聚合物對原油破乳脫水和污水處理影響的研究

陳勇 馬英 楊曉拂 李芳芳 羅佳潔

摘 要：隨著油田開發的不斷進行，國內外油田多采用交聯聚合物調剖或者采用二元、三元復合驅的措施來提高采收率。大量的聚丙烯酰胺被注入地層，在地層剪切降解后部分聚合物隨著采出液采出，導致集輸系統聚合物含量升高。現場經驗表明，聚合物升高對原油脫水和污水處理均有較大的影響，本文的工作主要是探討不同的聚合物濃度對原油脫水和污水處理的影響，給現場生產提供指導。

關鍵詞：含聚采出液;集輸系統;破乳;污水處理;影響

目前各油田為了提高采收率，聚合物普遍用于調剖調驅作業[1]，所采用的聚合物由以前的聚丙烯酰胺逐漸向耐溫型的功能聚合物轉化，聚合物在地層降解后分子量仍然較大，給采出液的破乳脫水和污水處理帶來不利影響[2-3]。同時油田的生產過程中采用了各種不同的增產措施，如酸化、壓裂、封層補孔和打新井等，大量的化學藥劑隨著采出液進入集輸系統，導致集輸系統運行不穩定，針對不同的因素造成的集輸系統波動，應該采用不同的方法，而不是簡單的歸結于聚合物的影響，否則既不能解決現場問題，同時還耽誤生產。本文針對油田常用的聚合物采用室內試驗的方法，驗證了聚合物對原油破乳脫水和污水處理的影響，給現場生產提供技術指導。

1 試驗方法與步驟

1.1 試驗藥品

油田某區塊采出液，聚醚類破乳劑，聚小陽離子凈水劑，油田現用二元復合驅聚合物（耐溫聚合物，分子量1900萬）

1.2 試驗儀器

乳化機、高速離心機、水浴鍋。

1.3 試驗步驟

1.3.1 聚合物配制

取1L地層水，配制濃度為0.2%的耐溫聚合物水溶液，加入0.1%的過硫酸銨，在90℃烘箱中降解24h，用以模擬采出液中聚合物。

1.3.2 模擬地層采出液的配制

在地層水中分別加入1.3.1中配制的聚合物水溶液，使地層水中聚合物的含量分別為0、10、20、30、50、60、80、90、110、150、200、300mg/L，將含不同濃度聚合物的地層水與同層位原油按照3：7的體積比制成油包水乳狀液。

1.3.3 含聚合物污水的配制

在地層水中分別加入1.3.1中配制的聚合物水溶液，使地層水中聚合物的含量分別為0、10、20、30、50、60、80、90、110、150、200、300mg/L。

1.3.4 脫水效果評價

按照SY/T 5280-2018 《原油破乳劑通用技術條件》給出的方法評價含有不同濃度聚合物的乳狀液脫水情況，并觀察界面是否清晰，測定脫出污水含油。乳化油的使用量為100mL，破乳劑加濃度為50mg/L，脫水溫度為50℃。

1.3.5 污水處理效果評價

取1.3.3中配制的含有不同濃度聚合物的污水，分別倒入100mL的比色管中，置于40℃的恒溫水浴中，保溫15min。加入50mg/L的凈水劑，比色管軸向震蕩50次，在放入水浴中，恒溫2h，取比色管中部清液測定水含油、懸浮物和COD。

2 結果與討論

2.1 聚合物對原油脫水的影響

含有不同濃度的聚合物的原油乳狀液在50℃，破乳劑添加濃度為50mg/L的條件下，脫水時間為1h，分別記錄了不同時間點的脫水量。試驗數據見表1和圖1。

從表1和圖1可以看出，隨著乳狀液中聚合物濃度的增加，原油脫水速度降低，隨著脫水時間的延長，高聚合物含量的乳狀液脫水量與低聚合物含量的乳狀液脫水量差距逐漸縮小，在60min時，脫水量差距縮小至2mL以內，脫水率均在90%以上，能夠達到行業標準SY/T 5280-2018 《原油破乳劑通用技術條件》中規定的脫水率的要求。說明在聚合物的含量為300mg/L以內時，隨著聚合物含量的升高，降低了原油脫水速度，但并不影響最終的脫水量，脫水率能夠滿足標準要求。

2.2 聚合物對污水處理的影響

含有不同濃度的聚合物的含油污水在40℃條件下，加入50mg/L的凈水劑，靜置2h后，分別取上層清液測定水含油、懸浮物和COD，測定結果見表2。

從表2中可以看出，在聚合物含量在50mg/L以下時，處理后的污水水含油和COD均出現降低，主要是少量聚合物在污水中起到了協助絮凝的作用，聚合物濃度在50mg/L以上時，隨著聚合物含量的增加，處理后污水的水含油和COD值均出現上升趨勢，說明在聚合物含量達到50mg/L以上時，聚合物對污水處理后的水含油、COD有影響;隨著污水中聚合物含量的增加對于污水處理后的懸浮物基本上是有利的。

3 小結

本文針對油田含聚合物采出液的處理，設計了相關實驗，驗證了聚合物對原油脫水和污水處理的影響，得到如下結論：①聚合物含量在300mg/L以下時，主要影響原油乳狀液的脫水速度，最終脫水量影響不大;②含聚合物污水處理時，當聚合物含量在50mg/L以下時，對于污水處理無不利影響，當聚合物含量在50mg/L以上時，主要影響處理后污水的水含油和COD值。

參考文獻：

[1]岡秦麟.論我國的三次采油技術[J].油氣采收率技術， 1998（4）：1-7.

[2]荊國林等.聚合物驅采油污水處理技術研究進展[J].工業用水與廢水，2004（2）：16-18.

[3]鄧述波，周撫生等.聚丙烯酰胺對聚合物驅含油污水中油珠沉降分離的影響[J].環境科學，2002（2）：69-72.