易麗娜

（大慶市富杰化工有限公司，黑龍江 大慶 163000）

隨著石油行業(yè)的迅速發(fā)展，聚合物的應(yīng)用范圍越來越廣泛，不僅在人們的實(shí)際生活以及生產(chǎn)的過程中起著至關(guān)重要的作用，而且在科研中以及國防領(lǐng)域也在使用聚合物材，甚至已經(jīng)超過了天然材料和很多金屬材料的使用。目前各油田為了提高采收率，聚合物普遍用于調(diào)剖調(diào)驅(qū)作業(yè)中，所采用的聚合物由以前的聚丙烯酰胺逐漸向耐溫型的功能聚合物轉(zhuǎn)化，聚合物在地層降解后相對(duì)分子質(zhì)量仍然比較大，給采出液的破乳脫水和污水處理帶來不同程度的影響。同時(shí)油田的生產(chǎn)過程中采用了各種不同的增產(chǎn)措施，如酸化、壓裂、封層補(bǔ)孔和打新井等，大量的化學(xué)藥劑隨著采出液進(jìn)入集輸系統(tǒng)，導(dǎo)致集輸系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，針對(duì)不同因素造成的集輸系統(tǒng)波動(dòng)，為此需要采用不同的方法，而不是簡(jiǎn)單地歸結(jié)于聚合物的影響，否則不僅無法有效解決現(xiàn)場(chǎng)開采過程中的問題，還會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率和質(zhì)量造成影響。本文對(duì)聚合物的概念以及分類進(jìn)行了介紹，通過開展探究活動(dòng)，證實(shí)聚合物對(duì)原油破乳脫水和污水處理具有一定的影響，并為此提出有效的處理措施，希望可以為現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)提供有效的借鑒和指導(dǎo)。

1 聚合物的概念以及分類

1.1 聚合物的概念

單體在產(chǎn)生共價(jià)鍵的過程中與其他單體結(jié)合時(shí)，會(huì)形成更大的一種分子，這種分子被稱為聚合物。

1.2 聚合物的分類

1.2.1 天然聚合物

天然聚合物為最常見的一種物質(zhì)，蛋白質(zhì)屬于氨基酸聚合物，淀粉和纖維素都屬于糖類的聚合物，也被稱為生物高聚物[1]。這種具有天然特性的聚合物，具有可降解的特征，正因如此，它在使用的過程中就不會(huì)對(duì)所處的環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅，但是當(dāng)前天然聚合物種類比較少，存在應(yīng)用局限性[2]。

1.2.2 合成聚合物

與天然聚合物相比，合成聚合物具有種類多樣的特征，而且應(yīng)用范圍也非常廣泛，使用情況也比較多，不受局限。在實(shí)際生活中，最常出現(xiàn)的聚合物為樹脂、橡膠、聚苯乙烯等，這些都具有難降解的特性，所以在合成后，雖然可以為我們的生活提供一定的便利，但是在具體應(yīng)用過程中會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成染污，影響人們的生活質(zhì)量。

2 試驗(yàn)方法與步驟

2.1 試驗(yàn)藥品

油田某區(qū)塊采出液；聚醚類破乳劑；聚小陽離子凈水劑；油田現(xiàn)用二元復(fù)合驅(qū)聚合物（耐溫聚合物，相對(duì)分子質(zhì)量1900 萬）。

2.2 試驗(yàn)儀器

乳化機(jī)；高速離心機(jī)；水浴鍋。

2.3 試驗(yàn)步驟

2.3.1 聚合物配制

取1 L 地層水，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的耐溫聚合物水溶液，加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的過硫酸銨，在90 ℃烘箱中降解24 h，用以模擬采出液中聚合物。

2.3.2 模擬地層采出液的配制

在地層水中分別加入2.3.1 中配制的聚合物水溶液，使地層水中聚合物的質(zhì)量濃度分別為5、20、35、50、65、80、95、120 mg/L，將含不同質(zhì)量濃度聚合物的地層水與同層位原油按照3∶7 的體積比制成油包水乳狀液。

2.3.3 含聚合物污水的配制

在地層水中分別加入1.3.1 中配制的聚合物水溶液，使地層水中聚合物的質(zhì)量濃度分別為5、20、35、50、65、80、95、120 mg/L。

2.3.4 脫水效果評(píng)價(jià)

按照SY/T 5280—2018《原油破乳劑通用技術(shù)條件》給出的方法評(píng)價(jià)含有不同濃度聚合物的乳狀液脫水情況，并觀察界面是否清晰，測(cè)定脫出污水含油。乳化油的使用量為100 mL，破乳劑質(zhì)量濃度為50 mg/L，脫水溫度為50 ℃。

2.3.5 污水處理效果評(píng)價(jià)

取1.3.3 中配制的含有不同濃度聚合物的污水，分別倒入100 mL 比色管中，置于40 ℃的恒溫水浴中，保溫15 min。加入50 mg/L 的凈水劑，比色管軸向振蕩50 次，在放入水浴中，恒溫2 h，取比色管中部清液測(cè)定水含油、懸浮物。

2.4 結(jié)果與討論

2.4.1 聚合物對(duì)原油脫水的影響

含有不同濃度的聚合物的原油乳狀液在50 ℃、破乳劑添加質(zhì)量濃度為50 mg/L 的條件下，脫水時(shí)間為1 h，分別記錄了不同時(shí)間點(diǎn)的脫水量。

從表1 可以看出，隨著乳狀液中聚合物濃度的增加，原油脫水速度降低，隨著脫水時(shí)間的延長(zhǎng)，高聚合物含量的乳狀液脫水量與低聚合物含量的乳狀液脫水量差距逐漸縮小，在60 min 時(shí)，脫水量差距縮小至2 mL 以內(nèi)，脫水率均在90%以上，能夠達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5280—2018《原油破乳劑通用技術(shù)條件》中規(guī)定的脫水率的要求[3-4]。說明在聚合物的質(zhì)量濃度為300 mg/L 以內(nèi)時(shí)，隨著聚合物含量的升高，降低了原油脫水速度，但并不影響最終的脫水量，脫水率能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 不同濃度聚合物對(duì)原油脫水的影響

2.4.2 聚合物對(duì)污水處理的影響

含有不同濃度的聚合物的含油污水在40 ℃條件下，加入50 mg/L 的凈水劑，靜置2 h 后，分別取上層清液測(cè)定水含油、懸浮物和COD，測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 不同濃度聚合物對(duì)污水處理的影響

從表2 中可以看出，在聚合物質(zhì)量濃度在50 mg/L以下時(shí)，處理后的污水水含油和COD 均呈現(xiàn)出明顯降低的趨勢(shì)，主要是因?yàn)樯倭康木酆衔镌谖鬯衅鸬搅藚f(xié)助絮凝的作用，聚合物質(zhì)量濃度在50 mg/L 以上時(shí)，隨著聚合物含量的不斷增加，處理后污水的含油量和COD 值均出現(xiàn)了明顯的上升趨勢(shì)，這就可以直接說明在聚合物質(zhì)量濃度超過50 mg/L 的時(shí)候，聚合物對(duì)污水處理后的含油量、COD 有影響；隨著污水中聚合物含量的增加對(duì)于污水處理后的懸浮物基本上是有利的[5-6]。

基于對(duì)污水的影響和保障用水的安全性，提出以下幾點(diǎn)處理污水的方式方法：一是高滲透油藏采出水處理工藝。具體操作流程：兩級(jí)沉降+緩沖罐+壓力過濾罐+緩沖罐，兩級(jí)沉降包括自然沉降和混凝沉降，采用這種工藝技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行處理，整體的含油量在20 mg/L 以內(nèi)，懸浮固體質(zhì)量濃度在10 mg/L 以內(nèi)，粒徑中值低于3 μm，硫酸鹽的還原菌個(gè)數(shù)在25 個(gè)/mL 以內(nèi)[7]；二是低滲透油藏采出水處理工藝。這種工作操作流程比較復(fù)雜，最常采用普通方式對(duì)污水進(jìn)行處理，或者是采用兩級(jí)過濾的方式。具體操作流程是：兩級(jí)沉降+緩沖罐+過濾罐+過濾罐+過濾罐+緩沖罐，這種工藝與第一種工藝相比，就是多進(jìn)行了兩次過濾罐，這一點(diǎn)主要是為了避免因降低滲透率值導(dǎo)致其發(fā)生嚴(yán)重堵塞。采用此工藝對(duì)污水處理完成之后，其含油量降低到8 mg/L，懸浮固體質(zhì)量濃度為3 mg/L，粒徑中值低于2 μm，硫酸鹽的還原菌個(gè)數(shù)不超過25 個(gè)/m；三是特低滲油藏污水處理工藝，流程為曝氣沉降+渦凹?xì)飧?流砂過濾+膜處理，即：曝氣沉降罐+渦凹?xì)飧C(jī)+緩沖罐+增壓泵+流砂過濾罐+緩沖罐+增壓泵+中空超濾膜裝置，此工藝是目前效果最佳的一種，含油量、懸浮固體含量及粒徑中值都明顯降低[8]。

3 污水處理技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

3.1 經(jīng)濟(jì)性和可靠性

油田污水處理技術(shù)作為注水工藝的關(guān)鍵，該技術(shù)的應(yīng)用就是為了更好地減輕用水污染度，控制操作成本，提高水資源的使用效率，真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的最大化目標(biāo)。為此，要想更好地降低水資源的污染率，還需要采取有效方式對(duì)實(shí)施成本進(jìn)行合理化的控制，促使水資源的利用率得到顯著的提高。為此，為了更好地實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，一定要站在技術(shù)應(yīng)用綜合效果的角度上進(jìn)行分析，注重該技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性和可靠性的特征，同時(shí)還需要注重對(duì)技術(shù)處理情況和使用周期的分析，盡可能地保障技術(shù)使用過程中的經(jīng)濟(jì)性[9]。在實(shí)際應(yīng)用過程中，結(jié)合油田污水內(nèi)的成分、油田建設(shè)環(huán)境及工程情況做好對(duì)成本的分析，基于綜合性的考慮，確保技術(shù)使用價(jià)值。

3.2 環(huán)保性和穩(wěn)定性

污水處理技術(shù)不僅具有經(jīng)濟(jì)性、可靠性的特征，而且還具有環(huán)保性、穩(wěn)定性，在應(yīng)用過程中為了保障其特性能夠被充分地發(fā)揮到最大，一定要重視相關(guān)事宜，油田企業(yè)需要從多個(gè)方面來加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)使用和推廣的控制，確保該技術(shù)價(jià)值得到充分的使用[10]。其一，做好對(duì)技術(shù)屬性的分析，掌握該技術(shù)處理過程中產(chǎn)生污染的狀態(tài)；其二，分析處理裝置運(yùn)行的狀態(tài)，保障其運(yùn)行的穩(wěn)定性，另外，對(duì)單位時(shí)間內(nèi)裝置運(yùn)行過程中所消耗的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合分析情況對(duì)技術(shù)的應(yīng)用情況和特征進(jìn)行分析，準(zhǔn)確評(píng)估該技術(shù)環(huán)保性和穩(wěn)定性，可以降低技術(shù)應(yīng)用過程中不良事件的發(fā)生，保障產(chǎn)品質(zhì)量，避免安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

本文針對(duì)油田含聚合物采出液的處理，設(shè)計(jì)了合理的試驗(yàn)方法，發(fā)現(xiàn)聚合物對(duì)原油脫水和污水處理存在不同程度的影響，即聚合物質(zhì)量濃度在300 mg/L以下時(shí)，主要會(huì)對(duì)原油乳狀液的脫水速度造成影響，最終對(duì)脫水量造成的影響并不大；含聚合物污水處理時(shí)，當(dāng)聚合物質(zhì)量濃度在50 mg/L 以下時(shí)，對(duì)污水處理不存在任何不良利影響，當(dāng)聚合物質(zhì)量濃度在50 mg/L以上時(shí)，主要影響處理后污水的水含油和COD 值，所以在使用時(shí)一定做到具體情況具體分析，采取合理措施加強(qiáng)管控和處理，降低其影響程度。