聚合物对原油破乳脱水和污水处理影响的研究

陈勇 马英 杨晓拂 李芳芳 罗佳洁

摘 要：随着油田开发的不断进行，国内外油田多采用交联聚合物调剖或者采用二元、三元复合驱的措施来提高采收率。大量的聚丙烯酰胺被注入地层，在地层剪切降解后部分聚合物随着采出液采出，导致集输系统聚合物含量升高。现场经验表明，聚合物升高对原油脱水和污水处理均有较大的影响，本文的工作主要是探讨不同的聚合物浓度对原油脱水和污水处理的影响，给现场生产提供指导。

关键词：含聚采出液;集输系统;破乳;污水处理;影响

目前各油田为了提高采收率，聚合物普遍用于调剖调驱作业[1]，所采用的聚合物由以前的聚丙烯酰胺逐渐向耐温型的功能聚合物转化，聚合物在地层降解后分子量仍然较大，给采出液的破乳脱水和污水处理带来不利影响[2-3]。同时油田的生产过程中采用了各种不同的增产措施，如酸化、压裂、封层补孔和打新井等，大量的化学药剂随着采出液进入集输系统，导致集输系统运行不稳定，针对不同的因素造成的集输系统波动，应该采用不同的方法，而不是简单的归结于聚合物的影响，否则既不能解决现场问题，同时还耽误生产。本文针对油田常用的聚合物采用室内试验的方法，验证了聚合物对原油破乳脱水和污水处理的影响，给现场生产提供技术指导。

1 试验方法与步骤

1.1 试验药品

油田某区块采出液，聚醚类破乳剂，聚小阳离子净水剂，油田现用二元复合驱聚合物（耐温聚合物，分子量1900万）

1.2 试验仪器

乳化机、高速离心机、水浴锅。

1.3 试验步骤

1.3.1 聚合物配制

取1L地层水，配制浓度为0.2%的耐温聚合物水溶液，加入0.1%的过硫酸铵，在90℃烘箱中降解24h，用以模拟采出液中聚合物。

1.3.2 模拟地层采出液的配制

在地层水中分别加入1.3.1中配制的聚合物水溶液，使地层水中聚合物的含量分别为0、10、20、30、50、60、80、90、110、150、200、300mg/L，将含不同浓度聚合物的地层水与同层位原油按照3：7的体积比制成油包水乳状液。

1.3.3 含聚合物污水的配制

在地层水中分别加入1.3.1中配制的聚合物水溶液，使地层水中聚合物的含量分别为0、10、20、30、50、60、80、90、110、150、200、300mg/L。

1.3.4 脱水效果评价

按照SY/T 5280-2018 《原油破乳剂通用技术条件》给出的方法评价含有不同浓度聚合物的乳状液脱水情况，并观察界面是否清晰，测定脱出污水含油。乳化油的使用量为100mL，破乳剂加浓度为50mg/L，脱水温度为50℃。

1.3.5 污水处理效果评价

取1.3.3中配制的含有不同浓度聚合物的污水，分别倒入100mL的比色管中，置于40℃的恒温水浴中，保温15min。加入50mg/L的净水剂，比色管轴向震荡50次，在放入水浴中，恒温2h，取比色管中部清液测定水含油、悬浮物和COD。

2 结果与讨论

2.1 聚合物对原油脱水的影响

含有不同浓度的聚合物的原油乳状液在50℃，破乳剂添加浓度为50mg/L的条件下，脱水时间为1h，分别记录了不同时间点的脱水量。试验数据见表1和图1。

从表1和图1可以看出，随着乳状液中聚合物浓度的增加，原油脱水速度降低，随着脱水时间的延长，高聚合物含量的乳状液脱水量与低聚合物含量的乳状液脱水量差距逐渐缩小，在60min时，脱水量差距缩小至2mL以内，脱水率均在90%以上，能够达到行业标准SY/T 5280-2018 《原油破乳剂通用技术条件》中规定的脱水率的要求。说明在聚合物的含量为300mg/L以内时，随着聚合物含量的升高，降低了原油脱水速度，但并不影响最终的脱水量，脱水率能够满足标准要求。

2.2 聚合物对污水处理的影响

含有不同浓度的聚合物的含油污水在40℃条件下，加入50mg/L的净水剂，静置2h后，分别取上层清液测定水含油、悬浮物和COD，测定结果见表2。

从表2中可以看出，在聚合物含量在50mg/L以下时，处理后的污水水含油和COD均出现降低，主要是少量聚合物在污水中起到了协助絮凝的作用，聚合物浓度在50mg/L以上时，随着聚合物含量的增加，处理后污水的水含油和COD值均出现上升趋势，说明在聚合物含量达到50mg/L以上时，聚合物对污水处理后的水含油、COD有影响;随着污水中聚合物含量的增加对于污水处理后的悬浮物基本上是有利的。

3 小结

本文针对油田含聚合物采出液的处理，設计了相关实验，验证了聚合物对原油脱水和污水处理的影响，得到如下结论：①聚合物含量在300mg/L以下时，主要影响原油乳状液的脱水速度，最终脱水量影响不大;②含聚合物污水处理时，当聚合物含量在50mg/L以下时，对于污水处理无不利影响，当聚合物含量在50mg/L以上时，主要影响处理后污水的水含油和COD值。

参考文献：

[1]冈秦麟.论我国的三次采油技术[J].油气采收率技术， 1998（4）：1-7.

[2]荆国林等.聚合物驱采油污水处理技术研究进展[J].工业用水与废水，2004（2）：16-18.

[3]邓述波，周抚生等.聚丙烯酰胺对聚合物驱含油污水中油珠沉降分离的影响[J].环境科学，2002（2）：69-72.