含聚采油废水脱盐技术的试验研究

摘要

随着三次采油技术的不断深入和发展，聚驱和三元复合驱的技术已经在油田大规模应用。大庆油田聚合物驱油工艺采油过程中产生了大量的含聚、含油尤其是高含盐的采油废水。目前经过大庆油田的常规沉降、过滤工艺处理之后的废水具有较高的矿化度，不能用于配制聚合物。由此，本文提出利用超滤和电渗析组合工艺脱盐对其采油废水进行处理，以降低矿化度，将处理水作为聚合物配制用水，实现油田水系统的良性循环。
　　试验在大庆油田公司采油二厂进行，试验原水系经过二次沉淀、二次过滤的含聚采油废水，水量为400L/d。水质指标为，悬浮物含量：8.2～15.5mg/L，含油量：2.6～8.7mg/L，聚合物含量：210～390mg/L，出水约350L/d。
　　试验结果表明，组合工艺中超滤对含聚采油废水中各种污染物质的去除效果明显。对污水中悬浮物的去除率为85％～90%，悬浮物粒径中值在超滤液中不能检出，超滤膜渗透液的浊度长期保持在1.0NTU左右；对石油类的去除率为80%～95%；聚合物的去除率为85%～95%；COD的去除率为80%～85%，但对含盐去除效果差。通过对超滤膜表面污染物质成分的分析，采用浓度配比为1.0%LAS和0.5%NaOH混合药剂对超滤膜进行清洗，可以使膜通量得到较好的恢复。
　　自行设计制造了小型电渗析装置，对超滤出水进行脱盐处理。经过调试，选定装置的运行参数为：工作电压10V，浓、淡水流量均为150L/h，日处理水量7.2m3/d。
　　试验结果表明，小型电渗析器对超滤膜渗透液中盐类的去除效果理想，对Ca2+和Mg2+的去除率可以达到95%以上，Na+和K+的去除率可以达到79%以上，而对阴离子Cl－、HCO3－、SO42－的去除率也分别可以达到85%、67%和70%，达到回用配聚的含盐指标。
　　在小试的基础上，在大庆油田采油二厂进行了中试试验，总设备费为68.1万元，其中超滤部分为40.86万元，电渗析部分为27.24万元，日处理量为300m3。
　　经过三个多月的连续运转，试验结果表明，组合工艺的中试系统对其含聚采油废水处理效果理想。出水水质浊度在1.0NTU以下，电导率稳定在600μs/cm左右，石油类去除率达到
　　98%以上，聚合物聚合物的去除率为85%～95%，对Ca2+和Mg2+的去除率可以达到95%以上，悬浮物粒径中值在不能检出。整个制水成本为2.70元/m3淡水，低于现场购买清水的费用3.50元/m3。在等粘方案下，700mg/L的脱盐含聚污水体系的表观粘度、流变性和残余阻力系数等特性和1000mg/L的清水体系差不多，只有粘弹性稍低一些，这说明脱盐含聚污水的配聚性能的各项指标都能满足现场聚驱要求，而且配聚效果优于清水。
　　运用超滤和电渗析的组合工艺对大庆采油废水进行脱盐处理，效果理想。该方法的使用不仅可以减轻废水排放对环境造成的污染，还降低了自来水的用量，环保和经济效益都非常显著。

目录

含聚采油废水脱盐技术的试验研究

EXPERIMENTAL RESEARCH ONTECHNOLOGY FOR DESALINATIONOF OILFIELD PRODUCED WATERCONTAINED POLYMER

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 聚合物驱采出水回用解决方法

1.3 膜分离技术在油田污水中的应用

1.4 油田采出水脱盐技术研究概况

1.5 课题研究内容和意义

第2章 超滤装置处理聚合物驱采出水小试试验

2.1 超滤装置设计

2.2 超滤试验源水水质及检测方法

2.3 超滤膜通量实验

2.4 超滤膜对该废水中污染物质的去除

2.5 超滤膜的污染控制及清洗

2.6 本章小结

第3章 电渗析降低超滤出水矿化度的小试试验

3.1 电渗析装置设计

3.2 实验工艺流程

3.3 电渗析器降低矿化度的效果及能耗分析

3.4 本章小结

第4章 电渗析降低超滤出水矿化度的中试试验

4.1 工艺流程及设计参数

4.2 平面布置

4.3 脱盐效果

4.4 经济评价

4.5 本章小结

结 论

参 考 文 献

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文- 84 -哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

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哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理

攻读学位期间发表的学术论文

致 谢