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        油田壓裂返排液處理藥劑篩選

        2022-10-23 09:40:58郭禮榮王凱健
        廣州化工 2022年18期
        關鍵詞:助凝劑緩蝕劑絮凝劑

        徐 程,郭禮榮,王凱健

        (揚州潤達油田化學試劑有限公司,江蘇 揚州 225261)

        目前我國油田采出液的含水率已高達90%以上[1],具有以下特點:含油量高、懸浮物高、礦化度高、微生物種類多等特點[2-4]。油田采出液化學處理藥劑可以分為水質(zhì)凈化劑和水質(zhì)穩(wěn)定劑,水質(zhì)凈化劑分為混凝劑與絮凝劑、水質(zhì)改性劑;水質(zhì)穩(wěn)定劑分為緩蝕劑、殺菌劑、阻垢劑、除氧劑、除鐵劑和助劑[5]。

        針對東北龍鳳山地區(qū)采出液水質(zhì)特點,選用我司3種絮凝劑、6種助凝劑、5種殺菌劑、3種緩蝕劑來處理采出液并進行藥劑組合優(yōu)化,使得采出液達到回注標準。

        1 實驗材料與方法

        1.1 實驗材料

        廢水:壓裂返排廢液經(jīng)靜置沉淀,上層原油除去后得到的廢液;

        絮凝劑:新型無機高分子絮凝劑,既具有聚合鋁鹽特點,又具有聚合鐵鹽的特點;實驗選用KD-11-A、KD-11-B和KD-11-C。

        助凝劑: 實驗選用陰離子聚丙烯酰胺(HPAM):HPAM-1、HPAM-2、HPAM-3;陽離子聚丙烯酰胺(CPAM):CPAM-1、CPAM-2和CPAM-3。

        殺菌劑:廣譜殺菌劑,可有效抑制管道中細菌的生長和繁殖。實驗選用KD-24-1、KD-24-2、KD-24-3和KD-24-4。

        緩蝕劑:改性咪唑啉、有機膦酸鹽、表面活性劑、低分子醇類的復配物。實驗選用KD-32-1、KD-32-2和KD-32-3。

        1.2 實驗方法

        絮凝實驗:3種絮凝劑和6種助凝劑配合使用,考察同種加藥濃度下廢水中懸浮物的絮凝效果,檢測指標懸浮固體和含油。

        殺菌實驗:考察3種殺菌劑對于廢水中硫酸鹽還原菌(SRB)、腐生菌(TGB)、鐵細菌(FB)的殺滅效果,選用100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L和500 mg/L的藥劑投加量。

        緩蝕劑:考察3種緩蝕劑對于廢水管線腐蝕的緩解效果,選用30、45和60 mg/L的藥劑投加量,檢測平均腐蝕率。

        水質(zhì)分析:Q/SHJS 2419-2017 水處理用絮凝劑技術要求;SY/T 5329-2012 碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標及分析方法。

        2 實驗結果

        2.1 絮凝劑和助凝劑的篩選

        根據(jù)以往藥劑篩選經(jīng)驗,確定3種絮凝劑的投加濃度為40 mg/L,助凝劑的投加濃度為20 mg/L,實驗結果如表1所示。

        表1 污水絮凝實驗結果Table 1 Sewage flocculation experiment result

        根據(jù)廢水絮凝實驗結果可知,KD-11-C絮凝劑的效果明顯優(yōu)于KD-11-A與KD-B;HPAM-2、HPAM-3、CPAM-1助凝劑與KD-11-C絮凝劑的效果明顯優(yōu)于其他實驗組。

        絮凝劑與助凝劑的篩選實驗結果表明絮凝劑KD-11-C與助凝劑HPAM-2、HPAM-3、CPAM-1的組合能去除廢水中的部分懸浮物,但是壓裂液中的膠狀物及其他有機物阻礙絮凝劑的絮凝效果。通過投加0.08% 的破膠劑,再次對比助凝劑HPAM-2、HPAM-3、CPAM-1與絮凝劑KD-11-C的組合,實驗結果如表2所示。

        表2 絮凝實驗優(yōu)化Table 2 Optimization of flocculation experiment

        通過投加0.08% 的破膠劑最終確定絮凝劑KD-11-C與助凝劑CPAM-1的絮凝效果最佳,廢水的懸浮物去除率達到92.48%;含油量去除率達到96.03%。

        2.2 殺菌劑的篩選

        選用公司開發(fā)的廣譜殺菌劑KD-24-1、KD-24-2、KD-24-3和KD-24-4,考察藥劑100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L和500 mg/L投加量下對廢水中鐵細菌(FB)、腐生菌(TGB)和硫酸鹽還原菌(SRB)的殺滅效果。實驗結果如表3所示。

        表3 殺菌實驗結果Table 3 Results of the sterilization experiment

        對于SRB細菌而言殺菌劑KD-24-3效果最佳,最佳藥劑投加濃度為200 mg/L;對于TGB細菌而言殺菌劑KD-24-2和KD-24-3效果最佳,最佳藥劑投加濃度均為300 mg/L;對于FB細菌而言殺菌劑KD-24-1效果最佳,最佳藥劑投加濃度為100 mg/L,殺菌劑KD-24-2、KD-24-3和KD-24-4在200 mg/L也全部殺滅FB細菌??紤]到藥劑適應性,對于該廢水選用KD-24-2和KD-24-3,藥劑投加濃度為300 mg/L。

        2.3 緩蝕劑的篩選

        通過選擇公司生產(chǎn)的3種緩蝕劑,設定30 mg/L、45 mg/L和60 mg/L藥劑投加濃度來確定緩蝕劑和藥劑投加濃度,試片表面積為12.52 cm2、掛片時間為7 d、試片材質(zhì)密度為 6.464 g/cm3,實驗結果如圖1所示。

        圖1 平均緩蝕率Fig.1 Average corrosion inhibition rate

        從圖1可知,KD-32-3在投加45 mg/L時取得效果最佳。KD-32-1隨加藥濃度的增加,平均腐蝕率逐步下降。KD-32-2和KD-32-3則在處理效果上出現(xiàn)相反的現(xiàn)象,KD-32-2在 45 mg/L的投加量下平均腐蝕率達到最高點,KD-32-3在 45 mg/L的投加量下平均腐蝕率達到最低點,緩蝕劑中某些成分在不同濃度下對于廢水腐蝕管道起到不同作用。

        2 結 論

        對于東北龍鳳山區(qū)塊采出液的性質(zhì)研究,發(fā)現(xiàn)絮凝劑KD-11-C與助凝劑CPAM-1的絮凝效果最佳,懸浮物去除率達到92.48%;含油量去除率達到96.03%;殺菌劑KD-24-2和KD-24-3,在投加濃度為300 mg/L,對廢水中的FB、TGB、SRB細菌都取得完全殺滅的效果;緩蝕劑KD-32-3在45 mg/L的投加量下,管道的平均腐蝕率最低點。

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