含聚合物的采出液处理技术研究

含聚合物的采出液处理技术研究
随着海外河油田“2+3”采油技术大面积应用，含聚合物（聚丙烯酰胺）污水大量产出。

含聚污水具有粘度大、含油多、乳化稳定的特点，传统的污水处理方法及设施难以使污水处理达到油田注水的水质标准。

通过应用高效的油水分离工艺和药剂，从前段油水分离后的污水除油工艺人手，可有效回收含聚合物脱出水中的原油，降低后段污水处理的难度，实现对含聚合物污水的有效处理。

标签：聚合物；污水处理；微生物；MBR；海外河油田
随着聚合物驱油技术的发展，含聚合物采出水的处理问题已经成为化学驱油的技术难题之一。

海外河油田地面系统处理含聚合物采出液量已达1.2×104m3/d。

注聚合物开发对油田地面集输系统的最大影响是联合站脱出污水的悬浮物含量增大。

海一联合站中的油站平均来水悬浮物含量为2028mg/L，污水站进站水质的恶化严重影响了污水处理系统的运行效果。

1 存在问题
与油田常规水驱的回注污水相比，聚合物驱具有采出水粘度高、油水乳化严重、携带固体悬浮物能力强、油滴和固体颗粒上浮或下沉阻力大、对化学处理剂的吸附损耗严重等特点。

目前普遍采用的“自然沉降一混凝沉降一过滤”处理工艺整体处理效率降低，已不适应含聚合物污水处理的需要。

主要表现在4个方面：
①污水沉降分离时间增加。

通常重力沉降污水处理工艺的一次自然沉降设计时间为3～4h，二次混凝沉降时间为2～3h；
②净化剂投加量增大。

现场应用表明，常规的聚合铝混凝剂、聚丙烯酞胺絮凝剂可以满足含聚合物污水的净化要求，但由于阴离子型聚合物的存在，严重降低了絮凝剂的使用效果，使絮凝作用变差，大大增加了药剂的用量，药剂投加量较常规采出水成倍地增加；
③絮凝沉淀后产生的污泥量增大。

由于被处理污水中油、悬浮物含量高，药剂投加量增大，混凝反应后形成的污泥量相应增大，同时，形成的污泥含油量高，脱水困难；
④污油回收品质下降，影响了脱水器的正常生产。

2 矿场试验
2.1聚合物驱采出液破乳综合处理剂的研制
研制了适合聚合物含量大于50mg/L的聚合物驱采出液系列破乳综合处理剂，该药剂既可破坏W/O型乳状液，又可破坏O/W型乳状液。

在联合站进行了现场应用试验。

在20℃下，原油密度为0.9658g/cm3，处理液量为17000m3/d，采出液平均聚合物含量为200mg/L。

油井来液首先进人油气分离器进行气液分离。

分离后的油水进分队计量装置进行分队计量，然后进一次沉降罐进行油水分离，分离的污水进人污水站，低含水原油进二次沉降罐，提升加热后进入脱水器脱水，最后进好油罐外输。

2.2 高效聚结三相分离工艺
选择适合的聚结材料通过聚结使油珠聚并，改变原油颗粒的分布状况更易于重力分离。

因此，针对含聚合物采出液乳化严重、乳状液异常稳定、油水不易分离的难题，在原油脱水处理工艺方面，研制了高效聚结三相分离器。

该分离器在进口端设有预分离筒，采用螺旋流道等结构，利用旋流预分离技术，使油气实现预分离；设备内部有微涡迷宫式整流器、防砂波纹板聚结填料、斜板分离填料等，可提高油水分离效果，以期在设备内同时实现原油脱水和污水净化。

来液在设备内的停留时间为30-40min。

2.3 聚结气浮处理工艺
为解决含聚合物污水处理药剂（反相破乳剂、混凝剂、絮凝剂等水质净化剂）成本高的问题，在强化原油脱水药剂和工艺的同时，形成了在不加药剂的情况下将填料聚结和加压溶气气浮相结合的聚结气浮除油技术，去除含聚合物污水中的原油。

污水经过亲油聚结填料时，材料表面的聚结性能使分散小油珠聚并，并借助气浮形成的微小气泡携带油珠上浮、分离。

试验装置内部由预处理槽、一次处理槽、二次处理槽和出水缓冲槽等4个部分组成。

第1个槽为预处理槽，主要功能是针对含油污水含油量高的情况（5000-10000mg/L），进行必要的预处理，内部不设填料。

第2、第3个槽分别为为一、二次气浮槽，内部设有除油填料，并结合溶气气浮进一步分离油珠和悬浮物。

第4个槽为出水缓冲槽，通过2次加压气浮后的水进人出水缓冲槽，进一步沉淀输出。

聚结气浮段的停留时间为20-30min，循环水量为20%一30%，气液混合比分10：10。

3 结论
①通过应用高效的油水分离工艺和药剂，从前段油水分离后的污水除油工艺人手，可有效回收含聚合物脱出水中的原油，降低后段污水处理的难度，实现对含聚合物污水的有效处理。

②传统的自然沉降和混凝沉降处理含聚合物采出水时效果差，处理成本高。

聚结气浮除油技术在不投加化学药剂的情况下，利用特殊亲油材料表面的聚结特性使细小油珠聚并，借助气泡的浮升作用加快油水分离，其除油效果好，污油可有效回收，是含聚合物污水处理的首选技术。

③在含聚合物污水处理流程的设计上采取“先除油、再除悬浮物”的路线，采用不加或少加化学药剂的工艺实现油水分离。

后段可使用化学絮凝气浮技术进一步除去悬浮物和聚合物，水处理药剂费用与常规采出水持平。

李俊杞（1987- ），男，辽宁盘锦人，工程师，2010年毕业于长江大学地质学专业，获得理学学士学位，2013年畢业于长江大学岩石学、矿物学、矿床学专业，获得理学硕士学位，现在辽河油田金海采油厂从事采油（气）管理工作。