長(zhǎng)慶油田X聯(lián)合站凈水劑作用效果影響因素分析及治理對(duì)策

史黨偉，劉貴賓，連宇博，魏慧寧，王妍瓊，黃 晨

（西安長(zhǎng)慶化工集團(tuán)有限公司，陜西西安 710018）

長(zhǎng)慶油田X聯(lián)合站凈水劑作用效果影響因素分析及治理對(duì)策

史黨偉，劉貴賓，連宇博，魏慧寧，王妍瓊，黃 晨

（西安長(zhǎng)慶化工集團(tuán)有限公司，陜西西安 710018）

長(zhǎng)慶油田為超低滲透儲(chǔ)層，目前仍處于注水開(kāi)發(fā)的二次采油階段，若回注水中固體懸浮物含量超標(biāo)將可能堵塞地層，嚴(yán)重影響采油效率。凈水劑JS-A可以有效降低長(zhǎng)慶油田X聯(lián)合站污水中固體懸浮物含量，但存在絮體沉降時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。因此本文考察了污水密度、污水含油量、pH值及凈水劑JS-A加量等因素對(duì)絮體沉降速率的影響。室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，污水含油量高是導(dǎo)致混凝過(guò)程中絮體沉降時(shí)間長(zhǎng)的主要原因，通過(guò)向凈水劑JS-A中加入適量有機(jī)高分子助凝劑，可以改善JS-A的性能，能使絮體包裹固體懸浮物，吸附油分后迅速上浮，并與乳化油一起通過(guò)除油沉降罐上部污油管線進(jìn)入污油池，達(dá)到快速降低污水中固體懸浮物含量的目的。

油田污水；固體懸浮物；凈水劑

水處理劑在油田污水處理過(guò)程中起著非常重要的作用，目前常用的水處理劑包括殺菌劑、除油劑、阻垢劑、防垢劑和緩蝕劑等[1]。長(zhǎng)慶油田X聯(lián)合站含油污水主要來(lái)自三相分離器水室出口，站內(nèi)污水處理采用兩級(jí)沉降加壓力過(guò)濾三段處理工藝。由于污水中油分含量較高，與固體懸浮物之間相互作用較強(qiáng)，在混凝沉降過(guò)程中絮體部分懸浮，導(dǎo)致大量固體懸浮物隨輸水管線進(jìn)入壓力過(guò)濾系統(tǒng)，給過(guò)濾罐帶來(lái)了巨大負(fù)荷，不僅反沖洗頻率增加，過(guò)濾罐壽命縮短，同時(shí)引起濾后水中固體懸浮物含量超標(biāo)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與藥品

主要儀器：JKY-2A型紅外光度測(cè)油儀（吉林市科學(xué)技術(shù)研究院）；MD100型懸浮物測(cè)定儀（德國(guó)）；GJ-3型S型數(shù)顯高速攪拌機(jī)（青島通達(dá)專用儀器廠）；DC1506N型恒溫水浴鍋（上海方瑞儀器有限公司）。

主要藥品：無(wú)水硫酸鈉（分析純，淄博市天德精細(xì)化工研究所）；鹽酸（分析純，淄博市天德精細(xì)化工研究所）；硅酸鎂（分析純，中國(guó)醫(yī)藥（集團(tuán)）上海化學(xué)試劑分公司）；四氯化碳（分析純，天津化學(xué)試劑廠）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

污水中油分含量的測(cè)定：參照《HJ 637-2012水質(zhì)石油類(lèi)和動(dòng)植物油類(lèi)的測(cè)定紅外分光光度法》[2]對(duì)污水中油分含量進(jìn)行測(cè)定。

污水中固體懸浮物含量的測(cè)定：使用MD100型懸浮物測(cè)定儀對(duì)污水中固體懸浮物含量進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 污水密度的影響

取X聯(lián)合站三相分離器水室出口污水水樣，分別以清水:污水=1:5，1:4，1:3，1:2，1:1 的比例混合均勻，然后分別加入凈水劑JS-A，加藥濃度為150 mg/L，搖勻并分別在 35℃條件下靜置 30 min、60 min、90 min、120 min、150 min和180 min后，用移液管分別移取中部水樣，用MD100型懸浮物測(cè)定儀測(cè)定水樣中固體懸浮物含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)圖1）。

圖1 污水密度對(duì)凈水劑作用效果的影響

從圖1可以看出：向X聯(lián)合站三相分離器水室出口污水中摻入一定比例清水，降低污水密度和礦化度后，并不能縮短絮體沉降時(shí)間；投加JS-A型凈水劑120 min時(shí)，固體懸浮物去除率剛達(dá)到70%左右；投加JS-A型凈水劑150 min后，污水中固體懸浮物含量降低比較緩慢，固體懸浮物去除率才能達(dá)到85%以上。

2.2 含油量的影響

在不同時(shí)間，用5 L塑料桶取三相分離器水室出口水樣，測(cè)定其含油量，然后分別加入凈水劑JS-A，加藥濃度為150 mg/L，搖勻并分別在35℃條件下靜置30 min、60 min、90 min、120 min、150 min 和 180 min后，用移液管分別移取中部水樣，用MD100型懸浮物測(cè)定儀測(cè)定水樣中固體懸浮物含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)圖2）。

圖2 污水含油量對(duì)凈水劑作用效果的影響

從圖2可以看出：隨著污水中油分含量的降低，絮體沉降速率升高，污水中固體懸浮物去除速率加快；當(dāng)污水中油分含量低于180 mg/L時(shí)，投加JS-A型凈水劑120 min時(shí)，固體懸浮物去除率可達(dá)到80%左右；當(dāng)污水中油分含量低于160 mg/L時(shí)，投加JS-A型凈水劑90 min時(shí)，固體懸浮物去除率可達(dá)到80%以上。

2.3 pH值的影響

取X聯(lián)合站三相分離器水室出口水樣，測(cè)定其含油量為185.28 mg/L，分別加入不同量的鹽酸溶液調(diào)節(jié)原水樣的pH值，調(diào)整后水樣的 pH值分別為：5.26、6.28、7.25和8.05。然后分別加入凈水劑JS-A，加藥濃度為150 mg/L，搖勻并分別在35℃條件下靜置30 min、60 min、90 min、120 min、150 min 和 180 min后，用移液管分別移取中部水樣，用MD100型懸浮物測(cè)定儀測(cè)定水樣中固體懸浮物含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)圖3）。

圖3 污水pH值對(duì)凈水劑作用效果的影響

從圖3可以看出：pH值為6.28時(shí)，投加JS-A型凈水劑效果最佳，絮體的沉降速率最快，投加藥劑120 min時(shí)，固體懸浮物去除率可達(dá)到75%左右，高于pH值為5.26、7.25和8.05時(shí)的固體懸浮物去除率。由于污水pH值在現(xiàn)場(chǎng)不好控制，不建議通過(guò)調(diào)整pH值來(lái)加快絮體的沉降速率。

2.4 凈水劑加量的影響

取X聯(lián)合站三相分離器水室出口水樣，測(cè)定其含油量為220.52 mg/L，加入JS-A型凈水劑，加藥濃度分別為：100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、250 mg/L 和 300 mg/L，搖勻并分別在35℃條件下靜置30 min、60 min、90 min、120 min、150 min 和 180 min 后，用移液管分別移取中部水樣，用MD100型懸浮物測(cè)定儀測(cè)定水樣中固體懸浮物含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)圖4）。

從圖4可以看出：隨著JS-A型凈水劑加劑量的增加，污水中固體懸浮物去除速率逐漸升高；凈水劑加劑量小于200 mg/L時(shí)，污水中固體懸浮物去除速率升高較快；凈水劑加劑量大于200 mg/L時(shí)，污水中固體懸浮物去除速率基本趨于穩(wěn)定，加藥120 min時(shí)，固體懸浮物去除率剛達(dá)到70%左右，因此不能通過(guò)調(diào)整凈水劑加量來(lái)加快絮體的沉降速率。

圖4 凈水劑加量對(duì)凈水劑作用效果的影響

2.5 治理對(duì)策

通過(guò)考察絮體沉降時(shí)間較長(zhǎng)的影響因素，發(fā)現(xiàn)污水含油量高是導(dǎo)致混凝過(guò)程中絮體沉降時(shí)間長(zhǎng)的主要原因，說(shuō)明污油和固體懸浮物之間存在較強(qiáng)的相互作用，因此可以利用這一特點(diǎn)，在除油沉降罐進(jìn)口投加復(fù)合凈水劑，讓絮體包裹固體懸浮物并吸附污油后上浮，從沉降罐頂回收富含固體懸浮物的污油。室內(nèi)研究結(jié)果顯示，向JS-A型凈水劑中加入8%有機(jī)高分子助凝劑，然后以200 mg/L的濃度加入到三相分離器水室出口水樣中，搖勻并在35℃條件下靜置60 min后，固體懸浮物去除率可達(dá)90%以上，污水中固體懸浮物含量將為15 mg/L～25 mg/L，通過(guò)壓力過(guò)濾后，注入泵入口水樣中固體懸浮物含量穩(wěn)定在5 mg/L～8 mg/L，達(dá)到注水要求。

3 結(jié)論

（1）除油沉降罐中絮體沉降速率低的主要原因是污水含油量較高，當(dāng)污水中油分含量低于160 mg/L時(shí)，投加JS-A型凈水劑90 min時(shí)，固體懸浮物去除率才能夠達(dá)到80%以上。

（2）pH值為6.28時(shí)，投加JS-A型凈水劑效果最佳，絮體的沉降速率最快，但污水pH值在現(xiàn)場(chǎng)不好控制，不建議通過(guò)調(diào)整pH值來(lái)加快絮體的沉降速率。

（3）污油和固體懸浮物之間存在較強(qiáng)的相互作用，在除油沉降罐進(jìn)口投加復(fù)合凈水劑（向JS-A型凈水劑中加入8%有機(jī)高分子助凝劑），加劑量為200 mg/L，35℃條件下靜置60 min后，固體懸浮物去除率可達(dá)90%以上。

［1］趙福麟.油田化學(xué)［M］.北京：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2010.

［2］中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn).HJ 637-2012水質(zhì)石油類(lèi)和動(dòng)植物油類(lèi)的測(cè)定（紅外分光光度法）［S］.北京：環(huán)境保護(hù)部發(fā)布，2012.

TE357.12

A

1673-5285（2017）10-0123-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.10.032

2017－09-08

史黨偉，男（1975-），2007年畢業(yè)于西安石油大學(xué)石油工程專業(yè)，油氣田開(kāi)發(fā)工程師，現(xiàn)在長(zhǎng)慶油田分公司西安長(zhǎng)慶化工集團(tuán)有限公司工作。