含油污泥填充凝胶颗粒标准的应用

张俊瑾

中国石化中原油田分公司石油工程技术研究院（河南濮阳457001）

含油污泥填充凝胶颗粒标准的应用

张俊瑾

中国石化中原油田分公司石油工程技术研究院（河南濮阳457001）

为了实现油田含油污泥无害化处理，降低油田生产成本，同时将含油污泥变废为宝，采用本体聚合法，将含油污泥代替斑土填充到凝胶颗粒中制备出一种价格低廉的深部调驱剂。依据Q/ZY-CGYY11-2012《含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂技术条件》企业标准要求，对含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂的膨胀性能、热稳定性进行评价。结果表明，制备生成的调驱剂具有良好的高温稳定性，能够满足高温高盐油藏调驱的需要。在室内试验的研究基础上，自2013年起，规模生产出的含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂在中原油田多种类型油藏推广应用19个区块，累计注入含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂138.22×104m3，处理含油污泥10.38×104t，累计措施增油42 590t，累计增气1 278×104m3。

含油污泥；凝胶颗粒；标准；环保

油田含油污泥是在石油开采和油田污水处理过程中产生的一种固体废物。含油污泥产量大、重质油含量高、黏度大、颗粒细、脱水处理难，是影响油田及周边环境质量的重要污染物之一[1-4]。采用含油污泥代替斑土填充到凝胶颗粒中，可以实现油田含油污泥无害化处理，利于环保、节省污泥处理费用。同时由于污泥没有原料成本，从而降低了凝胶颗粒生产成本。

为了实现油田含油污泥无害化处理，降低油田生产成本，将含油污泥代替斑土填充到凝胶颗粒中制备出一种价格低廉的深部调驱剂。探讨了所制备的含油污泥凝胶颗粒在100℃、12×104mg/L矿化度条件下的膨胀性能、热稳定性以及污泥添加量对含油污泥凝胶颗粒生成的影响，并进行工业试验。

1 实验部分

1.1 试剂及主要仪器

试剂：氯化钠、氯化钙、氯化镁、无水煤油；

主要仪器：RS150流变仪、恒温烘箱、100mL耐温刻度试管；密度瓶25mL。

1.2 试验方法

含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂性能检测依据Q/ZY-CGYY11-2012《含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂技术条件》标准规定进行。该标准规范了含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂的主要技术指标有：膨胀倍数＞2，热稳定性（90℃）≥30（颗粒完整），密度在1.3～1.5g/cm3。

2 结果与讨论

将二厂濮三联、三厂文明寨、五厂胡状集、六厂马厂联的含油污泥通过配方和工艺优化填充到含油污泥填充凝胶颗粒中制备成含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂，执行Q/ZY-CGYY11-2012《含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂技术条件》中3的相关要求，对所制备的含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂进行室内性能评价及现场相关规范。

2.1含油污泥填充凝胶颗粒最大膨胀倍数评价

依据《含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂技术条件》标准，在90℃、100℃条件下，测试矿化度对文一联污泥填充凝胶颗粒膨胀性能的影响。实验结果见图1、图2。

图1 90℃时矿化度对污泥填加凝胶颗粒膨胀性能影响

图2 100℃时矿化度对污泥填加凝胶颗粒膨胀性能影响

由实验结果可以看出：在90℃、100℃条件下测试的膨胀性能结果显示一致，表现为低矿化度时膨胀倍数略大。分析原因，主要可能是由于污泥填充凝胶颗粒的吸水膨胀性能受所在环境溶液中的离子作用，离子浓度高时，凝胶颗粒吸水膨胀性能略小，表现为膨胀倍数略低。但膨胀倍数都大于2，符合Q/ ZY-CGYY11-2012中对膨胀倍数的要求。

2.2 含油污泥填充凝胶颗粒热稳定性评价

在100℃，12×104mg/L条件下，污泥填充凝胶颗粒稳定性评价结果见表1。

实验结果显示：污泥填充后的凝胶颗粒具有较好的高温稳定性。在100℃，矿化度12×104mg/L条件下能够保持颗粒长期完整，120天后颗粒由软变硬后更加不易溶化。符合《含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂技术条件》中在90℃条件下热稳定性大于30天颗粒完整的指标要求。这主要可能是由于添加的含油污泥填充到凝胶的网络结构中，使生成的含油污泥凝胶颗粒结构更密实，强度更高。以致于含油污泥凝胶颗粒在高温条件下老化90天，仍保持颗粒完整，即具有高温稳定性。

2.3 含油污泥填充凝胶颗粒密度评价

依据GB/T 4472-2011[5]中的比重瓶测定密度法,采用比重瓶法对不同含油污泥添加量合成的含油污泥填充凝胶颗粒进行密度测定。实验结果见表2。

表1 污泥填充凝胶颗粒高温稳定性评价结果

表2 不同污泥添加比例对含油污泥填充凝胶颗粒密度的影响

由于实验合成工艺受含油污泥含量影响较大，当污泥填充量增加到70%时，实验不成功。由表2可以看出，含油污泥填充凝胶颗粒密度随着含油污泥填充比例增加而增大，但在合成工艺允许的含油污泥含量范围内，合成的凝胶颗粒密度符合《含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂技术条件》中密度1.3～1.5 g/cm3的技术指标。

2.4 现场调驱使用的含油污泥填充凝胶颗粒技术指标

根据各油田区块含油污泥特点和使用油藏条件，执行《含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂技术条件》标准的技术要求，形成了不同粒径、不同强度等级、不同用途的污泥填充凝胶颗粒系列产品（表3）。

2.5 标准现场应用情况

严格按照《含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂技术条件》标准的技术要求对现场使用的含油污泥填充凝胶颗粒进行每批次抽检评价，累计评价1 008样次，见表4。

表3 污泥填充凝胶颗粒系列产品

表4 现场调驱用含油污泥填充凝胶颗粒抽检结果

2.6执行标准流程

按照Q/ZY-CGYY11-2012《含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂技术条件》标准的技术要求，对现场使用的含油污泥填充凝胶颗粒进行每批次抽检、评价，累计评价1 008样次，执行标准流程（图3）。

图3 含油污泥凝胶颗粒现场应用流程

2.7经济效益分析

含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂在中原油田不同油藏规模推广应用19个区块，共252井次，累计注入调驱剂138.22×104m3，处理含油污泥10.38×104t，增加水驱动用储量100.2×104t，提高采收率幅度较高，累计措施增油42 590t，累计增气1 278×104m3。新增产值24 711.631万元，增收节支，直接和间接创效12 997.35万元，投入产出比达到1：1.9。具体应用见表5。

3 结论

1）制成的含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂在90℃、100℃条件下最大膨胀倍数分别为5.6和4.3；在100℃、12×104mg/L条件热稳定性在30天时保持颗粒完整；颗粒密度在1.3~1.5g/cm3。符合Q/ZYCGYY11-2012的要求。

表5 污泥填充凝胶颗粒调驱应用油藏类型统计表

2）通过执行《含油污泥填充凝胶颗粒调驱剂技术条件》标准的技术条件及技术要求，现场检验污泥颗粒1 008样次，保证了19区块138.22×104m3含油污泥凝胶颗粒调驱剂的质量，规范了含油污泥凝胶颗粒的工业化生产。

[1]由庆，于海洋，王业飞，等.国内油田深部调剖技术的研究进展[J].断块油气田，2009,16（4）：68-71.

[2]戴达山，刘义刚，刘宏现，等.含油污泥水膨体深部调剖剂的制备与应用性能研究[J].石油与天然气化工,2007,36(1)：66-70.

[3]杨奕，段志强.绿色环保的含油污泥深部调剖技术[J].石油科技论坛，2008,27（5）：61-63.

[4]周亚贤，后天讲，郭建华，等.耐温抗盐预交联调剖剂的研制与性能评价[J].精细石油化工进展，2004,5（12）：22-24.

[5]全国化学标准化技术委员会.化工产品密度、相对密度的测定:GB/T 4472-2011[S].北京：中国标准出版社，2011.

In order to achieve the harmless treatment of oilfield oily sludge,reduce oil production costs and make full use of the oily sludge,a low price of deep profile control and oil displacement agent is prepared using oily sludge instead of bentonite filling gel particles by bulk polymerization.The expansion performance and thermal stability of the prepared profile control and oil displacement agent are evaluated according to the requirements of the enterprise standard Q/ZY-CGYY11-2012"gel particle profile control agent filled with oily sludge".The results show that the prepared profile control and oil displacement agent has good high-temperature stability and can meet the needs of high-temperature high-salt reservoir for profile control and oil displacement.Based on the laboratory experiment,the profile control and oil displacement agent had been applied in large scale to different types of reservoirs in 19 blocks of Zhongyuan Oilfield since 2013,the profile control and oil displacement agent of 138.22×104m3had been injected,which achieves a cumulative increase of oil of 42 590t and gas of 1 278×104m3,and the oily sludge of 10.38×104t is treated and utilized.

oily sludge;gel particle;standard;environmental protection

萍

2015-10-27

张俊瑾(1986-)，女，硕士，工程师，现主要从事提高采收率方面的工作。