提高三元采出水含油去除率的有效途徑

徐洪君（大慶油田工程有限公司）

三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)是將堿、表面活性劑和聚合物以一定的比例配制成液體注入地下，達(dá)到調(diào)整吸水剖面，提高采收率的一種驅(qū)油技術(shù)[1]。但由于這些化學(xué)藥品的加入使得采出水的成分復(fù)雜，采出水黏度增大，初始油珠粒徑變小，油珠聚并困難、乳化程度增高，油珠穩(wěn)定性增強(qiáng)。致使沉降設(shè)備的效率降低，甚至表現(xiàn)出根本不適應(yīng)這種水質(zhì)的變化。

為了解決三元復(fù)合驅(qū)采出水油珠聚并難、破乳難等問題，在實(shí)驗(yàn)室嘗試了利用超聲波強(qiáng)化三元水中油珠聚并，提高油水分離效率的試驗(yàn)研究。超聲波技術(shù)是20世紀(jì)70年代，美國學(xué)者Richard首次提出的，之后國內(nèi)外學(xué)者紛紛致力于超聲波降解有機(jī)物的研究，開始將超聲波應(yīng)用于控制水污染，尤其是治理廢水中難以降解的有毒有機(jī)污染物，超聲波對污染水體的降解機(jī)理是聲空化效應(yīng)及由空化產(chǎn)生的增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)的活性自由基的共同作用[2]。

1 試驗(yàn)水質(zhì)及方法

試驗(yàn)用水取自大慶油田采油二廠南五三元采出水處理站。原水含油量80～390mg/L，聚合物濃度873mg/L，黏度為5.5mPa·s，表面活性劑68.7mg/L，pH為10.5。

試驗(yàn)分別用250mL廣口瓶，接取現(xiàn)場水樣。水樣分為兩組，A組為靜沉未經(jīng)超聲處理的空白樣；B組為超聲處理后再靜沉樣。每瓶裝有200mL水樣，經(jīng)相應(yīng)處理后，用注射器從底部抽取50mL水樣測含油量。

2 試驗(yàn)過程及效果

將三元復(fù)合驅(qū)采出污水經(jīng)過超聲預(yù)處理后，做靜態(tài)分離沉降分離試驗(yàn)，來考察超聲波預(yù)處理破乳效果，室內(nèi)分別開展了不同超聲頻率處理效果試驗(yàn)以及進(jìn)行超聲處理前后的對比試驗(yàn)。

2.1 超聲頻率的選擇

試驗(yàn)條件：輸入電壓220 V；超聲頻率40 kHz和28 kHz；掃頻調(diào)節(jié)±0.5 kHz；輻射時間24min；輻射方式脈沖處理方式，超聲預(yù)處理后進(jìn)行12 h靜沉，考察水中含油量的去除率。試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 不同超聲頻率處理效果

由表1可以看出，超聲頻率28 kHz的處理效果明顯高于超聲頻率40 kHz的處理效果，分析主要原因是因?yàn)榇藯l件下超聲頻率太高或聲強(qiáng)太強(qiáng)造成原油乳化程度變高，從而使原油的去除率變低。所以選擇超聲頻率28 kHz進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

2.2 超聲預(yù)處理效果

試驗(yàn)條件：輸入電壓220 V；超聲頻率28 kHz；掃頻調(diào)節(jié)±0.5 kHz；輻射時間24min；輻射方式脈沖處理方式，超聲預(yù)處理后進(jìn)行6 h、8 h以及12 h靜沉，并同時與未進(jìn)行超波預(yù)處理的6 h、8 h以及12 h靜沉后水樣進(jìn)行對比，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 超聲處理前后效果對比

由表2可以看出，原水在沒有經(jīng)過超聲預(yù)處理，沉降6 h、8 h、12 h后，水中含油量去除率依次為55.1%、66.3%和76.5%；而經(jīng)過頻率28 kHz超聲波，輻射24min的預(yù)處理后，再經(jīng)后續(xù)的6 h、8 h、12 h的沉降分離，含油去除率提高了15%左右。

3 結(jié)語

1）采用超聲波預(yù)處理三元復(fù)合驅(qū)采出水，可使污水的乳化程度降低，達(dá)到破乳的作用，如再經(jīng)后續(xù)沉降處理設(shè)備做進(jìn)一步的聚結(jié)沉降分離，含油去除率可進(jìn)一步提高。

2）試驗(yàn)表明：超聲波在輸入電壓220 V；超聲頻率28 kHz；掃頻調(diào)節(jié)±0.5 kHz；輻射方式脈沖處理方式的條件下處理含油效果較好。

3）沉降時間與含油去除率成正比，投運(yùn)超聲波后，在6 h、8 h、12 h的沉降分離中，12 h的沉降分離含油去除率89.2%，高出6 h的沉降分離含油去除率72.8%近17%。

[1]吳迪,趙鳳玲,孫福祥,等.油水分離劑在低驅(qū)油劑含量三元復(fù)合驅(qū)采出液處理中的應(yīng)用[J].精細(xì)與專用化妝品,2006,14(12):4-7.

[2]吳勝舉.超聲波處理水體污染物的研究狀況與發(fā)展[J].物理,2001,30(12):782-786.