聚合物驱采出水的研究处理汇编.pptx

聚合物聚合物驱驱采出水的采出水的研究研究 处处理理 目录目录 • • 聚合物驱采出水的来源聚合物驱采出水的来源 • • 聚合物驱采出水的特性聚合物驱采出水的特性 • • 现常规处理技术概述及应用现常规处理技术概述及应用 • • 新处理技术新处理技术 一.聚合物驱驱采出水的来源 • 在原油开采过程中，初次采 油一般依靠地底压力让原油自喷 而出；此后由于地下压力减小， 不得不往地下注水将油驱出，称 二次采油当前，中国多数油田 处于二次采油晚期，每百吨采出 液体中，含水量高达95%，综合 原油采收率只有30％多一些在 实际中多数采用的是三次采油 聚合物驱技聚合物驱技 术是隶属于术是隶属于三次三次 采油阶段采油阶段的的“ “提高提高 采收率采收率“ “ 技术中技术中 的一种强化采油的一种强化采油 工艺技术工艺技术 聚合物驱驱采出水的来源 • 随着大部分油田进入三次采油阶段，聚合物驱油得到 了较广泛的应用聚合物驱油是一种能够提高原油采收率 的工艺方法，向地层注入高粘度的聚合物溶液来大大降低 流度比、扩大波及体积、提高驱油效率从而提高采收率的 驱油工艺 水解聚丙烯酰胺(HPAM)作为增稠剂用于聚合物 强化驱油，可以大大提高石油的采收率，但同时也产 生了大量的采油污水——聚合物驱采油污水。

这种污 水不仅含有大量的油和悬浮物等污染物，而且含有大 量水解聚丙烯酰胺(HPAM)污水粘度高，水中的油 滴及固体悬浮物的乳化稳定性强，使该污水的处理难 度增加了 二.聚合物驱驱采出水的特性 聚合物驱采油污水最大特点是其中含有聚合物由于聚合物驱采油污水最大特点是其中含有聚合物由于 聚合物的存在，使得这种污水具有一些独特的性质在聚合物的存在，使得这种污水具有一些独特的性质在 聚合物采出水中聚合物的质量浓度小于聚合物采出水中聚合物的质量浓度小于600600 mgmg／／L L，相，相 对分子质量为对分子质量为200200－－500500万这个特性主要体现在：万这个特性主要体现在： ①①采出水中含有聚合物，会使含油污水的采出水中含有聚合物，会使含油污水的粘度增加粘度增加 4545℃℃时水驱采出水的粘度一般为时水驱采出水的粘度一般为0.6mPa·s0.6mPa·s，而聚合物驱，而聚合物驱 采出水的采出水的粘度随聚合物含量的增加而增加粘度随聚合物含量的增加而增加，一般为，一般为0.80.8－－ 1.1 1.1 mPa·smPa·s；粘度的增加会；粘度的增加会增大水中胶体颗粒的稳定性增大水中胶体颗粒的稳定性 ，使污水处理所需的，使污水处理所需的自然沉降时间增长自然沉降时间增长。

聚合物驱驱采出水的特性 • • ②②采出水的采出水的油珠变小油珠变小了粒径测试发现聚合物采出水中油了粒径测试发现聚合物采出水中油 珠粒径小于珠粒径小于 10 10 μmμm的占的占 9090％以上，油珠粒径中值为％以上，油珠粒径中值为3 3～～ 5μm5μm；微观测试结果表明聚合物；微观测试结果表明聚合物 使使油水界面水膜强度油水界面水膜强度增大增大 ，，界面电荷增强界面电荷增强，导致采出水中小油珠稳定地存在于水体，导致采出水中小油珠稳定地存在于水体 中因而增加了处理难度，使处理后的污水中油含量较中因而增加了处理难度，使处理后的污水中油含量较 高 • • ③③由于由于阴离子型聚合物阴离子型聚合物的存在，严重干扰了絮凝剂的使的存在，严重干扰了絮凝剂的使 用效果，使絮凝作用变差，大大增加了药剂的用量同时用效果，使絮凝作用变差，大大增加了药剂的用量同时 ，处理后的水质达不到原有水质标准，油含量、悬浮固体，处理后的水质达不到原有水质标准，油含量、悬浮固体 含量严重超标含量严重超标 • • ④④由于聚合物由于聚合物吸附性较强吸附性较强，携带的，携带的泥沙量较大泥沙量较大，大大缩，大大缩 短了短了反冲洗周期反冲洗周期，增加了反冲洗的工作量。

同时由于泥沙，增加了反冲洗的工作量同时由于泥沙 量增大，要求处理各工艺环节排泥设施必须得当，必要时量增大，要求处理各工艺环节排泥设施必须得当，必要时 需增加需增加污泥处理污泥处理环节 三.聚合物驱驱采出水常规处规处 理技术术 现在广泛应用的工艺是两级沉降、一次压力过滤 的处理工艺，如果用此工艺来处理聚合物采出水，一 方面将增加沉降时间、 降低过滤器滤速，从而增大地 面构筑物规模，加大基础设施投资，另一方面，聚合 物还会干扰絮凝剂的使用效果，使处理后的水质达不 到原有水质标准，油含量、悬浮固体含量严重超标 因此，针对目前使用处理工艺的不足，人们研究 了各种简化流程和提高处理效果的设备和工艺 大庆庆油田聚合物驱驱采出水工艺艺流程 随着聚合物驱油 技术的大面积推广， 目前全油田已建成28 座聚驱采出水处理站 ，其中23座为二级沉 降与一级压力过滤流 程，占全部聚驱采出 水处理站的82.1% 序 号 采用的工艺艺流程数量 （座 ） 1自然沉降→混凝沉降→ 压力过滤 23 2横向流聚结除油器→ 压力过滤 4 3一级沉降→二级沉降 →三级沉降→压力过 滤 1 ※※ 采用二级沉降、一级压力过滤流程的处理站采用二级沉降、一级压力过滤流程的处理站 ※※采用一级横向流聚结除油器、二级压力 过滤流程的处理站 改进进的处处理设备设备 它是重力分离型除油、 除悬浮固体构筑物，在三段 重力处理工艺流程中处于第 一段。

在此罐中，一部分小 油粒由于自身在静水中上浮 速度不同及水流速度的推动 ，不断碰撞聚结成大油粒而 上浮，无上浮能力的部分小 油粒随水进入集水管，经出 水系统排出 （一）立式除油罐（一）立式除油罐 （二）沉降罐 沉降罐是用于采出水中油、水、泥分离的构筑物 在三段重力处理工艺流程中处于第二段通过投加混 凝剂来提高与液体内不同物质的密度差值，增大油粒 浮升速度和悬浮物下沉速度，减少沉降时间,从而提 高除油效率，与自然沉降罐主要区别在中心设置混凝 反应筒 聚合物驱驱采出水处处理新技术术 随着三次采油的扩展,聚合物驱采出水的数量在 逐年增多,常规处理技术由于对聚合物去除率较低 ，处理后的污水含有大量的聚合物，所以不能回注 到低渗透地层有必要针对聚合物采出水的特点研 究高效的油水分离工艺，使处理后的污水能用于配 制聚合物回用，从而实现含聚污水利用的良性循 环 根据调研结果，现在已经提出了活性炭和生 物炭床吸附法、超声波降解聚合物法、膜分离技 术、电解絮凝法等经济可行的处理技术 活性炭和生物炭床吸附法 • 活性炭吸附原理： 固体表面有吸附水中溶解性 物质及胶体物质的能力，表面积很大的活性炭等具有 很高的吸附能力，可用作吸附剂。

一般都制成粉末或 颗粒状粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价 格较低，但再生困难，一般不重复使用颗粒活性炭 价格较高，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动 条件较好，操作管理简单 • 生物炭床法：生物炭工艺是一新兴污水处 理技术，是在活性炭表面培养出微生物膜，利用活性 的吸附能力和微生物的生化功能，相辅相承地达到更 好的处理效果，而且活性炭不必再生 超声波降解聚合物法 超声波技术作为一种新的废水处理技术，在国外已有大 量实验室的基础研究成果，并有部分进入实际应用，被认为 是一种有前途的废水处理技术超声波对有机物的降解基于 以下两个理论 1)空化理论：超声波对有机物的降解不是直接的声波作用， 因为超声波在液体中的波长为10～0. 015 cm，远远大于分子 的尺寸，而是和液体中产生的空化气泡的崩灭有密切关系， 其动力来源是声空化 2)自由基理论：在空化作用产生的高温、高压下，水分子裂 解产生自由基自由基由于含有未配对电子，所以其性质活 泼，很容易进一步反应成为稳定分子对超声波降解聚合物 主要在聚合物解聚上，其降解机理如前所述，主链被空化作 用产生的高温高压环境以及水力剪切力作用而断裂，形成自 由基，自由基之间相互反应形成新的化合物。

出水经超声波处理，经过一次、二次沉降处理， 流程如图1 对比有无超声波的效果结果如表对比有无超声波的效果结果如表 超声波的空化作用可以将一部分难生化降解的聚合物转 化为黏度较低的易降解的小分子物质由图2可知，超声波 功率的提高有利于污水中聚合物的降解，从而更加有效地降 低溶液的黏度 但是这种增加的趋势随着功率的增加变缓，对比300W 和400W的数据， 可以看出二者对 污水黏度的作用 相差不大超声 波功率超过400W， 对污水黏度的降 低有限 电解絮凝法 在电解絮凝法中以铁为阳极，电极反应为： 阳极反应 Fe−2e‾→Fe2+ 阴极反应 2H2O +2e ‾→H2+ 2OH‾ 阳极反应产物和阴极反应产物反应： Fe2++ 2OH‾→Fe(OH)2 生成的Fe(OH)2在空气中逐渐氧化Fe(OH)3，与聚合物 絮凝沉淀，将其从水中去除，负极产生的氢气起到搅 拌的作用 电电解絮凝浮选选的工艺艺流程 将油田污水放入高位水箱,在搅拌条件下流入电絮凝浮选器 中;等水位到达规定度时,启动电源,进行电絮凝浮选;一定 时间后,在取样点取样分析(测定水中含油量、浊点、COD 值等),同时水样进行砂滤,取出一定量水进行水质分析,如 图。

膜分离技术术 膜分离技术是在近20多年迅速发展起来的分离技 术，用超过滤法处理原油废水以及结合盐析用反渗透 法处理浮状液废水的研究已有不少报道若采用反渗 透和超过滤联合处理，在除污同时还可降低 COD 和 BOD 膜分离技术就是利用膜的选择透过性进行分离和 提纯的技术膜由合成的高分子材料制成，具有形态 较整齐的多孔结构，孔径分布均匀过滤时，所有大 直径的粒子全部拦截在滤膜表面上膜法处理可根据 废水中油粒子的大小，合理地确定膜截留分子量，且 处理过程中一般无相的变化，常温下操作，有高效、 节能、投资少、污染少的特点近年来，越来越多的 膜分离技术开始用于油田采出水的处理常应用于采 油废水处理的膜，包括反渗（RO）、超滤（UF）、 微滤（MF）、电渗析（E）和纳滤（NF）等 • 目前，在国内外各大油田应用较多的是超滤膜技 术 UF膜孔径一般在1nm-1μm之间，截留固体颗 粒、胶体及相对分子质量为1000一100000的大分子， RO膜几乎完全可以将相对分子质量为150以上的有机 组分截留UF+RO膜技术的组合处理高含盐的采出 水，可达到回注要求水质经过该工艺处理的水中， 悬浮物含量和油含量完全能达到SY／T5329―94《碎 屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法)A1级标准。

其中悬浮物含量小于1mg/L，含油量小于4mg/L，粒 径中值小于1μm • 膜分离技术用于采出水的处理具有明显的优点： 1.化学稳定性好，可用强酸、强碱、强氧化剂还原剂 等来清洗再生 2.机械强度高，能在高温高压下使用 和清洗 3.出水水质好，水质稳定4.设备使用寿命 长、占地面积少、配套设施少 小组讨论 谢谢谢谢 请批评指正 。