表3 不同聚合铝加量下的透光率

取含油量为473.6 mg/L、固体悬浮物含量为209.4 mg/L 的采油污水，调节pH 值至7.3，考察聚合铝加量对絮凝效果的影响，实验结果（见表4）。

表4 不同聚合铝加量下的透光率

从表3 和表4 中的实验结果可以看出，当聚合铝加量增加时，处理效果明显提高。当污水含油量较少时，单独加聚合铝，加量达50 mg/L 以上时，就有较好的处理效果；当含油量和固体悬浮物含量增加时，单独用聚合铝进行絮凝处理时，处理效果不太理想，当加量达200 mg/L 时，透光率仅为84.1 %，而子长采油厂采油污水平均含油量达600 mg/L 以上，单独使用聚合铝作絮凝剂难以达到预期标准。

2.2.3 PAM 加量对絮凝效果的影响为了增强絮凝处理效果，采用PAC 和PAM 复配处理采油污水，取含油量为526.6 mg/L、固体悬浮物含量为215.3 mg/L 的采油污水，调节pH 值至7.3，PAM 加量对污水处理效果的影响实验结果（见表5）。

表5 1#有机絮凝剂加量对处理效果的影响

由表5 实验结果可知，当PAM 与PAC 复配时，明显提高采油污水絮凝效果，PAM 加量在0.8 mg/L～1.0 mg/L 时，处理效果最好。

2.2.4 絮凝沉降处理全流程实验为了全面详细考查PAC 和PAM 复配体系对子长采油厂采油污水的处理效果，先将采油污水自然沉降后，向污水中加入PAC和PAM 进行絮凝沉降处理，沉降后污水再进行砂滤，分别测定处理前后采油污水含油量、固体悬浮物含量（SS）、pH 值等各项指标的变化情况。实验结果（见表6、表7）。

表6 絮凝沉降处理全流程实验结果（一）

表7 絮凝沉降处理全流程实验结果（二）

由表6 和表7 中的实验结果可以看出：对于不同含油量和悬浮物含量的采油污水，只要通过调整PAC和PAM 的加量，用简单的絮凝沉降和过滤处理，就可以大量除去采油污水中的含油量和悬浮物含量，使之达到注水水质标准；同时，降低采油污水的腐蚀速率及结垢量，但采油污水的腐蚀速率及结垢量仍超标，还需对其进行缓蚀阻垢处理。

2.3 缓蚀阻垢剂实验结果

将采油污水经过絮凝沉降和过滤处理后，取滤后液进行缓蚀阻垢实验研究。

2.3.1 缓蚀实验结果对HSZG-1、HSZG-2、HSZG-3、HSZG-4 缓蚀阻垢剂进行缓蚀实验评价，结果（见表8）。

表8 采油污水腐蚀实验评价结果

由表8 实验结果可知：随着HSZG-1、HSZG-3、HSZG-4 缓蚀阻垢剂加量增加，防腐效果逐渐增加，加量为30 mg/L 时即可达到注水要求；随着HSZG-2 缓蚀阻垢剂加量增加，污水腐蚀速率先降低后增加，当HSZG-2 缓蚀阻垢剂加量超过80 mg/L 时，污水腐蚀速率有上升趋势；相对比较而言，HSZG-3 缓蚀阻垢剂缓蚀效果最好，处理后水腐蚀速率最低，远远小于0.076 mm/a 的注水水质要求。

2.3.2 阻垢实验结果取70 ℃下结垢量为68.2 mg/L的过滤后采油污水，选取HSZG-1、HSZG-3、HSZG-4缓蚀阻垢剂进行阻垢实验评价，结果（见表9）。

由表9 实验结果可知，实验浓度范围内HSZG-1、HSZG-3、HSZG-4 缓蚀阻垢剂均具有很好的阻垢效果，处理后污水结垢量均小于10 mg/L 注水要求，但综合缓蚀实验考虑，3#缓蚀阻垢剂处理效果最佳。