氣田站內(nèi)高含油污水破乳絮凝篩選研究

吳丹，王培森，王克林，閆俊，董旭

（1.天津新翔油氣技術(shù)有限公司，天津武清301700；2.中國石油華北油田分公司儲氣庫工程所，河北廊坊065000；3.中國石油華北油田分公司二連分公司，內(nèi)蒙古錫林浩特026000 ；4.中國石油華北油田分公司第四采油廠工程所，河北廊坊065000）

氣田污水與產(chǎn)氣量相比水量小，不能構(gòu)成大規(guī)模的處理。伴隨氣田中后期開采的加大，沒有形成規(guī)模處理的污水如何處理正在逐漸成為各氣站內(nèi)亟待解決的問題?，F(xiàn)階段蘇里格氣田各站內(nèi)污水主要是水罐車運送至污水處理廠集中回收處理，成本較高，局限性較大[1]。同時，氣田污水屬于高含油，高礦化度污水[2]，且水中鈣鎂離子、氯離子含量普遍偏高屬于難處理、處理成本較高的污水。

現(xiàn)階段氣田污水處理主要有以下幾種方法：高效絮凝劑處理；新型處理工藝配以藥劑共同處理；破乳絮凝雙向處理[3]。而現(xiàn)場采用較多的是破乳絮凝雙向處理辦法，即針對氣站內(nèi)高含油、高礦化度污水先進行破乳處理將凝析油最大程度與污水分離回收，再對破乳后污水進行絮凝處理，提高水質(zhì)，降低后期處理成本。

1 污水樣品參數(shù)及現(xiàn)場條件

含油污水取自蘇里格氣田75 區(qū)塊集氣轉(zhuǎn)接站站內(nèi)地下罐中。水樣中含凝析油在75%～80%之間；水樣礦化度在（4.0～7.0）ⅹ104mg/L；水樣中氯離子含量在（2.0～3.0）ⅹ104mg/L 之間；水樣中鈣鎂離子、硫酸根離子含量較高；水樣pH 在6.5～7.0 之間，屬于偏酸性水樣；水樣中機械雜志及絮凝物含量約3%。水樣在絮凝破乳前為穩(wěn)定的油水混合乳液，顏色為淺灰色，自然靜置不能油水分離。

現(xiàn)場各集氣轉(zhuǎn)接站將各井來液匯集于站內(nèi)地下罐中，經(jīng)過一段時間自然沉降后上層少量凝析油分離出以后被抽送至凝析油儲罐，下層剩余高含油污水乳液統(tǒng)一進行破乳處理，破乳后對底層水進行絮凝處理，確保最終凝析油被回收，污水達(dá)到處理廠回收要求。

2 破乳絮凝篩選實驗

2.1 儀器與試劑

100 mL 具塞玻璃離心管來自天津天波玻璃儀器廠；移液槍（0.1～1mL）來自德國賽默飛世爾公司；移液槍（0～0.2mL）來自德國賽默飛世爾公司；破乳劑（表1）來自天津新翔油氣技術(shù)有限公司；絮凝劑（表2）來自天津新翔油氣技術(shù)有限公司

表1 實驗用破乳劑

表2 實驗用絮凝劑

2.2 實驗方法

采用瓶試法[4]按照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行破乳實驗，現(xiàn)場取得污水待處理樣品如圖2 所示。結(jié)合現(xiàn)場情況首次篩選破乳劑實驗加藥量統(tǒng)一為0.5%，在篩選出最優(yōu)破乳劑后再依次對加藥量進行梯度降低考察確定最優(yōu)加藥量。

針對破乳除油后污水按照石油天然氣集團公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY 90-2012 進行絮凝篩選實驗，絮凝劑篩選過程中以現(xiàn)場破乳后污水代替懸浮液，加藥量為100×10-4，在確定最優(yōu)絮凝劑后再依次對絮凝加藥量進行梯度降低考察確定最優(yōu)加量。

圖1 污水待處理樣品

3 結(jié)果與分析

3.1 破乳劑的篩選

實驗在室溫（30℃），初次加藥0.5%的條件下，對選定的8 種破乳劑進行平行樣破乳實驗。根據(jù)現(xiàn)場情況分別對破乳60min、90min、180min 后油水分離情況進行監(jiān)測，具體破乳情況見表3。

表3 破乳效果對比

根據(jù)上述表3 實驗結(jié)果可得，8 種破乳劑效果最好為SP702 號破乳劑。破乳后油水分離效果最佳：分出油量占比78%，水量占比19%，基本達(dá)到最大限度回收分離。

3.2 破乳劑的加藥量優(yōu)化

根據(jù)上述篩選結(jié)果，進一步對破乳劑SP702進行加藥量的優(yōu)化，以期利用最小加藥量解決現(xiàn)場問題。實驗考察了加藥0.1%、0.2%、0.4%、0.5%破乳效果，具體結(jié)果如下表4 所示。

根據(jù)不同加藥量破乳實驗結(jié)果，確定破乳藥劑SP702 以0.3%加藥量加注即可滿足破乳需求，達(dá)到最大限度的油水分離，確保破乳完全。

表4 SP702 不同加藥量破乳效果對比

3.3 絮凝劑的篩選

參考石油天然氣集團公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY 90-2012 及石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329—1994《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》對破乳后污水進行絮凝篩選實驗，針對6 種絮凝藥劑篩選結(jié)果如下表5 所示。

表5 絮凝劑效果對比

根據(jù)實驗結(jié)果確定在6 種絮凝藥劑中絮凝劑X3206 絮凝效果最優(yōu)，其絮凝后水樣最清澈，絮凝物層最薄，后期處理最快捷。

3.4 絮凝劑加量的優(yōu)化

參考石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY 90-2012 及石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329—1994 利用破乳后污水對絮凝劑X3206 加藥量進行優(yōu)化實驗，不同加藥量對比實驗結(jié)果如下表6 所示。

根據(jù)實驗結(jié)果確定絮凝劑X3206 加藥量大于等于100×10-4%時絮凝效果最優(yōu)，可及時解決現(xiàn)場破乳后污水絮凝問題并使污水最終達(dá)到污水處理廠回收標(biāo)準(zhǔn)。

表6 X3206 不同加藥量絮凝效果對比

4 結(jié)論

1)針對氣田站內(nèi)污水破乳絮凝處理，利用酚醛樹脂改性聚醚破乳劑SP702，陽離子均聚物X3206 可解決現(xiàn)場油水分離問題并使污水達(dá)到處理廠回收標(biāo)準(zhǔn)[5]。

2)本文通過對8 種破乳劑/6 種絮凝劑進行篩選及加藥量考察，最終確定以0.3%加量的SP702進行破乳，100×10-4%加量的X3206 進行絮凝即可以最低成本完成氣田站內(nèi)污水的油水分離及處理回收[6]。