唐世旺 寇子敏 王 欣 段美佳 張 茂

中海油(天津)油田化工有限公司 天津 300456

引言

近年來,為了提高原油產(chǎn)量,各種強(qiáng)化采油技術(shù)和增產(chǎn)措施防范應(yīng)用,使油田采出液中水包油(O/W)乳狀液的比重越來越大。渤海稠油油田原油屬于高密度、高粘度、高膠質(zhì)和高瀝青質(zhì)含量的環(huán)烷酸基質(zhì)重質(zhì)稠油。原油處理中污水水質(zhì)的提升存在一定困難。

目前油田在用非離子型清水劑可破除水包油乳狀液,具有處理后水質(zhì)清,絮團(tuán)狀態(tài)松散等優(yōu)點(diǎn),但處理速度略慢,而陽離子型反相破乳劑應(yīng)用范圍較廣,具有清水速度快,水質(zhì)清澈的特點(diǎn),但絮團(tuán)較為緊密,在處理含聚污水時(shí),聚合物易析出,對(duì)流程帶來很大負(fù)擔(dān),而陽離子-非離子清水劑在清水的同時(shí)可以有效地減少聚合物的析出。兼顧陽離子類藥劑的清水速度快和非離子型藥劑的絮團(tuán)松散狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn),在解決原油系統(tǒng)污水水質(zhì)問題上提供更優(yōu)的解決手段,而這對(duì)如何綜合評(píng)價(jià)渤海油田注聚后返排污水的清水劑的性能效果也提出越來越高的要求。

目前,關(guān)于油田污水處理系統(tǒng)在用清水劑評(píng)價(jià)方法較少,檢測(cè)指標(biāo)也比較單一,對(duì)于注聚后返排污水的評(píng)價(jià)方法也不完善。含聚合物污水處理要求比較高,其評(píng)價(jià)方法與傳統(tǒng)方法也不盡相同,原有常規(guī)的清水劑檢測(cè)方法和檢測(cè)指標(biāo)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前需求,因此需要探討含有聚合物污水的性能評(píng)價(jià)方法及相應(yīng)檢測(cè)指標(biāo)。

筆者根據(jù)渤海油田注聚后返排污水的特點(diǎn),在原有清水劑的評(píng)價(jià)方法基礎(chǔ)上進(jìn)行了補(bǔ)充和完善,分別從實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)方法以及檢測(cè)指標(biāo)幾方面進(jìn)行了闡述。

1 渤海油田注聚后返排污水特點(diǎn)

1.1 污水雜質(zhì)較多,含有聚丙烯酰胺聚合物,固體顆粒等

1.2 污水粘度比較大,水中含有膠體,懸浮,沉降困難。

1.3 污水中油水乳化嚴(yán)重,油包水和水包油狀態(tài)同時(shí)存在。

2 陽離子-非離子型清水劑的性能要求

2.1 作用速度快,30min內(nèi)完成作用

2.2 清水效果好,水質(zhì)可以達(dá)到規(guī)定要求

2.3 清水劑作用后,水中含油量越低越好

3 實(shí)驗(yàn)部分

3.1 儀器、設(shè)備、藥劑 100ml刻度離心管;

天平:感量為≤0.01g;

恒溫水浴:恒溫精度≤±1℃。

配樣瓶:80ml

移液槍

去離子水

藥劑(標(biāo)樣和待檢樣品)

手持式振蕩器

涂-4粘度計(jì)

秒表:分度為0.2S

3.2 實(shí)驗(yàn)條件

1)實(shí)驗(yàn)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)時(shí)間應(yīng)與污水在現(xiàn)場(chǎng)流程的停留時(shí)間保持一致。

2)實(shí)驗(yàn)溫度。實(shí)驗(yàn)溫度應(yīng)與污水在現(xiàn)場(chǎng)流程的溫度保持一致。

3.3 實(shí)驗(yàn)方法

1)清水劑有效清水濃度的測(cè)定。按照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5796—1993《絮凝劑評(píng)價(jià)方法》和SY/T 5281—2000《原油破乳劑使用性能檢測(cè)方法(瓶試法)》測(cè)定清水劑有效清水濃度。

具體步驟為:用去離子水將待檢清水劑稀釋為1.0%的溶液,備用;將采出污水進(jìn)行油水分離,靜置取下層水樣80 m L于離心瓶中,置于70℃恒溫水浴;按不同濃度用移液槍加入不同量的清水劑溶液,震蕩50次后重新置于水浴中;30 min后觀察污水變化現(xiàn)象,水體變澄清透明的最低濃度即為有效清水濃度。

2)清水劑有效固含量的測(cè)定。稱取一定量產(chǎn)物于玻璃表面皿中,置于105℃烘箱內(nèi),高溫干燥,每間隔2h取出稱量,所得質(zhì)量與初始質(zhì)量的比值即為固含量;相鄰兩次計(jì)算結(jié)果相差不超過0.5%時(shí)的固含量即為有效固含量。

3)清水劑粘度的測(cè)定。按照GB/T 1723涂料粘度測(cè)定法規(guī)定的涂-4粘度計(jì)法,在規(guī)定的溫度下進(jìn)行檢測(cè)。將清潔、干燥的粘度計(jì)置于水平位置,在粘度計(jì)漏嘴下放置150m L燒杯。用手指堵住漏嘴,將處于規(guī)定溫度的試樣倒?jié)M粘度計(jì)中,用玻璃棒將起泡和多余試樣刮入凹槽。迅速移開手指,同時(shí)啟動(dòng)秒表,待試樣流束剛中斷時(shí)立即停止秒表,讀取試樣流出時(shí)間,記為樣品涂-4粘度。

4)清水劑作用后污水含油量的測(cè)定。參考《海上碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》(Q/HS 2042一2008)。取處理后水樣100 m L,加入萃取溶劑正己烷5 m L,檢測(cè)萃取液中含油量即可。

3.4 清水性能指標(biāo)

1.水色。水色可以直接反映出清水劑性能優(yōu)劣,水質(zhì)越清澈,也表明清水劑作用效果越好。

2.絮團(tuán)。絮團(tuán)形成時(shí)間越短,上浮速度越快,絮團(tuán)越松散表明清水劑作用效果越好。

3.含油量。正己烷萃取液中含油量越低,證明清水劑效果越好。

4 結(jié)果與討論

渤海油田注聚后返排的含油污水成分比較復(fù)雜,相應(yīng)地對(duì)陽離子-非離子型清水劑的使用成為發(fā)展趨勢(shì),相應(yīng)地對(duì)陽離子-非離子型清水劑的性能要求也比較高,而陽離子-非離子型清水劑的性能評(píng)價(jià)方法就更為重要。原有常規(guī)的清水劑檢測(cè)方法和檢測(cè)指標(biāo)對(duì)于注聚后返排污水用的清水劑已經(jīng)不能滿足當(dāng)前需求。針對(duì)渤海油田污水特點(diǎn),陽離子-非離子型清水劑的性能評(píng)價(jià)方法可以從以下幾方面進(jìn)行著手:

4.1 針對(duì)含聚合物返排污水成分復(fù)雜的特點(diǎn),應(yīng)對(duì)處理后污水的水色與含油量進(jìn)行。

4.2 含有聚合物污水粘度較大,對(duì)于絮團(tuán)產(chǎn)生時(shí)間、上浮速度以及絮團(tuán)松散程度的觀察尤為重要。

4.3 經(jīng)過加入清水劑處理后的污水中含油量的檢測(cè)可以作為清水劑性能檢測(cè)的重要指標(biāo)之一。