聚合物對二元驅(qū)污水懸浮物處理的影響研究

喬 明

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

1 前言

遼河油田注水開發(fā)儲(chǔ)量進(jìn)入開采中后期，常規(guī)水驅(qū)開發(fā)已近“暮年”，瀕臨廢棄，標(biāo)定采收率只有34.9%。為保證遼河油田千萬噸穩(wěn)產(chǎn)，遼河油田開展了二元驅(qū)技術(shù)攻關(guān)。目前，遼河油田錦16塊二元驅(qū)工業(yè)化試驗(yàn)日產(chǎn)油較轉(zhuǎn)驅(qū)前提高了5倍，達(dá)到350噸，增油降水勢頭持續(xù)向好，在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了二元驅(qū)體系在“雙高油田”的應(yīng)用。錦16塊二元驅(qū)工業(yè)化試驗(yàn)是遼河油田繼蒸汽驅(qū)、SAGD重大開發(fā)試驗(yàn)之后，又一個(gè)獲得階段性成功的重大項(xiàng)目。錦16塊二元驅(qū)工業(yè)化試驗(yàn)獲得成功，探索出了“雙高期”注水油田大幅度提高采收率新途徑。二元驅(qū)工藝在遼河油田“雙高油田”成功應(yīng)用，將使3億噸稀油老區(qū)儲(chǔ)量得到新一輪有效開發(fā)，意義重大。遼河油田二元驅(qū)作為三次采油前沿技術(shù)，成為常規(guī)水驅(qū)油藏延長壽命的上佳選擇，是油田今后提高采收率技術(shù)發(fā)展方向。為遼河油田實(shí)現(xiàn)稀油上產(chǎn)、千萬噸持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)提供了強(qiáng)力技術(shù)支撐。

2 二元驅(qū)污水特性及去向

2.1 二元驅(qū)污水相對常規(guī)水驅(qū)污水具有的特殊性

（1）二元驅(qū)污水中含有聚合物和表面活性劑；

（2）二元驅(qū)污水中含有的聚合物使使二元驅(qū)污水改性，黏度增加，壓縮水中懸浮物和膠體的雙電層結(jié)構(gòu)，同時(shí)和二元驅(qū)污水中懸浮物和膠體結(jié)合，表面產(chǎn)生一層穩(wěn)定的水殼，由于壓縮雙電層和水殼的產(chǎn)生，使懸浮物和膠體趨于穩(wěn)定，難以去除；

（3）二元驅(qū)污水中含有的表面活性劑產(chǎn)生超低界面張力，導(dǎo)致原油在污水中嚴(yán)重乳化，油滴直徑相對水驅(qū)污水更小，去除難度加大；

2.2 二元驅(qū)污水去向

（1）邊底水保壓：由于二元驅(qū)污水處理難度大，很難滿足開發(fā)注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，目前錦16塊先導(dǎo)試驗(yàn)多余二元驅(qū)污水進(jìn)行邊底水保壓注水；

（2）開發(fā)注水：由于二元驅(qū)污水中含有聚合物和表面活性劑，處理后進(jìn)行注水開發(fā)，存在二元驅(qū)污水開發(fā)區(qū)塊采出液含聚合物和表面活性劑的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致現(xiàn)有常規(guī)脫水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)紊亂；

（3）回用二元驅(qū)配注系統(tǒng)：由于二元驅(qū)污水目前還沒有成熟技術(shù)處理到配注水質(zhì)指標(biāo)要求，因此無法回用，目前采用清水和常規(guī)水驅(qū)污水進(jìn)行配注。

表1 聚合物含量對常規(guī)污水處理結(jié)果的影響試驗(yàn)結(jié)果一（18000m3/d）

表2 聚合物含量對常規(guī)污水處理結(jié)果的影響試驗(yàn)結(jié)果一（14000m3/d）

3 二元驅(qū)開發(fā)階段及二元驅(qū)污水聚合物含量預(yù)測

由于二元驅(qū)污水進(jìn)行邊底水保壓注水能耗高、浪費(fèi)水資源，同時(shí)無法回用二元驅(qū)配注系統(tǒng)，因此開展了二元驅(qū)污水注水開發(fā)試驗(yàn)，確定聚合物對二元驅(qū)污水懸浮物處理的影響并找出解決方案。

3.1 二元驅(qū)配注開發(fā)階段

（1）前置段塞注聚合物： 2000mg/L，注入周期為3.2個(gè)月；

（2）主段塞二元復(fù)合體系：聚合物1600mg/L，表活計(jì)0.25%，注入周期為28個(gè)月；

（3）副段塞二元復(fù)合體系：聚合物1600mg/L，表活計(jì)0.15%，注入周期為16個(gè)月；

（4）保護(hù)段塞注聚合物：1400mg/L，注入周期為8個(gè)月。

3.2 二元驅(qū)污水聚合物含量預(yù)測

二元驅(qū)污水聚合物濃度200mg/L。采用二元驅(qū)污水進(jìn)行開發(fā)注水，上返采出液含聚合物濃度＜50mg/L，為了考查采用二元驅(qū)污水進(jìn)行開發(fā)注水后聚合物對常規(guī)污水處理的影響，暫時(shí)按二元驅(qū)開發(fā)注水采出污水中聚合物最高濃度為50mg/L進(jìn)行常規(guī)污水處理試驗(yàn)研究。

4 二元驅(qū)污水開發(fā)注水對常規(guī)懸浮物處理的影響研究

4.1 污水處理量

歡三聯(lián)常規(guī)污水處理站的設(shè)計(jì)規(guī)模為20000m3/d。未來實(shí)際污水處理總量14000m3/d～18000m3/d，錦16塊二元驅(qū)污水2000m3/d。

4.2 模擬二元驅(qū)污水懸浮物常規(guī)處理試驗(yàn)

（1）聚合物含量對污水處理影響室內(nèi)試驗(yàn)一（歡三聯(lián)總處理量18000m3/d時(shí)）

為了考查聚合物對歡三聯(lián)常規(guī)污水處理的影響，進(jìn)行不同聚合物含量對處理結(jié)果的影響試驗(yàn)。錦16塊污水量按2000m3/d計(jì)，歡三聯(lián)總處理量按18000m3/d計(jì)，二元驅(qū)污水聚合物含量為10mg/L、30mg/L、50mg/L，將錦16塊二元驅(qū)污水與歡三聯(lián)污水按照比例混合（2000：16000）。配制成幾種不同聚合物含量的模擬污水樣，模擬污水中聚合物含量分別為1.11mg/L，3.33mg/L，5.56mg/L。歡三聯(lián)總處理水量為18000m3/L時(shí)，聚合物含量對污水處理結(jié)果的影響試驗(yàn)見表1。

（2）聚合物含量對污水處理影響室內(nèi)試驗(yàn)二（歡三聯(lián)總處理量14000m3/d時(shí)）

為了考查聚合物對歡三聯(lián)常規(guī)污水處理的影響，進(jìn)行不同聚合物含量對處理結(jié)果的影響試驗(yàn)。錦16塊污水量按2000m3/d計(jì)，歡三聯(lián)總處理量按14000m3/d計(jì)，二元驅(qū)污水聚合物含量為10mg/L、30mg/L、50mg/L，將錦16塊二元驅(qū)污水與歡三聯(lián)污水按照比例混合（2000：12000）。配制成幾種不同聚合物含量的模擬污水樣，模擬污水中聚合物含量分別為1.42mg/L，4.29mg/L，7.14mg/L。歡三聯(lián)總處理水量為14000m3/L時(shí)，聚合物含量對污水處理結(jié)果的影響試驗(yàn)見表2。

從表1和表2中可以看出，聚合物的含量對污水中懸浮含量處理影響較大，當(dāng)錦16塊污水中聚合物含量為50mg/L，歡三聯(lián)污水處理量18000m3/d時(shí)，相當(dāng)于歡三聯(lián)污水中聚合物含量為5.56mg/L，此時(shí)絮凝劑加入量為200mg/L，助凝劑加入量為80mg/L，處理溫度40℃，處理后污水能滿足懸浮物含量低于10mg/L的生產(chǎn)要求。歡三聯(lián)污水處理量14000m3/d時(shí)，相當(dāng)于歡三聯(lián)污水中聚合物含量為7.14mg/L，此時(shí)絮凝劑加入量為250mg/L，助凝劑加入量為100mg/L，處理溫度40℃，處理后污水能滿足懸浮物含量低于10mg/L的生產(chǎn)要求。

5 結(jié)論

（1）二元驅(qū)采出液中的聚合物含量對歡三聯(lián)常規(guī)污水處理有較大影響；

（2）為保證含聚合物的污水通過常規(guī)處理能夠滿足生產(chǎn)要求，需要加大藥劑投入量，當(dāng)污水中聚合物含量達(dá)到7mg/L時(shí)，為保證懸浮物的去除效率，絮凝劑投加量需要提高6倍以上，助凝劑投加量需要提高4倍以上。

（3）含聚合物污水處理成本將提高5倍以上。

[1]何江川，廖廣志，王正茂.油田開發(fā)戰(zhàn)略與接替技術(shù)[J].石油學(xué)報(bào)，2012，33（3）：519～525.

[2]楊兆麟，孫曉明，毛翠玲，等.錦16塊二元驅(qū)工業(yè)化試驗(yàn)工程設(shè)計(jì)[J].油氣田地面工程，2013，32（1）：52～54.