含油污泥無害化處理技術(shù)研究與應(yīng)用＊

于春濤

（吉林油田公司采油工藝研究院）

在油田開發(fā)過程中，砂巖地層的油井產(chǎn)出液中含有大量泥砂，泥砂在污水罐中沉積形成難以處理的含油污泥，若不經(jīng)處理直接排放，不僅污染環(huán)境，而且也是對污泥中原油資源的浪費，同時也不符合GB 18598－2001《危險廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》要求［1－2］。目前，國內(nèi)外對于含油污泥無害化處理方法一般有焚燒法、生物處理法、熱洗滌法、溶劑萃取法、化學(xué)破乳法、固液分離法等［3］。

各油田根據(jù)含油污泥的自身特點及現(xiàn)場生產(chǎn)需要，采取了不同的處理措施，在一定程度上實現(xiàn)了含油污泥的減量化處理、無害化處理和資源利用［4－5］。但是，無論是通過物理方法、化學(xué)方法還是生物方法處理都存在著如能耗較高、易造成二次污染、資源回收率低、綜合利用程度不高等［6］問題。

本文主要根據(jù)含油污泥的成分，提出對含油污泥實施化學(xué)處理方法，充分利用污泥成分中的固含量制作成污泥顆粒調(diào)剖劑，用于注水井調(diào)剖，調(diào)整注水結(jié)構(gòu)，提高水驅(qū)波及效率。

1 實驗條件與方法

1．1 實驗條件

1．1．1 實驗材料

部分水解聚丙烯酰胺（相對分子質(zhì)量2 000萬、水解度21．6%，恒聚）；

有機交聯(lián)劑A（自制）；

穩(wěn)定劑B（自制）；

SDBS乳化劑；

非離子型乳化劑OP－10；

陽離子型乳化劑K12（油田服務(wù)公司提供）。

1．1．2 實驗儀器

常規(guī)烘箱、天平、DV－III黏度計、玻璃器皿等。激光粒度儀（LA－950）、XRD 衍射儀、DSTP－111調(diào)剖堵水流動試驗儀。

1．1．3 實驗條件

模擬油藏溫度（30℃）；

實驗用水：現(xiàn)場注入污水（礦化度3 300 mg／L）。

1．2 實驗方法

（1） 污泥預(yù)處理：選取樣品進行蒸餾，測試含水率、固含量，應(yīng)用激光粒度儀測試粒徑分布、X衍射儀測試礦物成分。

（2） 調(diào)剖劑的研制：根據(jù)含油污泥的特性篩選適合油藏溫度條件下的乳化劑、交聯(lián)劑以及穩(wěn)定劑，形成含油污泥調(diào)剖劑。

（3） 調(diào)剖劑的評價以及應(yīng)用：通過對含油污泥調(diào)剖劑進行靜動態(tài)性能評價確定最佳的配比，形成含油污泥調(diào)剖處理技術(shù)。

2 結(jié)果與討論

2．1 含油污泥組成以及粒徑分布

含油污泥樣品外觀呈黑色黏稠狀，主要成分固含量65%（質(zhì)量分數(shù)，下同）、油含量23．52%、水含量10．9%，其余為雜質(zhì)，p H值顯中性。由XRD射線衍射分析以及粒徑分析可知，固含量主要成分有石英、方解石與鈉長石。污泥粒徑主要分布在10～100μm之間，約占80%（見圖1），粒徑的分布較為集中，適合用于注水井調(diào)剖，封堵水竄通道的條件。

2．2 含油污泥乳化劑的選擇

為了使含油污泥能夠在聚合物中均勻分散，考慮加入乳化劑，使油／水形成乳化體系，滿足可泵入性，使含油污泥能夠順利回注地層。選擇陰離子型乳化劑SDBS、非離子型乳化劑OP－10、陽離子型乳化劑K12，考察不同加入濃度（質(zhì)量分數(shù)為0．05%、0．1%、0．2%、0．3%和0．4%）乳化劑對油／水的分層時間的影響（見圖2）。實驗結(jié)果顯示，SDBS乳化劑有較好乳化性能，可使油、水、泥分層消失，含油污泥分散性良好，其用量確定在質(zhì)量分數(shù)0．20%～0．30%為宜。

3 含油污泥調(diào)剖體系

3．1 含油污泥調(diào)剖劑研發(fā)思路

含油污泥中含有一定量的固相顆粒，注入地層后具有一定的封堵作用，由于污泥在地面受溫度影響，黏度較大，不具備流動性，注入困難。在油泥中加入乳化劑，能使油泥懸浮在聚合物體系中，加入一定配比的交聯(lián)劑、穩(wěn)定劑，形成均勻穩(wěn)定的污泥調(diào)剖劑，隨著柱塞泵注入地層，在地層起到封堵裂縫、大孔道目的。由于污泥形成的調(diào)剖劑體系具有較好的耐剪切、耐沖刷性能，回注油藏后不會被采出而形成二次污染，真正達到無害化處理的目的。

3．2 含油污泥調(diào)剖劑配方的確定

由圖3和圖4可以得出，含油污泥調(diào)剖劑的配方為：w（聚合物）0．2%～0．25%＋w（復(fù)合交聯(lián)劑）0．25%～0．3%。

3．3 含油污泥調(diào)剖劑性能評價

3．3．1 體系適應(yīng)溫度的確定

按最佳凝膠配比，模擬油藏溫度為20～100℃條件下，考察油藏溫度對含油污泥調(diào)剖劑的影響。通過實驗結(jié)果看出（見圖5），污泥調(diào)剖體系在油藏溫度80℃時，黏度保留率大于80%；超過80℃時，黏度保留率下降幅度增加，說明該體系適應(yīng)溫度小于80℃。

3．3．2 含油污泥加量的選擇

含油污泥的含量對于調(diào)剖劑的封堵能力和選擇性進入能力有較大的影響。考察了不同含油污泥加入量（質(zhì)量分數(shù)為10．0%、15．0%和20．0%）對凝膠體系影響。實驗結(jié)果顯示（見圖6），含油污泥加入量為10%～20%時，凝膠體系的黏度保持在約13 000 mPa·s。

3．3．3 含油污泥的巖心封堵性能評價

選取目標(biāo)區(qū)塊油藏滲透率，采用0．105～0．147 mm石英砂充填2．5 c m×100 c m填砂管巖心，用ISCO恒速恒壓泵將含油污泥與凝膠復(fù)合調(diào)剖體系段塞注入填砂管中，段塞大小0．1～1．0 PV，放置60℃恒溫箱中，候凝72 h后，開始注水，注入壓力基本穩(wěn)定時，計算封堵率［7］。

含油污泥凝膠調(diào)剖體系的封堵率隨著注入量的增加而增加，封堵率達到96．0%以上（見表1），表明含油污泥調(diào)剖劑能夠?qū)⑽勰喾獯嬖诘貙又校谔幚砗臀勰嗟耐瑫r能有效改善吸水剖面，增加中、低滲透層的吸液量，提高注入水的波及體積。

表1 含油污泥調(diào)剖劑巖心封堵性能試驗Table 1 Plugging perfor mance test of oily sludge profile control agent

4 現(xiàn)場應(yīng)用

含油污泥調(diào)剖技術(shù)在吉林油田現(xiàn)場實施14井次，累計處理污泥4 260 m3，通過對生產(chǎn)井采出液跟蹤檢測，污泥注入地層后未在相應(yīng)油井產(chǎn)出，未造成二次污染。措施后吸水剖面改善程度達到80%，措施增油850 t、減水6 400 m3，直接經(jīng)濟效益158．9萬元。

按照同類區(qū)塊水井調(diào)剖應(yīng)用顆粒堵劑，施工過程中注入壓力上升幅度2～2．5 MPa，污泥調(diào)剖劑固含量65%，注入壓力上升2 MPa，污泥調(diào)剖劑能夠在地層起到顆粒堵劑同樣的封堵性能，并且起到節(jié)約成本的目的，按照顆粒堵劑單井3 t（2．5萬元／t）計算，14井次節(jié)約成本105萬元，污泥調(diào)剖技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)濟效益明顯，投入產(chǎn)出比1∶2．2。

5 結(jié)論

（1） 含油污泥調(diào)剖技術(shù)不但解決了目前油泥對環(huán)境的污染問題，而且能夠在注水井注入，起到封堵裂縫大孔道、調(diào)整吸入剖面的問題，從措施效果分析，技術(shù)經(jīng)濟可行。

（2） 污泥做為調(diào)剖劑回注油層，取代顆粒堵劑，大大降低調(diào)剖成本，經(jīng)濟效益明顯，具有巨大的環(huán)保效益和社會效益。

（3） 用活性油泥作為調(diào)剖劑，充分利用現(xiàn)有資源，不僅為油田含油污泥的再生利用找到了一種有效方法，而且也為油田綜合治理、降低生產(chǎn)成本提供了一項技術(shù)措施。

［1］ 胡華龍，韓梅，黃秉禾，等．利用石化污泥生產(chǎn)新型除油吸附劑的實驗研究［J］．交通環(huán)保，2001，22（4）：12．

［2］ 黃玲，高荔，黨博，等．油田含油污泥產(chǎn)生途徑及處理方法［J］．油氣田地面工程，2010，29（2）：75－76．

［3］ 高琦琳，由慶，王國輝．含油污泥在我國油田中的應(yīng)用［J］．中國石油大學(xué)勝利學(xué)院學(xué)報，2010，24（1）：8－11．

［4］ 陳明燕，劉政，王曉東，等．含油污泥無害化及資源化處理新技術(shù)及發(fā)展方向［J］．石油與天然氣化工，2011，40（3）：313－317．

［5］ 岳明，歐天雄．含油污泥資源化處理技術(shù)研究［J］．石油與天然氣化工，2008，37（3）：259－262．

［6］ 舒政，鄭川江，葉仲斌，等．油田含油污泥調(diào)剖技術(shù)研究進展［J］．應(yīng)用化工，2012，41（7）：1232－1235．

［7］ 王從領(lǐng)，薛魯營，趙成祥，等．含油污泥調(diào)剖劑的研究與應(yīng)用［J］．石油地質(zhì)與工程，2010，24（2）：115－117．