油田三元采出水臭氧降粘效果及氧化机理研究

摘要

随着三元复合驱油技术在大庆油田的推广应用，油田采出水携带了大量驱油剂成分，增加了水处理工作的难度。本文通过高级氧化法对油田三元采出水进行氧化降粘处理，考察了聚丙烯酰胺溶液在制备过程中粘度的影响因素，对不同高级氧化方法降粘效果进行了实验，分析了臭氧氧化的影响因素，研究了聚丙烯酰胺氧化降解的机理，优化了现场高级氧化工艺运行条件。
　　通过模拟现场条件制备聚丙烯酰胺溶液，考察不同条件对溶液粘度的影响。结果显示，随着放置时间的增加、温度的升高，水样粘度会有所降低，配置过程中剪切速率越快溶液的粘度越低。
　　通过考察不同高级氧化方法对采出水降粘效果，确定了最佳方法。结果显示，相比NaClO法和高铁酸钾法，臭氧法降粘的效果最佳、反应速度最快，10min即可将粘度为9.7mPa·s的三元采出水降低到1.4mPa·s，降粘率达到85.5％。对臭氧法进一步研究发现，控制水样pH值为10、臭氧通气量为5L/min、温度为40℃时氧化效果最好，此时降粘率为89.1%，COD去除率为37.4%。
　　通过分析加入·OH抑制剂后臭氧对HPAM的氧化效果，确定了氧化方式以间接氧化为主导。在此基础上使用HPLC检测出聚丙烯酰胺被氧化的中间产物，从而确定了反应机理。臭氧在水体中分解产生·OH，在羟基自由基作用下，聚丙烯酰胺分子发生断链生成丙烯酰胺，丙烯酰胺进一步被氧化成无机物。
　　通过调整合适的回流比对臭氧高级氧化现场工艺进行了调试，最佳回流比为5，采出水从初始粘度8.5mPa·s降低到1.8mPa·s，去除率达到78.8%。对比不同工艺组合顺序处理效果发现，微生物处理、高级氧化工艺、气浮处理的工艺流程效果最佳，对固体悬浮物及含油量的去除率达到94.3%和98.2%。

目录

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第1章 绪论

1.1 油田三元采出水的处理概况

1.2 高级氧化法的应用概况

1.3 课题的目的和研究内容

第2章 实验装置、材料及分析方法

2.1 实验装置

2.2 实验材料

2.3 实验分析方法

第3章 三元采出水水质特征及氧化降粘效果对比

3.1 水质特征分析

3.2 不同高级氧化方法对油田三元采出水的处理效果

3.3 本章小结

第4章 三元采出水臭氧氧化处理效果及影响因素

4.1 臭氧对三元采出水及模拟水样氧化降粘效果对比

4.2 臭氧降粘与氧化效果的影响因素

4.3 本章小结

第5章 三元采出水臭氧降粘机理及现场试验效果

5.1 臭氧对聚丙烯酰胺水溶液氧化降粘的机理

5.2 臭氧高级氧化工艺现场试验效果

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢