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油田回注水治理工艺研究

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油田 注水 治理 工艺 研究
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    文 章 编 号 : 1000 - 2634 (2007) - 11 - 0107 - 03油 田 回 注 水 治 理 工 艺 研 究 3王 会 莹 ,王 兵 ,林 孟 雄(西 南 石 油 大 学 化 学 化 工 学 院 ,四 川 成 都 610500)摘 要 : 对 塔 里 木 油 田 回 注 水 水 质 特 点 进 行 了 分 析 ,针 对 原 水 弱 酸 条 件 和 矿 化 度 高 、 含 铁 高 的 特 点 ,结 合 现 有 的 回 注 水处 理 工 艺 ,重 点 进 行 了 混 凝 试 验 研 究 ,筛 选 出 了 合 适 的 处 理 剂 ,并 对 其 工 艺 条 件 进 行 了 优 化 ,在 优 化 出 的 最 佳 工 艺 条件 下 ,主 要 水 质 指 标 浮 固 体 )、 总 铁 含 量 满 足 注 水 水 质 要 求 ,对 油 田 注 水 提 高 采 收 率 具 有 参 考 价 值 。关 键 词 : 回 注 水 ;水 质 特 征 ;水 质 指 标 ;混 凝 ;注 水 工 艺中 图 分 类 号 : 6                  文 献 标 识 码 : 注 水 是 提 高 采 收 率 的 主 要 措 施 之 一 。 原 油采 出 后 造 成 地 下 亏 空 ,为 了 保 持 或 提 高 油 层 压 力 ,获得 较 高 的 采 收 率 ,油 田 注 水 在 油 田 开 采 中 得 到 越 来越 广 泛 的 应 用 。 在 注 水 开 发 过 程 中 ,回 注 水 水 质 是影 响 整 个 油 田 注 水 开 发 效 果 的 最 根 本 因 素 ,也 影 响着 整 个 注 水 处 理 系 统 的 运 行 和 使 用 寿 命 [ 1 ]。 目 前 我国 各 油 田 都 根 据 其 所 处 的 状 况 、 油 田 渗 透 率 差 别 等因 素 ,制 定 了 相 应 的 回 注 水 水 质 标 准 。 论 文 以 塔 里木 油 田 现 场 回 注 水 为 治 理 研 究 对 象 ,在 现 有 的 处 理工 艺 条 件 下 ,开 展 水 质 分 析 和 评 价 ,进 行 水 处 理 方案 、 回 注 水 处 理 剂 的 优 选 和 配 方 优 化 的 研 究 ,使 最 终处 理 水 水 质 达 到 油 田 回 注 水 水 质 标 准 的 要 求 。1  油 田 回 注 水 系 统 处 理 工 艺 流 程油 田 现 有 的 回 注 水 处 理 工 艺 系 统 如 图 1。 主 要的 工 艺 流 程 为 :污 水 接 收 → 沉 降 罐 → 提 升 泵 → 污 水除 油 罐 → 双 滤 料 过 滤 器 → 石 英 砂 过 滤 器 → 净 化 水 罐→ 喂 水 泵 → 注 水 泵 → 注 水 井 。 其 辅 助 流 程 包 括 :加药 系 统 、 污 泥 回 收 、 污 油 回 收 等 。图 1  油 田 回 注 水 处 理 工 艺 系 统对 于 高 矿 化 度 、 弱 酸 性 介 质 的 回 注 水 ,现 有 处 理工 艺 系 统 存 在 的 主 要 的 问 题 是 常 规 的 水 处 理 混 凝 剂难 以 形 成 有 效 的 沉 淀 ,沉 降 分 离 罐 出 水 中 悬 浮 固 体含 量 高 ,过 滤 罐 的 分 离 负 荷 大 ,终 端 出 水 的 总 铁含 量 超 标 。2  实 验 研 究针 对 回 注 水 的 水 质 特 点 和 处 理 系 统 存 在 的 主 要问 题 ,实 验 研 究 主 要 从 工 艺 条 件 、 处 理 剂 的 筛 选 和 配第 29卷                       西 南 石 油 大 学 学 报                     29       2007年   11月                             2007               3 收 稿 日 期 : 2007 - 09 - 30基 金 项 目 : 作 者 简 介 : 王 会 莹 (1985 - ) ,女 (汉 族 ) ,黑 龙 江 大 庆 人 ,环 境 工 程 2003级 本 科 生 。方 优 化 等 方 面 开 展 了 系 列 实 验 工 作 。2. 1  回 注 水 水 质 特 点现 场 取 回 的 回 注 水 水 质 分 析 结 果 见 表 1。 由 表1的 分 析 数 据 可 知 ,油 田 回 注 水 具 有 如 下 的 水 质 特点 :高 矿 化 度 ,成 垢 离 子 浓 度 含 量 高 ,为 水质 ;悬 浮 固 体 含 量 高 ;废 水 呈 弱 酸 性 介 质 ,一 定 温 度条 件 (取 样 口 温 度 约 50℃ )下 对 管 路 系 统 的 腐 蚀 剧烈 ,导 致 水 体 中 总 铁 含 量 过 高 。 参 比 于 主 要 的 注 水表 1  回 注 水 水 质水 质 指 标 度/倍 含 () 总 矿 化 度/ () 量/ () 投 加 量/ ()投 加 量/ ()含 铁 量/ ()分 析 值 6. 0 25 4611. 2 304910 153610 24500. 1 3310. 3 11027. 8主 要 回注 指 标 悬 浮 固 体 含 量 ≤ 3. 0 ;含 铁 量 < 0. 5 。水 质 标 准 [ 2 ] ,回 注 水 的 治 理 难 度 较 大 。2. 2  回 注 水 后 混 凝 试 验 研 究利 用 碱 化 剂 调 节 水 质 ,选 用 处 理 剂 硫 酸 铝 、 聚 合氯 化 铝 ( 回 注 水 进 行 混 凝 试 验 [ 3 ]。 混 凝 沉降 的 工 艺 条 件 参 照 现 场 处 理 工 艺 确 定 为 :反 应 时 间为 5~ 10 m 降 时 间 为 1 h。2. 2. 1  硫 酸 铝 、 处 理 试 验调 节 水 体 考 察 不 同 硫 酸 铝 投 加 量 的 处理 效 果 ,确 定 硫 酸 铝 投 加 量 为 500 。 不 同 对 处 理 后 水 质 的 影 响 见 表 2,主 要 检 测 指 标 为沉 降 分 离 出 水 的 。表 2  水 体 酸 铝 混 凝 效 果 的 影 响. 0 8. 0 8. 5 9. 0 10. 0色 度 /倍 0 0 0 0 0含 () 60. 5 19. 5 16. 4 21. 5 49. 5注 :污 泥 体 积 分 数 约 35% ;硫 酸 铝 投 加 量 为 500 加 量 为 100 , 不 同 对 处理 后 水 质 的 影 响 见 表 3。表 3  水 体 效 果 的 影 响. 0 8. 0 8. 5 9. 0 10. 0色 度 /倍 0 0 0 0 0含 () 75. 4 14. 5 4. 0 6. 5 13. 2注 :污 泥 体 积 分 数 约 25% ; 量 为 100 2. 2. 2  氧 化 复 合 混 凝 处 理 试 验分 析 表 2、 3的 实 验 数 据 可 知 ,即 使 调 解 了 回 注水 的 水 质 条 件 ,单 一 的 混 凝 处 理 不 能 达 到 回 注 水 水质 要 求 。 处 理 后 虽 然 水 体 澄 清 ,色 度 为 0,但 在 空 气中 静 置 一 段 时 间 后 会 出 现 少 许 黄 色 沉 淀 ,这 与 水 体中 含 有 大 量 的 有 关 [ 4 ]。 氧 化 复 合 混 凝 及 利 用氧 化 剂 回 注 水 进 行 氧 化 ,再 通 过 混 凝 进行 沉 降 分 离 。试 验 研 究 确 定 的 工 艺 条 件 为 :先 调 节 水 体 的 . 5左 右 ,加 入 不 同 量 的 氧 化 剂 氧 化 30m 加 入 处 理 剂 投 加 量 为 100 ) ,沉 降1 h,沉 降 出 水 的 检 测 数 据 见 表 4。表 4  氧 化 复 合 混 凝 处 理 效 果 () 8 16 24 32 40 50色 度 /倍 0 0 0 0 0 0含 () 30. 5 未 测 出 未 测 出 未 测 出 未 测 出 5注 :污 泥 体 积 分 数 约 35% ; M 量 大 于 15 ;处 理 后 水 中 含 标 。表 2~ 4实 验 数 据 分 析 表 明 ,通 过 水 质 调 节 ,采用 氧 化 复 合 混 凝 处 理 技 术 能 使 处 理 后 回 注 水 达 到 注水 水 质 的 要 求 。 但 由 于 原 水 中 成 垢 离 子 浓 度 极 高 , 调 节 会 产 生 大 量 的 沉 淀 物 ,污 泥 产 生 量 很大 ,沉 降 分 离 罐 的 负 荷 高 ,同 时 处 理 成 本 过 高 。2. 3  回 注 水 不 进 行 的 混 凝 试 验 研 究在 不 调 节 原 水 酸 碱 的 条 件 下 ,对 次 氯 酸 钠 、 过 氧化 氢 、 氧 化 絮 凝 实 验 研 究 。 实 验 数 据 分析 表 明 :次 氯 酸 钠 、 过 氧 化 氢 、 很 好 的 氧化 剂 ,其 中 过 氧 化 氢 的 氧 化 效 果 最 好 [ 5 ]。 氧 化 还 原反 应 可 将 原 水 中 的 二 价 铁 盐 氧 化 成 三 价 铁 盐 ,三 价铁 盐 在 弱 酸 性 条 件 下 具 有 较 好 的 水 解 效 果 ,形 成 的多 羟 基 络 合 物 时 水 质 得 到 进 一 步 优 化 [ 6 ]。 氧 化 剂不 同 加 量 条 件 下 的 处 理 效 果 见 图 2 ~ 图 4,主 要 检测 指 标 为 沉 降 出 水 的 总 铁 含 量 。单 一 的 氧 化 能 大 幅 度 降 低 回 注 水 的 主 要 注 水 指标 铁 ,但 并 未 达 到 标 准 的 要 求 。 实 验 研 究 进一 步 筛 选 了 在 酸 性 条 件 下 具 有 良 好 水 解 作 用 效 果 的801 西 南 石 油 大 学 学 报                                       2007年图 2  铁 、 用 效 果图 3  铁 、 用 效 果图 4  、 用 效 果处 理 剂 复 合 过 氧 化 氢 的 氧 化 研 究 了 在 酸 性条 件 下 的 处 理 工 艺 条 件 为 :过 氧 化 氢 加 量 为 150,反 应 时 间 5~ 10 m 为 400 ;沉 降 时 间 为 1 h。 沉 降 出 水 的 检 测 分 析 结 果 见 表 5。表 5  合 效 果指 标 含 () 含 铁 量/ () 色 度 污 泥 体 积 分 数/%检 测 值 未 检 出 未 检 出 1 3~ 4分 析 表 5实 验 数 据 可 知 ,处 理 后 回 注 水 水 体 清澈 ,主 要 控 制 指 标 达 到 了 注 水 水 质 标 准 的 要 求 。 参 照确 定 的 处 理 工 艺 条 件 ,处 理 药 剂 成 本 估 算 见 表 6[ 7 ]。表 6  回 注 水 处 理 药 剂 成 本 估 算工 艺 条 件 加 量 : 100~ 150 ; 量 : 300~ 400 架 桥 剂 : 3~ 4 处 理 剂 成 本 / (元 / 0. 30~ 0. 450. 90~ 1. 20架 桥 剂 : 0. 036~ 0. 048合 计 / (元 / 1. 236~ 1. 6983  结   论(1) 通 过 实 验 研 究 ,筛 选 出 了 合 适 的 处 理 药 剂 :其 中 除 铁 剂 是 过 氧 化 氢 ,处 理 剂 是 分 子 架桥 剂 是 2) 得 到 了 回 注 水 处 理 优 化 的 工 艺 条 件 。 当 过氧 化 氢 投 加 量 为 100~ 150 , 量 为300~ 400 ,架 桥 剂 投 加 量 为 4 时 ,沉 降 分离 出 水 水 质 良 好 ;主 要 的 注 水 控 制 指 标 达 到 了 标 准的 要 求 ;(3) 研 究 的 处 理 工 艺 处 理 成 本 较 高 ,需 要 作 进一 步 深 入 研 究 ,特 别 是 在 酸 性 条 件 下 具 有 良 好 水 解能 力 水 处 理 混 凝 剂 的 筛 选 /研 制 ,以 满 足 技 术 与 经 济的 要 求 。参 考 文 献 :[ 1 ]  林 孟 雄 ,陈 坤 . 鄯 善 采 油 厂 油 田 回 注 水 水 质 劣 化 原 因及 对 策 [ J ]. 工 业 安 全 与 环 保 , 2006, 32 (10) : 31 - 34.[ 2 ]  韦 良 霞 ,姜 慧 . 纯 化 油 田 回 注 污 水 处 理 技 术 [ J ]. 油 田化 学 , 1999, 16 (2) : 138 - 142.[ 3 ]  冯 萍 ,孙 凤 梅 . 油 田 回 注 污 水 三 项 水 质 指 标 检 测 方 法研 究 [ J ]. 油 田 化 学 , 2003, 20 (3) : 244 - 246.[ 4 ]  赵 东 风 . 采 油 废 水 用 于 低 渗 透 油 田 注 水 处 理 工 艺 研 究[ J ]. 石 油 大 学 学 报 , 1999, 23 (2) : 109 - 111.[ 5 ]  丁 来 保 . 无 机 高 分 子 混 凝 剂 技 术 现 状 及 新 进 展 [ J ]. 江苏 造 纸 , 2006 (3) : 14 - 20.[ 6 ]  瞿 建 国 ,张 晓 旗 ,夏 曙 演 . 高 浓 度 含 铁 废 水 处 理 的 试 验研 究 [ J ]. 上 海 环 境 科 学 , 2001, 20 (9) : 441 - 443.[ 7 ]  谭 莹 ,丁 慧 . 石 油 采 出 水 回 注 精 细 处 理 技 术 研 究 与 应用 [ J ] 油 田 职 工 大 学 学 报 , 2006, 20 (5) : 41 - 43.(编 辑 :朱 和 平   助 理 编 辑 :李 新 玲 )9012007 - 11                                  王 会 莹 等 :   油 田 回 注 水 治 理 工 艺 研 究 O N W N O 10500, , L F N 29, 2007 - 11, 107 - 109 ( 000 H S E)at of a is op S in p R I F T I O N O N 10500, , Q a2 L et F N 29, 2007 - 11, 110 - 112 ( 000 H S E)is a of it as to p s as p of p p of p le of a p is p to of i. e, by p op p is p O N O F O N O F O O 10500, , L I Q i, et F N 29, 2007 - 11, 113 - 115 ( 000 - 2634, I N N )By of ic a to p of is p of of of p of p le is in p of to p p of p In p of In p of he of is ap t to be 1·2007                                      Abstract
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