1、聚合物驅(qū)采出水的研究處理聚合物驅(qū)采出水的來源聚合物驅(qū)技術(shù)是隸屬于三次采油階段的提高采收率技術(shù)中的一種強化采油工藝技 術(shù)。三次采油階段是指在原油開采過程中，初次采油一般依靠地底壓力讓原油自噴而出；此 后由于地下壓力減小，不得不往地下注水將油驅(qū)出，稱二次采油。當前，中國多數(shù)油田處于 二次采油晚期，每百噸采出液體中，含水量高達95%，綜合原油采收率只有30%多一些。 在實際中多數(shù)米用的是三次米油。隨著大部分油田進入三次采油階段，聚合物驅(qū)油得到了較廣泛的應(yīng)用。聚合物驅(qū)油是一 種能夠提高原油采收率的工藝方法，向地層注入高粘度的聚合物溶液來大大降低流度比、擴 大波及體積、提高驅(qū)油效率從而提高采收率的驅(qū)油工

2、藝。水解聚丙烯酰胺(HPAM)作為增稠劑用于聚合物強化驅(qū)油，可以大大提高石油的采收 率，但同時也產(chǎn)生了大量的米油污水一一聚合物驅(qū)采油污水。這種污水不僅含有大量的油和 懸浮物等污染物，而且含有大量水解聚丙烯酰胺(HPAM)。污水粘度高，水中的油滴及固體 懸浮物的乳化穩(wěn)定性強，使該污水的處理難度增加了。聚合物驅(qū)采出水的特性聚合物驅(qū)采油污水最大特點是其中含有聚合物。由于聚合物的存在，使得這種污水具有 一些獨特的性質(zhì)。在聚合物采出水中聚合物的質(zhì)量濃度小于600 mg/L，相對分子質(zhì)量為 200-500萬。這個特性主要體現(xiàn)在：米出水中含有聚合物，會使含油污水的粘度增加。45r時水驅(qū)采出水的粘度一般為 0

3、.6mPas，而聚合物驅(qū)采出水的粘度隨聚合物含量的增加而增加，一般為0.8-1.1 mPa-s； 粘度的增加會增大水中膠體顆粒的穩(wěn)定性，使污水處理所需的自然沉降時間增長。米出水的油珠變小了。粒徑測試發(fā)現(xiàn)聚合物采出水中油珠粒徑小于10 gm的占90% 以上，油珠粒徑中值為35gm；微觀測試結(jié)果表明聚合物使油水界面水膜強度增大，界 面電荷增強，導致采出水中小油珠穩(wěn)定地存在于水體中。因而增加了處理難度，使處理后的 污水中油含量較高。由于陰離子型聚合物的存在，嚴重干擾了絮凝劑的使用效果，使絮凝作用變差，大大 增加了藥劑的用量。同時，處理后的水質(zhì)達不到原有水質(zhì)標準，油含量、懸浮固體含量嚴重 超標。由于聚

4、合物吸附性較強，攜帶的泥沙量較大，大大縮短了反沖洗周期，增加了反沖洗 的工作量。同時由于泥沙量增大，要求處理各工藝環(huán)節(jié)排泥設(shè)施必須得當，必要時需增加污 泥處理環(huán)節(jié)。聚合物驅(qū)采出水常規(guī)處理技術(shù)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的工藝是兩級沉降、一次壓力過濾的處理工藝，如果用此工藝來處理聚合 物采出水，一方面將增加沉降時間、 降低過濾器濾速，從而增大地面構(gòu)筑物規(guī)模，加大基 礎(chǔ)設(shè)施投資，另一方面，聚合物還會干擾絮凝劑的使用效果，使處理后的水質(zhì)達不到原有水 質(zhì)標準，油含量、懸浮固體含量嚴重超標。因此，針對目前使用處理工藝的不足，人們研究了各種簡化流程和提高處理效果的設(shè)備 和工藝。3.1大慶油田聚合物驅(qū)采出水工藝流程隨著聚合

5、物驅(qū)油技術(shù)的大面積推廣，目前全油田已建成28座聚驅(qū)采出水處理站，其中 23座為二級沉降與一級壓力過濾流程，占全部聚驅(qū)采出水處理站的82.1%。3.2改進的處理設(shè)備3.2.1立式除油罐它是重力分離型除油、除懸浮固體構(gòu)筑物，在三段重力處理工藝流程中處于第一段。在 此罐中，一部分小油粒由于自身在靜水中上浮速度不同及水流速度的推動，不斷碰撞聚結(jié)成 大油粒而上浮，無上浮能力的部分小油粒隨水進入集水管，經(jīng)出水系統(tǒng)排出。3.2.2沉降罐沉降罐是用于采出水中油、水、泥分離的構(gòu)筑物在三段重力處理工藝流程中處于第二段。 通過投加混凝劑來提高與液體內(nèi)不同物質(zhì)的密度差值，增大油粒浮升速度和懸浮物下沉速 度，減少沉降時

6、間，從而提高除油效率，與自然沉降罐主要區(qū)別在中心設(shè)置混凝反應(yīng)筒。 4.聚合物驅(qū)采出水處理新技術(shù)隨著三次采油的擴展，聚合物驅(qū)采出水的數(shù)量在逐年增多，常規(guī)處理技術(shù)由于對聚合物 去除率較低，處理后的污水含有大量的聚合物，所以不能回注到低滲透地層。有必要針對聚 合物采出水的特點研究高效的油水分離工藝，使處理后的污水能用于配制聚合物回用，從而 實現(xiàn)含聚污水利用的良性循環(huán)。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，現(xiàn)在已經(jīng)提出了活性炭和生物炭床吸附法、超聲波降解聚合物法、膜分 離技術(shù)、電解絮凝法等經(jīng)濟可行的處理技術(shù)。4.1活性炭和生物炭床吸附法活性炭吸附原理：固體表面有吸附水中溶解性物質(zhì)及膠體物質(zhì)的能力，表面積很大的 活性炭等具有很

7、高的吸附能力，可用作吸附劑。一般都制成粉末或顆粒狀。粉末狀的活性炭 吸附能力強，制備容易，價格較低，但再生困難，一般不重復使用。顆粒活性炭價格較高， 但可再生后重復使用，并且使用時的勞動條件較好，操作管理簡單。生物炭床法：生物炭工藝是一新興污水處理技術(shù)，是在活性炭表面培養(yǎng)出微生物膜，利 用活性的吸附能力和微生物的生化功能，相輔相承地達到更好的處理效果，而且活性炭不必 再生。4.2超聲波降解聚合物法超聲波技術(shù)作為一種新的廢水處理技術(shù)，在國外已有大量實驗室的基礎(chǔ)研究成果，并有 部分進入實際應(yīng)用，被認為是一種有前途的廢水處理技術(shù)。超聲波對有機物的降解基于以下 兩個理論。空化理論：超聲波對有機物的降解

8、不是直接的聲波作用，因為超聲波在液體中的波長為 100.015 cm，遠遠大于分子的尺寸，而是和液體中產(chǎn)生的空化氣泡的崩滅有密切關(guān)系，其 動力來源是聲空化。自由基理論：在空化作用產(chǎn)生的高溫、高壓下，水分子裂解產(chǎn)生自由基。自由基由于含有 未配對電子，所以其性質(zhì)活潑，很容易進一步反應(yīng)成為穩(wěn)定分子。對超聲波降解聚合物主要 在聚合物解聚上，其降解機理如前所述，主鏈被空化作用產(chǎn)生的高溫高壓環(huán)境以及水力剪切 力作用而斷裂，形成自由基，自由基之間相互反應(yīng)形成新的化合物。超聲波的空化作用可以將一部分難生化降解的聚合物轉(zhuǎn)化為黏度較低的易降解的小分 子物質(zhì)。超聲波功率的提高有利于污水中聚合物的降解，從而更加有效地

9、降低溶液的黏度。 但是這種增加的趨勢隨著功率的增加變緩。超聲波功率超過400W，對污水黏度的降低有限。 4.3電解絮凝法在電解絮凝法中以鐵為陽極，電極反應(yīng)為：陽極反應(yīng)：Fe-2e-Fe2+陰極反應(yīng)：2H2O+2e-H2+2OH-陽極反應(yīng)產(chǎn)物和陰極反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)：Fe2+2OHFe(OH)2生成的Fe(OH)2在空氣中逐漸氧化Fe(OH)3，與聚合物絮凝沉淀，將其從水中去除，負 極產(chǎn)生的氫氣起到攪拌的作用。電解絮凝浮選的工藝流程：將油田污水放入高位水箱，在攪拌條件下流入電絮凝浮選器 中;等水位到達規(guī)定度時，啟動電源，進行電絮凝浮選;一定時間后，在取樣點取樣分析（測定 水中含油量、濁點、COD值等）

10、，同時水樣進行砂濾，取出一定量水進行水質(zhì)分析。4.4膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)是在近20多年迅速發(fā)展起來的分離技術(shù)，用超過濾法處理原油廢水以及結(jié) 合鹽析用反滲透法處理浮狀液廢水的研究已有不少報道。若采用反滲透和超過濾聯(lián)合處理， 在除污同時還可降低COD和BOD。膜分離技術(shù)就是利用膜的選擇透過性進行分離和提純的技術(shù)。膜由合成的高分子材料制 成，具有形態(tài)較整齊的多孔結(jié)構(gòu)，孔徑分布均勻。過濾時，所有大直徑的粒子全部攔截在濾 膜表面上。膜法處理可根據(jù)廢水中油粒子的大小，合理地確定膜截留分子量，且處理過程中 一般無相的變化，常溫下操作，有高效、節(jié)能、投資少、污染少的特點。近年來，越來越多 的膜分離技術(shù)開始用于油田采出水的處理。常應(yīng)用于采油廢水處理的膜，包括反滲（RO）、 超濾（UF）、微濾（MF）、電滲析（E）和納濾（NF）等。目前，在國內(nèi)外各大油田應(yīng)用較多的是超濾膜技術(shù)。UF膜孔徑一般在1nm-1pm之間， 截留固體顆粒、膠體及相對分子質(zhì)量為1000 一 100000的大分子，RO膜幾乎完全可以將相 對分子質(zhì)量為150以上的有機組分截留。UF+RO膜技術(shù)的組合處理高含鹽的采出水，可達 到回注要求水質(zhì)。經(jīng)過該工藝處理的水中，懸浮物含量和油含量完全能達到SY / T5329-94 碎