三元复合驱污水处理技术现状简介

三元复合驱污水处理技术现状简介

【摘要】三元复合驱油技术是在碱水驱油,聚合物驱油的基础上发展起来的一种新型化学驱油技术。三元复合驱油田采出水不仅粘度大,而且乳化程度高,油水分离速度慢,水驱和聚合物驱油田采出水处理技术和工艺不能满足生产需要。本文介绍了最新的三元复合污水处理技术。

【关键词】三元复合驱；污水处理技术；污水处理工艺

三元复合驱油技术是将碱、表面活性剂和聚合物三种化学主剂按不同的比例配方组成的联合驱油技术。通过增加水驱动波及效率,降低驱替介质的流度,以提高原油的采收率,该技术可以提高原油采收率20%以上。影响化学驱采收率高低的主要因素是超低界面张力的取得及其在岩心中能维持的时间,而三元复合驱驱油的主要机理就是降低界面张力,控制流速和降低昂贵化学剂的吸附损失[1]。油田采出水[2]由于聚合物、碱、表面活性剂的存在,三元复合驱油田采出水不仅粘度大,而且乳化程度高,用自然沉降法处理三元复合驱油田采出水除油效率很低,沉降时间长,因此处理三元复合驱油田采出水必须采用高效的油水分离设备[3]及工艺。

1.传统水处理方法比较

传统采油污水处理方法较多,各有优缺点（见下表）,单一方法处理效果不佳,在实际应用中通常是两三种方法联合使用,才能使水质达到标准[4]。

对于三元复合驱污水而言,复杂的化学成分使得处理设施的处理

效率大为降低。出水的各项指标远超过回注水标准，会造成油层阻塞,外排又会造成严重的环境污染和油、水资源的浪费。因此,开发三元复合驱油田采出水的处理技术就显得尤为重要。

2.三元复合驱污水处理最新技术

2.1磁过滤技术

磁过滤技术是利用外加磁场的磁粉增强絮凝作用以达到高效沉降和过滤目的的一种高效分离微粒和超微粒的技术工艺[5,6]。污水首先进入混合罐,在混合罐中絮凝剂、聚合物和磁性加载物(密度约为5.2),混合产生高密度的磁嵌合絮状体,水力停留时间约为

2min。混合物然后流人锥形底的澄清罐中,巨大的密度差使得絮体沉降速度很快,在那里磁性絮状物夹带着所有固体颗粒迅速沉淀,包括残油,进入系统的污泥层,总水力停留时间大约为8min。然后澄清罐的上清液流入磁过滤器中,利用高梯度磁过滤进一步去除水中的悬浮颗粒物。污泥经过磁鼓分离器将磁粉回收再次投加入混合罐中,分离后的污泥则外排处理。磁过滤技术处理速度快,磁粉回收率可达99.8%。磁过滤技术由于具有较高的除油及悬浮物效率,可作为膜处理工艺的前端预处理技术,加以深入研究。

2.2微絮凝技术

微絮凝悬浮污泥过滤工艺首先向经过预处理的污水中定量投加型絮凝剂,使污水中部分溶解状态的污染物和胶体颗粒吸附出来,形成悬浮颗粒；然后依靠絮凝作用将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；当絮体随污水流经双滤料过滤器时,大量密

实的絮状体被滤料层截留在其表面,形成致密的悬浮污泥层,并与双滤料过滤层形成悬浮污泥过滤器的过滤体；污水经过罐体内自我形成的悬浮污泥层及双滤料层后,达到回注水标准。

2.3投加化学助剂改善水处理效果

在水处理系统中,投加化学药剂往往能起到立竿见影的效果。通过沉降罐投加絮凝剂、杀菌剂以及反冲洗时投加化学助剂提高反冲洗效果等均可在现有工艺不能满足生产需要时,改善系统运行效果及平稳性,但长期投加药剂也带来了一定的成本压力。

2.4搅拌式多介质过滤器

大庆采油四厂规划设计研究所梁铁玲针对三元复合驱采出水粘度高导致现有过滤器滤料板结,形成致密滤饼层,滤料无法彻底清洗,严重影响了过滤效果,出水水质难以达标。开发了适合于高粘度废水处理用过滤器,通过采用桨式搅拌装置破坏滤料表层滤饼层,提高反冲洗效果,实现滤料彻底反冲洗。在大庆油田杏二中污水处理站采用该技术新建两座滤罐,研究了两级过滤处理效果。新建滤罐反冲洗压力维持012mpa以内,水量稳定在400m3/h以上,解决了滤罐反冲洗憋压、跑料、滤料清洗不彻底问题,保证滤料彻底再生,提高了过滤效果,经二级过滤后出水油痕量,悬浮物在20mg/l以下,达到油田污水回注标准[7]。

2.5动态膜技术

鄢玲俐阐述了动态膜技术在大庆217试验站三元复合驱采出污水处理中的试验情况, 通过研究跨膜压差对出水水质的影响以及进

水水质对过滤周期的影响, 探究了该技术处理三元污水的适应性。研究结果表明, 动态膜过滤技术比常规过滤技术处理效果好；动态膜过滤装置不改变原水特性, 处理后的水可用于再次驱油, 降低注采成本；该装置无需大量反洗水, 处理方便, 最大限度地减少了水资源的浪费, 也大大减轻了工人的劳动强度。动态膜过滤技术在三元复合驱以及低渗油田水处理方面具有较高推广应用价值。动态膜是指含有涂膜材料的溶液在一定的压力和流速下流经多孔支撑层, 在孔内或表面沉积而形成的具有分离作用的滤饼层[8]。

2.6电渗析法

电渗析是电场驱动的膜分离过程,能够自动倒换电极来清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢,确保了离子交换膜性能的长期稳定性及淡水的水质和水量。电渗析的缺点是对于水中的有机物、悬浮物和细菌等杂质不能去除,但由于这些物质对聚合物黏度的影响很小,所以电渗析处理的聚驱污水适于作为配制聚合物溶液用水。王北福研究了用电渗析法处理油田含聚污水,得出以下结论[9]：(1)电渗析能有效地去除聚驱污水中的各种离子,对阴离子的去除率为

90.6%,对阳离子的去除率为95.7%,而对整个矿化度的去除率达到

91.9%；(2)低矿化度聚驱污水在矿化度为847.56mg/l时可以达到和清水一样的配聚效果,随着矿化度降低,配聚黏度逐渐提高,并且在矿化度值大于清水(388.47mg/l)的情况下,配聚效果优于清水。

2.7超声波技术

超声波技术作为一种新的废水处理技术,在国外已有大量的实验

室基础研究成果,并有部分进入实际应用。超声波对有机物的降解是基于空化理论和自由基理论[10,11]。(1)空化理论超声波对有机物的降解不是直接的声波作用,而是和液体中产生的空化气泡的崩灭有密切关系,其动力来源是声空化；(2)自由基理论在空化作用产生的高温、高压下,水分子裂解产生自由基。自由基由于含有未配对电子,所以其性质活泼,很容易进一步反应成为稳定分子。对超声波降解聚合物主要在聚合物解聚上,其降解机理如前所述,主链被

空化作用产生的高温高压环境以及水力剪切力作用而断裂,形成自由基,自由基之间相互反应形成新的化合物。

3.结语

油田采出水处理技术在油田的持续高产稳产、保护生态环境等诸多方面发挥着重要作用。上述所介绍新技术中,有的正处于试验阶段,有的已经得到应用,并都取得了良好的效果。但是,要解决好油田污水处理难题,仍需开展大量工作。将采出水处理达标后回注于油层,不仅可以回收水中的原油,实现水的循环利用,减少环境污染,而且节约大量的淡水资源,具有显著的经济效益和社会效益。

【参考文献】

［１］李士奎，等.大庆油田三元复合驱试验效果评价[j].石油学报.2005,26(3):46-60.

［２］曹振坤.三元复合驱采出水处理技术研究项目.设计院座谈会研讨材料,2011，1.

［３］王景良. asp 复合驱机理的研究与展望[j]. 国外油气田