吉林扶余油田含油污泥脫油實驗研究

汪忠寶陳洪濤

（1.中國石油吉林油田分公司勘察設計院；2.東北石油大學機械科學與工程學院）

吉林扶余油田含油污泥脫油實驗研究

汪忠寶1陳洪濤2

（1.中國石油吉林油田分公司勘察設計院；2.東北石油大學機械科學與工程學院）

通過對吉林扶余油田含油污泥進行圖譜分析和X射線衍射分析，確定含油污泥的元素組成和礦物組成。含油污泥脫油率與液固比、溫度、攪拌時間和破乳劑的濃度有關。實驗結果表明：當液固比為1∶1，破乳劑SP加量為20mg／L，在溫度50℃下攪拌5min，處理后含油污泥脫油率可達到60%以上。

扶余油田；含油污泥；脫油率；破乳劑SP

0 引 言

隨著油田不斷深入開發，含油污泥的產量日益遞增，它主要產生于原油開采、油氣集輸、煉油化工廠污水處理等生產過程，含有油泥、油砂，呈膠狀結構，具有油含量較高、親水、黏度大、固體顆粒極細、綜合利用方式少、處理難度大等特點［1-3］。我國各大油田開采、集輸、煉化產生的含油污泥情況見表1［4-6］。如表1所示，每年各大油田生產出的含油污泥量很大。含油污泥中含有大量老化原油、瀝青質、蠟質、膠體、細菌、鹽類、酸性氣體等，若不加以處理，不僅污染環境，而且造成資源浪費［7］。本文針對吉林扶余油田含油污泥進行采樣、成份分析，脫油實驗，最終確定合理的含油污泥處理方案。

表1 我國部分油田含油污泥情況

1 實 驗

1.1 含油污泥的元素組成和礦物組成

含油污泥取自吉林扶余油田，對泥質進行圖譜分析和X射線衍射分析。在圖譜分析中測出了各種元素出現的峰值位置、半峰全寬及元素含量。可知，含油污泥中含有Na、Fe、O、N、Ca、C、Si、Al、Mg、K等多種元素。其中O含量最多，C、Si含量相對較多，Na、Ca、K、Mg含量較少。含油污泥元素分析結果見表2。

表2 含油污泥元素分析結果

對處理后的純泥利用X射線衍射分析法測試泥土礦物組成，結果見表3。從表3數據可知，含油污泥中主要礦物是由伊利石和高嶺土組成，它們的含量占總量的90%以上，“蒙脫石+伊利石”與“蒙脫石+綠泥石”含量之和不到總量的10%。測試數據與普通天然巖石中膠結物礦物組成的結果一致，這表明原油開采產生的含油污泥的主要礦物組成是經由水、鉆井液或聚合物溶液沖刷、脫落而被帶出地面的油藏巖石膠結物。

表3 含油污泥礦物組成 %

1.2 含油污泥脫油率的影響因素確定

通過實驗的方法，探討含油污泥脫油率與哪些因素有關，向實驗樣品中加入適當的破乳劑乳化，加快含油污泥油水分離，在定量條件下，考慮液固比、溫度和攪拌時間對脫油率的影響。此外，通過實驗測出破乳劑加量最適值范圍。實驗時選取非離子型破乳劑SP。

1.2.1 液固比

長時間放置的含油污泥，含水率已經不高，直接加藥攪拌脫油，會增加處理藥劑的使用量，加一定量的清水稀釋攪拌再加藥，能加大處理劑與含油污泥的接觸，使油滴更快地與水相分開分層，降低處理難度。考慮到液固比過低稀釋效果不好，所以選取液固比1∶1，2∶1，3∶1，4∶1，5∶1幾種情況分別配制污泥漿，實驗結果見圖1。

圖1 液固比對脫油率的影響

由圖1可知，在處理條件相同的情況下，隨著液固比的增大，污泥脫油率逐漸遞減，因此，確定理想的液固比為1∶1。

1.2.2 溫度

溫度不僅影響脫油的效果，而且影響破乳劑破乳效果，取相同液固比的含油污泥樣品分別放入試管中，每個試管中加入等體積的破乳劑，將試管放進水浴鍋內加熱，溫度選取45～65℃，實驗結果見圖2。

圖2 溫度對脫油率的影響

由圖2可知，隨著溫度的升高脫油率不斷遞增，這是因為顆粒分子的熱運動加劇，顆粒分子間的碰撞也加劇，破乳脫油效果明顯。50℃后脫油率略有下降接著又平緩上升。因此，從節能環保的角度考慮，水浴溫度為50℃最為適宜。

1.2.3 攪拌時間

攪拌是含油污泥處理必不可少的流程，它可以加速含油污泥的油相和泥沙分離，使油相置于上層、泥沙沉降，攪拌時間對含油污泥脫油的影響實驗結果見圖3。

圖3 攪拌時間對脫油率的影響

由圖3可知，隨著攪拌時間的增加脫油率也隨之增加，當攪拌5min時，脫油率曲線達到峰值，繼續攪拌，脫油率曲線開始下降。

1.2.4 破乳劑

加熱溫度控制在50℃，連續攪拌5min，破乳劑加量濃度控制在10～50mg／L，考察破乳劑SP、破乳劑2＃和破乳劑21＃加量對脫油率的影響，結果見圖4。

由圖4可知，隨著破乳劑加入量的增加，三種破乳劑脫油效果明顯。當破乳劑SP加入量為20mg／L時，脫油率曲線達到峰值，繼續加入脫油率反而降低，這是因為隨著破乳劑的濃度增加，致使混合物黏度加大，不利于泥沙的脫落，抑制了油泥的分離。破乳劑2＃和21＃最優濃度為40mg／L和30mg／L。從用量和脫油效果綜合比較三種破乳劑，可知破乳劑SP最好，其次是21＃和2＃。因此，選定破乳劑SP，其加量為20mg／L。

10.3969／j.issn.1005-3158.2015.03.008

：1005-3158（2015）03-0024-02

汪忠寶，2005年畢業于大慶石油學院油氣儲運專業，現在中國石油吉林油田分公司勘察設計院從事油氣集輸設計科研工作。通信地址：吉林省松原市沿江西路166號，138000