曝气沉降工艺处理油田三元采出水实验研究

摘要

三元采出水水质成分复杂,悬浮固体处理难度增大,回注水中悬浮物和颗粒粒径中值难以达到回注要求,对地层损害严重,降低油田原油采收率同时增大注水压力,因此分析三元水中悬浮固体组成和影响悬浮固体含量变化的因素,提高曝气沉降工艺处理效果得到广泛关注。本实验模拟曝气沉降工艺,在不同曝气时间和温度等因素条件下,考察采出水中悬浮固体、含油、聚合物、表面活性剂、硫化物以及硅酸盐胶体等含量的变化,确定悬浮固体主要组成和影响其含量变化的主要因素,为实际工艺提供可靠性依据。
　　实验表明,三元采出水悬浮固体含量约500mg/L,部分水质甚至高达3560mg/L;含油量150~400mg/L,高含油水质含油量约1400mg/L左右。同时,三元采出水中含有高含量的HPAM、表面活性剂和盐度等,导致三元水呈现高粘度,一般为水粘度的4到6倍。经SEM分析可知,三元采出水中悬浮固体主要形貌为颗粒状、块状和针状晶体等。通过EDS定性分析可知,悬浮固体主要由石油类、HPAM、表面活性剂、硫化物、碳酸盐垢以及硅胶和含铁沉淀物等组成。
　　模拟实验确定,影响三元水中悬浮固体含量变化的主要因素是HPAM析出;HPAM和表面活性剂通过静电吸附和化学键作用,结合水中Ca2+、Mg2+、Ba2+和Pb2+等离子形成沉淀或胶体;硫化物被氧化为单质S或高价态沉淀物;硅酸盐在碱性条件下形成胶体以及含铁沉淀物和碳酸盐垢等的形成;硅酸盐、磷酸盐和FeCl2三者通过化学接枝作用形成沉淀。其次,液流扰动和温度也影响悬浮物含量变化。曝气沉降实验表明,曝气8h后,南五、217和喇291站曝气沉降出水中悬浮物含量分别为320mg/L,130mg/L和330mg/L;含油分别为16.11mg/L,47.12mg/L和9.00mg/L左右;S2-浓度低于0.3mg/L;实验结果说明曝气沉降8h是合理的设计参数,出水悬浮物含量和含油量达到下一级工艺进水要求。但根据液流扰动实验考察结果,曝气沉降罐需要设置单独静置沉淀时间和区域,同时及时清理罐体表层和沉淀区的累积物。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 三元复合驱采出水概述

1.3 油田采出水处理技术概况

1.4 三元采出水中悬浮固体的危害

1.5 课题研究目的和主要内容

第2章 实验材料装置及分析方法

2.1 实验材料

2.2 实验装置

2.3 实验分析方法

第3章 三元采出水水质特征及悬浮物形貌和组成分析

3.1 三元采出水水质特征

3.2 三元采出水中悬浮物形貌特征及组成

3.3 本章小结

第4章 曝气沉降过程中三元采出水水质变化规律

4.1 曝气沉降对三元采出水水质变化的影响

4.2 曝气时间对三元采出水水质变化的影响

4.3 实验温度对三元采出水水质变化的影响

4.4 其他因素对三元采出水悬浮固体含量变化的影响

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢