三元復合驅采出水中懸浮固體的控制方法

杜 丹，吳 迪，陳忠喜，吳 迪，馮曉敏

(1.中國石油 大慶油田工程有限公司，黑龍江 大慶 163712;

2.中國石油 大慶油田鉆井工程技術研究院，黑龍江 大慶 163712)

三元復合驅采出水中懸浮固體的控制方法

杜 丹1，吳 迪2，陳忠喜1，吳 迪1，馮曉敏1

(1.中國石油 大慶油田工程有限公司，黑龍江 大慶 163712;

2.中國石油 大慶油田鉆井工程技術研究院，黑龍江 大慶 163712)

采用向三元復合驅采出水中加入水質穩(wěn)定劑的方法有效降低采出水中懸浮固體的質量濃度。實驗結果表明，將100 g采出水依次經(jīng)濾紙和孔徑為0.45 μm的醋酸纖維素膜過濾后，加入1.0 g WSBL－3型水質穩(wěn)定劑，混合均勻后置于80℃的水浴中靜置4 h，取出后再置于40℃的水浴中靜置5 min，由此可將采出水中的懸浮固體質量濃度由107 mg/L降至2 mg/L。

三元復合驅;采出水;懸浮固體;水質穩(wěn)定劑

中國石油大慶油田(簡稱大慶油田)經(jīng)歷了注水驅油［1－2］后進入了三次采油階段，聚合物驅油取得了良好的驅油效果。針對聚合物驅油采出水已經(jīng)有了一套完善的處理工藝［3］。為了進一步提高驅油效果，大慶油田開展了大規(guī)模的三元復合驅油工業(yè)性試驗，并取得了比注水驅油采收率提高20%以上的良好效果，三元復合驅油具有廣闊的應用前景［4－7］。但同時，由于三元物質(堿、表面活性劑、聚合物)的注入，三元復合驅采出水(簡稱采出水)性質變得較為復雜［8－9］。采出水中懸浮固體含量大幅增加，并且懸浮固體沉降性能變差，去除困難，處理后采出水難以達到回注控制指標。目前，尋找適用于三元復合驅采出水的成熟、完善的處理工藝正處于摸索階段。

本工作研究了采出水中懸浮固體含量增加的原因及控制方法，對降低采出水的處理難度具有重要意義。

1 實驗部分

1.1 材料和儀器

實驗用采出水取自大慶油田采油一廠北一斷東地區(qū)強堿體系三元復合驅試驗區(qū)三元217試驗站計量間進液，采出水pH為8.93，水溫為35℃，采出水水質見表1。

WSBL －1，WSBL －2，WSBL －3，WSBL －4 型水質穩(wěn)定劑:自制，有效物質量分數(shù)1%。

表1 采出水水質 ρ，mg/L

Agilent 7700x型電感耦合等離子質譜(ICPMS)儀:美國安捷倫科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 靜置沉降

將140 mL采出水置于40℃烘箱中沉降一定時間后測定采出水中懸浮固體質量濃度。

1.2.2 膜濾

采用孔徑為0.45 μm的醋酸纖維素膜對采出水進行過濾，將膜濾液置于40℃的烘箱中靜置一定時間后測定膜濾液中懸浮固體質量濃度。

1.2.3 溫度對膜濾液中懸浮固體質量濃度的影響

將經(jīng)孔經(jīng)為0.45 μm的醋酸纖維素膜過濾后的膜濾液于不同水溫的水浴中靜置4 h，取出后置于40℃的水浴中靜置5 min，測定膜濾液中懸浮固體質量濃度。

1.2.4 水質穩(wěn)定劑的加入

向100 g依次經(jīng)濾紙和孔經(jīng)為0.45 μm的醋酸纖維素膜過濾后的膜濾液中加入一定量的水質穩(wěn)定劑，將反應液置于80℃的水浴中靜置4 h，取出后置于40℃的水浴中靜置5 min，測定膜濾液中懸浮固體質量濃度。

1.3 分析方法

采用ICP－MS儀測定廢水中各元素質量濃度;按照SY/T5329—94《碎屑巖油層注水水質推薦指標及分析方法》［10］測定懸浮固體質量濃度。

2 結果與討論

2.1 靜置沉降時間對采出水中懸浮固體質量濃度的影響

靜置沉降時間對采出水中懸浮固體質量濃度的影響見表2。

表2 靜置沉降時間對采出水中懸浮固體質量濃度的影響

由表2可見:靜置沉降時間對采出水中懸浮固體的去除無明顯效果;經(jīng)24 h靜置沉降后采出水中的懸浮固體質量濃度僅從107 mg/L降至101 mg/L;靜置沉降過程中懸浮固體質量濃度還出現(xiàn)了上下波動的情況。推測在靜置沉降過程中還有新的懸浮固體生成。

2.2 膜濾后沉降時間對膜濾液中懸浮固體質量濃度的影響

膜濾后降解時間對膜濾液中懸浮固體質量濃度的影響見表3。由表3可見:膜濾處理可去除采出水中的懸浮固體;但靜置后仍有大量新的懸浮固體生成。

表3 膜濾后沉降時間對膜濾液中懸浮固體質量濃度的影響

2.3 水浴溫度對膜濾液中懸浮固體質量濃度的影響

水浴溫度對膜濾液中懸浮固體質量濃度的影響見圖1。由圖1可見:隨水浴溫度的升高，膜濾液中懸浮固體質量濃度逐漸增加;當水浴溫度由40℃增至80℃時，膜濾液中懸浮固體質量濃度由64 mg/L增至78 mg/L。這是由于膜濾液為堿性，且處于過飽和狀態(tài)，隨著水浴溫度的不斷升高，CO23－，HCO3－與Ca2+，Mg2+，Ba2+反應生成的碳酸鹽不斷析出，因此析出懸浮固體的量在不斷增加。

圖1 水浴溫度對膜濾液中懸浮固體質量濃度的影響

2.4 水質穩(wěn)定劑對膜濾液中懸浮固體質量濃度的影響

通過實驗可以觀察到:當加入WSBL－1型水質穩(wěn)定劑時，水樣渾濁，瓶底有乳白色細微顆粒沉淀;當WSBL－2型水質穩(wěn)定劑加入量達2.0 g時，水樣透明，瓶底無沉淀;當WSBL－3和WSBL－4型水質穩(wěn)定劑加入量為1.0 g時，水樣即可保持清澈，瓶底無沉淀。

水質穩(wěn)定劑加入量對膜濾液中懸浮固體質量濃度的影響見圖2。由圖2可見，隨水質穩(wěn)定劑的增加，懸浮固體質量濃度逐漸減小;當WSBL－1型水質穩(wěn)定劑加入量為2.0 g時，懸浮固體質量濃度為43 mg/L;當WSBL－3型水質穩(wěn)定劑加入量為1.0 g時，懸浮固體質量濃度僅為2 mg/L。這說明水質穩(wěn)定劑對于降低經(jīng)過膜濾預處理的采出水中懸浮固體的質量濃度具有一定的作用，尤其以使用WSBL－3型水質穩(wěn)定劑的效果最佳。

3 結論

a)通過簡單靜置沉降和膜濾的方法降低采出水中懸浮固體的質量濃度，實驗結果表明該方法的去除效果較差。這主要是因為在沉降過程中還會有新的懸浮固體生成。

b)將100 g采出水依次經(jīng)濾紙和孔徑為0.45 μm的醋酸纖維素膜過濾后，加入1.0 g WSBL－3型水質穩(wěn)定劑，混合均勻后置于80℃的水浴中靜置4 h，取出后再置于40℃的水浴中靜置5 min，由此可將采出水中的懸浮固體質量濃度由107 mg/L降至2 mg/L。

［1］ 劉正，孫杰，龔小芝，等.采油廢水的深度處理回用［J］.化工環(huán)保，2010，30(4):323 －326.

［2］ 梁生康，王修林，汪衛(wèi)東.高效石油降解菌的篩選及其在油田廢水深度處理中的應用［J］.化工環(huán)保，2004，24(1):41－45.

［3］ 任廣萌，孫德智，李成鋼，等.聚合物驅采油廢水深度處理工藝［J］.化工環(huán)保，2004，24(增刊):202 －205.

［4］ 郭萬奎，程杰成，廖廣志，等.大慶油田三次采油技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向［J］.大慶石油地質與開發(fā)，2002，21(3):1 －6.

［5］ 李世軍，楊振宇，宋考平，等.三元復合驅中乳化作用對提高采收率的影響［J］.石油學報，2003，24(5):71－73.

［6］ 王景良.ASP復合驅機理的研究與展望［J］.國外油氣田地面工程，2001，17(8):15 －19.

［7］ 李建江，趙玲莉.三次采油技術的發(fā)展［J］.油氣田地面工程，1999，18(2):8 －9.

［8］ 朱南文.三元復合驅采出水特性分析及處理方法研究［D］.上海:上海交通大學環(huán)境科學與工程學院，2008.

［9］ 王東.北一斷東三元復合驅采出液穩(wěn)定機理研究［D］.大慶:大慶石油學院石油工程學院，2009.

［10］ 油氣田開發(fā)專業(yè)標準化委員會.SY/T 5329－94碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法［S］.北京:石油工業(yè)出版社，1996.

Control of Suspended Solid in ASP Flooding Produced Water

Du Dan1，Wu Di2，Chen Zhongxi1，Wu Di1，F(xiàn)eng Xiaomin1

(1.Daqing Oilfield Engineering Co.Ltd.，CNPC，Daqing Heilongjiang 163712，China;
2.Drilling Engineering Technology Research Institute of Daqing Oilfield，CNPC，Daqing Heilongjiang 163712，China)

The mass concentration of suspended solid in the ASP flooding produced water was effectively reduced by adding water stabilizer.The experimental results show that When 100 g of the produced water is filtered by filter paper and 0.45 μm(bore diameter)cellulose acetate membrane in turn，mixed with 1.0 g WSBL-3 water stabilizer，settled in water bath at 80 ℃ for 4 h and then at 40℃ for 5 min，the mass concentration of suspended solid in the produced water is reduced from 107 mg/L to 2 mg/L.

alkaline-surfactant-polymer(ASP)flooding technology;produced water;suspended solid;water stabilizer

TQ085

A

1006－1878(2011)04－0346－03

2011－01－29;

2011－04－03。

杜丹(1983—)，女，黑龍江省齊齊哈爾市人，碩士，助理工程師，主要研究方向為油田水處理技術。電話0459 －5902520，電郵 dudan@petrochina.com.cn。

(編輯 王 馨)