含油污泥填充凝膠顆粒標準的應用

張俊瑾

中國石化中原油田分公司石油工程技術研究院（河南濮陽457001）

含油污泥填充凝膠顆粒標準的應用

張俊瑾

中國石化中原油田分公司石油工程技術研究院（河南濮陽457001）

為了實現油田含油污泥無害化處理，降低油田生產成本，同時將含油污泥變廢為寶，采用本體聚合法，將含油污泥代替斑土填充到凝膠顆粒中制備出一種價格低廉的深部調驅劑。依據Q/ZY-CGYY11-2012《含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑技術條件》企業標準要求，對含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑的膨脹性能、熱穩定性進行評價。結果表明，制備生成的調驅劑具有良好的高溫穩定性，能夠滿足高溫高鹽油藏調驅的需要。在室內試驗的研究基礎上，自2013年起，規模生產出的含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑在中原油田多種類型油藏推廣應用19個區塊，累計注入含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑138.22×104m3，處理含油污泥10.38×104t，累計措施增油42 590t，累計增氣1 278×104m3。

含油污泥；凝膠顆粒；標準；環保

油田含油污泥是在石油開采和油田污水處理過程中產生的一種固體廢物。含油污泥產量大、重質油含量高、黏度大、顆粒細、脫水處理難，是影響油田及周邊環境質量的重要污染物之一[1-4]。采用含油污泥代替斑土填充到凝膠顆粒中，可以實現油田含油污泥無害化處理，利于環保、節省污泥處理費用。同時由于污泥沒有原料成本，從而降低了凝膠顆粒生產成本。

為了實現油田含油污泥無害化處理，降低油田生產成本，將含油污泥代替斑土填充到凝膠顆粒中制備出一種價格低廉的深部調驅劑。探討了所制備的含油污泥凝膠顆粒在100℃、12×104mg/L礦化度條件下的膨脹性能、熱穩定性以及污泥添加量對含油污泥凝膠顆粒生成的影響，并進行工業試驗。

1 實驗部分

1.1 試劑及主要儀器

試劑：氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、無水煤油；

主要儀器：RS150流變儀、恒溫烘箱、100mL耐溫刻度試管；密度瓶25mL。

1.2 試驗方法

含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑性能檢測依據Q/ZY-CGYY11-2012《含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑技術條件》標準規定進行。該標準規范了含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑的主要技術指標有：膨脹倍數＞2，熱穩定性（90℃）≥30（顆粒完整），密度在1.3～1.5g/cm3。

2 結果與討論

將二廠濮三聯、三廠文明寨、五廠胡狀集、六廠馬廠聯的含油污泥通過配方和工藝優化填充到含油污泥填充凝膠顆粒中制備成含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑，執行Q/ZY-CGYY11-2012《含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑技術條件》中3的相關要求，對所制備的含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑進行室內性能評價及現場相關規范。

2.1含油污泥填充凝膠顆粒最大膨脹倍數評價

依據《含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑技術條件》標準，在90℃、100℃條件下，測試礦化度對文一聯污泥填充凝膠顆粒膨脹性能的影響。實驗結果見圖1、圖2。

圖1 90℃時礦化度對污泥填加凝膠顆粒膨脹性能影響

圖2 100℃時礦化度對污泥填加凝膠顆粒膨脹性能影響

由實驗結果可以看出：在90℃、100℃條件下測試的膨脹性能結果顯示一致，表現為低礦化度時膨脹倍數略大。分析原因，主要可能是由于污泥填充凝膠顆粒的吸水膨脹性能受所在環境溶液中的離子作用，離子濃度高時，凝膠顆粒吸水膨脹性能略小，表現為膨脹倍數略低。但膨脹倍數都大于2，符合Q/ ZY-CGYY11-2012中對膨脹倍數的要求。

2.2 含油污泥填充凝膠顆粒熱穩定性評價

在100℃，12×104mg/L條件下，污泥填充凝膠顆粒穩定性評價結果見表1。

實驗結果顯示：污泥填充后的凝膠顆粒具有較好的高溫穩定性。在100℃，礦化度12×104mg/L條件下能夠保持顆粒長期完整，120天后顆粒由軟變硬后更加不易溶化。符合《含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑技術條件》中在90℃條件下熱穩定性大于30天顆粒完整的指標要求。這主要可能是由于添加的含油污泥填充到凝膠的網絡結構中，使生成的含油污泥凝膠顆粒結構更密實，強度更高。以致于含油污泥凝膠顆粒在高溫條件下老化90天，仍保持顆粒完整，即具有高溫穩定性。

2.3 含油污泥填充凝膠顆粒密度評價

依據GB/T 4472-2011[5]中的比重瓶測定密度法,采用比重瓶法對不同含油污泥添加量合成的含油污泥填充凝膠顆粒進行密度測定。實驗結果見表2。

表1 污泥填充凝膠顆粒高溫穩定性評價結果

表2 不同污泥添加比例對含油污泥填充凝膠顆粒密度的影響

由于實驗合成工藝受含油污泥含量影響較大，當污泥填充量增加到70%時，實驗不成功。由表2可以看出，含油污泥填充凝膠顆粒密度隨著含油污泥填充比例增加而增大，但在合成工藝允許的含油污泥含量范圍內，合成的凝膠顆粒密度符合《含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑技術條件》中密度1.3～1.5 g/cm3的技術指標。

2.4 現場調驅使用的含油污泥填充凝膠顆粒技術指標

根據各油田區塊含油污泥特點和使用油藏條件，執行《含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑技術條件》標準的技術要求，形成了不同粒徑、不同強度等級、不同用途的污泥填充凝膠顆粒系列產品（表3）。

2.5 標準現場應用情況

嚴格按照《含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑技術條件》標準的技術要求對現場使用的含油污泥填充凝膠顆粒進行每批次抽檢評價，累計評價1 008樣次，見表4。

表3 污泥填充凝膠顆粒系列產品

表4 現場調驅用含油污泥填充凝膠顆粒抽檢結果

2.6執行標準流程

按照Q/ZY-CGYY11-2012《含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑技術條件》標準的技術要求，對現場使用的含油污泥填充凝膠顆粒進行每批次抽檢、評價，累計評價1 008樣次，執行標準流程（圖3）。

圖3 含油污泥凝膠顆粒現場應用流程

2.7經濟效益分析

含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑在中原油田不同油藏規模推廣應用19個區塊，共252井次，累計注入調驅劑138.22×104m3，處理含油污泥10.38×104t，增加水驅動用儲量100.2×104t，提高采收率幅度較高，累計措施增油42 590t，累計增氣1 278×104m3。新增產值24 711.631萬元，增收節支，直接和間接創效12 997.35萬元，投入產出比達到1：1.9。具體應用見表5。

3 結論

1）制成的含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑在90℃、100℃條件下最大膨脹倍數分別為5.6和4.3；在100℃、12×104mg/L條件熱穩定性在30天時保持顆粒完整；顆粒密度在1.3~1.5g/cm3。符合Q/ZYCGYY11-2012的要求。

表5 污泥填充凝膠顆粒調驅應用油藏類型統計表

2）通過執行《含油污泥填充凝膠顆粒調驅劑技術條件》標準的技術條件及技術要求，現場檢驗污泥顆粒1 008樣次，保證了19區塊138.22×104m3含油污泥凝膠顆粒調驅劑的質量，規范了含油污泥凝膠顆粒的工業化生產。

[1]由慶，于海洋，王業飛，等.國內油田深部調剖技術的研究進展[J].斷塊油氣田，2009,16（4）：68-71.

[2]戴達山，劉義剛，劉宏現，等.含油污泥水膨體深部調剖劑的制備與應用性能研究[J].石油與天然氣化工,2007,36(1)：66-70.

[3]楊奕，段志強.綠色環保的含油污泥深部調剖技術[J].石油科技論壇，2008,27（5）：61-63.

[4]周亞賢，后天講，郭建華，等.耐溫抗鹽預交聯調剖劑的研制與性能評價[J].精細石油化工進展，2004,5（12）：22-24.

[5]全國化學標準化技術委員會.化工產品密度、相對密度的測定:GB/T 4472-2011[S].北京：中國標準出版社，2011.

In order to achieve the harmless treatment of oilfield oily sludge,reduce oil production costs and make full use of the oily sludge,a low price of deep profile control and oil displacement agent is prepared using oily sludge instead of bentonite filling gel particles by bulk polymerization.The expansion performance and thermal stability of the prepared profile control and oil displacement agent are evaluated according to the requirements of the enterprise standard Q/ZY-CGYY11-2012"gel particle profile control agent filled with oily sludge".The results show that the prepared profile control and oil displacement agent has good high-temperature stability and can meet the needs of high-temperature high-salt reservoir for profile control and oil displacement.Based on the laboratory experiment,the profile control and oil displacement agent had been applied in large scale to different types of reservoirs in 19 blocks of Zhongyuan Oilfield since 2013,the profile control and oil displacement agent of 138.22×104m3had been injected,which achieves a cumulative increase of oil of 42 590t and gas of 1 278×104m3,and the oily sludge of 10.38×104t is treated and utilized.

oily sludge;gel particle;standard;environmental protection

萍

2015-10-27

張俊瑾(1986-)，女，碩士，工程師，現主要從事提高采收率方面的工作。