含油污泥深度調(diào)剖劑的研制及應(yīng)用

1、含油污泥深度調(diào)剖劑的研制及應(yīng)用第 32 卷第 6 期石油與天然氣化工 381 含油污泥深度調(diào)剖劑的研制及應(yīng)用 沈光偉（遼河油田興隆臺(tái)采油廠 ） 摘要在分析了油田采出液水處理過程中含油污泥組分和粒徑的基礎(chǔ)上,開發(fā)研制了以含油污泥體系為主要原料并添加適當(dāng)化學(xué)助劑為輔加劑的含油污泥深度調(diào)剖劑 .綜合性能評(píng)價(jià)實(shí) 驗(yàn)結(jié)果表明 : 該調(diào)剖劑具有較好的熱穩(wěn)定性,抗剪切及抗污染能力 .封堵性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 :該調(diào)剖劑巖心封堵率為 95%以上,突破壓力高達(dá) 7.5MPa 以上 ,具有較高的封堵強(qiáng)度 .現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明 :截至 2002 年7月.興 212 斷塊已累計(jì)增產(chǎn)油氣當(dāng)量3500t，降水 20000m3,

2、獲得直接經(jīng)濟(jì)效益168 萬元投入產(chǎn)出比達(dá) 1:2.3 隨之也徹底處理掉了遼河油田興一聯(lián)和興二聯(lián)積存含油污泥2100m3.該技術(shù)不僅有效地解決了含油污泥外排造成的環(huán)境污染問題,也為油田綜合治理 ,降低生產(chǎn)成本提供了一項(xiàng)新的技術(shù)措施,具有一定的應(yīng)用價(jià)值 主題詞活性污泥深度調(diào)剖劑性能評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益 油田采出液經(jīng)脫水處理后就形成了凈化油和油田污水而油田污水在再生處理過程中，在立式除油罐，緩沖沉降罐和儲(chǔ)水罐底部逐漸形成一層黑色粘稠液體 即含油污泥 由于含有殘余的油田增產(chǎn)，原油化學(xué)破乳，采出水處理等措施的添加劑，這種污泥具有一定的 活性,因此稱之為活性污泥 LIJ.近年來，遼河油田地下含水上

3、升，制約了油田穩(wěn) 產(chǎn).為改善注水開發(fā)效果，科研人員研制出以化學(xué)藥 劑調(diào)剖為主的綜合治理技術(shù)，但受地層高溫，高礦化度 的影響，效果差，且施工成本高 與此同時(shí)，油田注采 系統(tǒng)各個(gè)污水處理站產(chǎn)生的污泥也越來越多，如何妥善處置避免其污染環(huán)境，又成為必須解決的新課題 鑒此，活性污泥深度調(diào)剖劑的研究對(duì)于遼河油田 的含油污泥問題具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于石油開采的低成本高產(chǎn)出具有較為深遠(yuǎn)的意義同時(shí)，該技術(shù)的實(shí)施不僅可以在一定程度上解決含油污泥的污染問題 有利于環(huán)保，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了廢物再利用，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 1 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)部分【 4 一】室內(nèi)的試驗(yàn)工作主要包括含油污泥測(cè)試,配方研制及優(yōu)化以及巖心封堵率實(shí)

4、驗(yàn)等 .1.1 含油污泥組分分析 含油污泥樣采自興一聯(lián)污水池 ,1 號(hào)樣采自上部 , 2 號(hào)樣采自底部 .1.1.1 組分分析 測(cè)試方法 :將樣品充分搖勻后 ,稱取一定量的樣 品 ,置于蒸餾瓶中密封 ,接冷凝管 ,用酒精燈加熱蒸餾 , 并在冷凝管出口收集餾出的水分至無餾出水后,用石油醚和丙酮的混合液洗滌蒸餾瓶中的殘余物,用砂芯漏斗過濾 ,并反復(fù)用混合液洗滌至漏斗中的殘余物不 含油為止 ,然后將砂芯漏斗連同殘余物烘干 ,稱量 .測(cè) 試結(jié)果見表 1.表 1 含油污泥成分分析數(shù)據(jù)對(duì)照 樣品含水含油含泥 pH 粘度泥樣編號(hào) 來源g.%s,%O,I.%t（mPa?s）外觀 1 興一聯(lián) 72.1512.4

5、115.4474.1 棕色粉末 2 興一聯(lián) 43.0325.422l55780.12 棕色粉末1.1.2 泥質(zhì)顆粒粒徑分布測(cè)試 測(cè)試方法 :將上述實(shí)驗(yàn)中分離出的樣品 ,用標(biāo)準(zhǔn)篩 篩分,結(jié)果見表 2.表 2 泥樣粒徑測(cè)試數(shù)據(jù)比較 （2 號(hào)樣含砂 ）粒徑范圍 ,>20O20o 一 18o18016O16O 一 1401 柏一 120<12o 含量興一聯(lián)185.0710213.201.18O.15O.08g.%興一聯(lián) 281.1O6.072.164.532.o94.051.1.3 油份物性測(cè)試 測(cè)試方法 :將徹底脫水后含油污泥樣品 ,逐漸升溫 加熱,測(cè)得不同溫度條件下的粘度 （圖 1）.

6、1.2 活性污泥調(diào)剖劑配方研究1.2.1 懸浮劑 XFJ 的確定在常溫下，將 50g 含油污泥倒入 250mL 懸浮劑溶 液中,使固相顆粒含量在 10%一 15%,攪拌1030rain含油污泥深度調(diào)剖劑的研制及應(yīng)用后，取 30mL 放入帶刻度的試管中靜置，觀察記錄油 水及固體顆粒的分層時(shí)間 （見表 3）.裹 3 含油污泥在懸浮劑中的懸浮情況污泥固含懸浮劑劉 J 粘度開始分層顆粒全部沉序號(hào) 量”咧幡人量，g,9（mPa?時(shí)間,rain 降時(shí)間,min112015.8731212O.1043.22075312O.1547.132112412O.2052.241145512O.2556.149181

7、612O.3O64.450216712O.3569.5582588120.4075.469291912O.4578.275335泣 :配方中固相添加劑為濰坊鈉土.試驗(yàn)結(jié)果表明 ,所用的懸浮劑 XFJ 對(duì)含油污泥具 有良好的懸浮作用 ,能延長(zhǎng)油 ,水和固體顆粒的分層時(shí) 間 ,而且也減緩了固體顆粒的沉降速度,XFJ 的用量為0.20%一 0.30%為宜 .1.2.2 添加劑的確定 為了降低含油污泥調(diào)剖劑的界面張力,防止形成油 ,泥,水聚集體 ,使含油污泥調(diào)剖劑形成均勻穩(wěn)定的 分散液 .配制時(shí)應(yīng)攪拌均勻并殺滅 SRB 與 TGB菌 . 因此 ,試驗(yàn)中必須加入一種添加劑以達(dá)到這一目的.我們?cè)谑覂?nèi)篩選復(fù)

8、配了幾種活性劑的復(fù)配物,最終確定了一種添加劑 FL. 結(jié)果見表 4.裹 4 添加劑 FL 用對(duì)污泥的懸浮及殺菌性能FL 用量固含量沉降時(shí)間 SRBTGB 序號(hào)g.%g.%（min 個(gè)/mL）（個(gè)/mL）101214520.11214830.212152508040.31216305050.412181 0O2O泣:配方中使用懸浮荊的g為 0.20%，固體顆粒為濰坊鈉 土.由試驗(yàn)結(jié)果看出，添加劑的加入不僅改變了油，泥，水的凝聚狀態(tài)，而且減緩了顆粒的沉降速度，并且在配制攪拌時(shí)，含油污泥易于分散并有效地殺滅了SRB 與 TGB 菌.FL 用量在 0.30% 0.40%為宜.1.2.3 增強(qiáng)劑 ZQJ

9、 的確定 堵塞強(qiáng)度是調(diào)剖劑一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo) .配方試 驗(yàn)就含油污泥，懸浮 XFJ用量 0.25%，添加劑 FL 用量 0.35%這一體系，在 6oC條件下，進(jìn)行了不同種類及 用量的增強(qiáng)劑篩選 （見表 5）.裹 5 增強(qiáng)劑及用 對(duì)含油污泥調(diào)翻劑的影響名稱濃度，%維卡儀指針插入深度，叫現(xiàn)象 空白松散，強(qiáng)度差1 .028 松散，強(qiáng)度較差zQJ 一 12.023 強(qiáng)度較好3.020 強(qiáng)度較好1.019 強(qiáng)度較好 zQj 一 22.09 強(qiáng)度好3.05 強(qiáng)度好 試驗(yàn)結(jié)果說明 ,增強(qiáng)劑的加入使含油污泥深部調(diào)剖劑的強(qiáng)度得到了顯著提高因此選用 zQJ 2 作為 增強(qiáng)劑 ,其用量以 2.0%3.0%為宜 .1

10、.2.4 封堵強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) L6J 將普通白石英粉用分析篩分成 0.120.15,0.15 0.25,0.250.35mm 三個(gè)粒徑范圍 ,洗凈,烘干,按 不同配比裝入內(nèi)徑 25mm, 長(zhǎng) 100mm 的不銹鋼巖心筒 中,制成具有不同滲透率的人造巖芯 .實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果 見表 6.裹 6 活性污泥調(diào)翻劑巖慈驅(qū)警實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 巖芯堵前滲透率堵后滲透率堵塞率突破壓力編號(hào)()()()(劉 P8)11.2247O.056195.427.5121.18640.049095.867.7230.9451O.035296.287.984O.5348O.O18996.468.14由表 6 可看出 :活性污泥調(diào)剖劑封堵率均大

11、于 95%,突破壓力較高 ,達(dá) 7.5MPa 以上,能滿足注水井 調(diào)剖的需要 .2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)部分2.1 興 212 斷塊的基本情況興 212 斷塊為一斷鼻構(gòu)造 ,被 3 條斷層所夾持 ,具 兩翼不對(duì)稱 ,東陡西緩的特點(diǎn) .含油氣面積約為1.12 km2，產(chǎn)油層位為 si 下地質(zhì)儲(chǔ)量約 325X04t,原始可第 32 卷第 6 期石油與天然氣化工 383采儲(chǔ)量 175.5X104t.該斷塊于 1973 年 5 月投入開發(fā)，1975 年 8 月開始注水，平均井距 320m,平均日產(chǎn)油36.5t,日產(chǎn)液 775.5m3,綜合含水 95.3%,全區(qū)已處于 高含水開采階段 2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況2001

12、年 7 月至 8 月,在興 212 斷塊的 4 口注水井 實(shí)施了注乳化含油污泥整體調(diào)剖,前后共 4JD天,注入量為 7000m3.在施工結(jié)束一個(gè)月后，整個(gè)斷塊的采 油井普遍開始見效 ,試驗(yàn)基本達(dá)到了預(yù)期的效果 .2.3 效果分析2.3.1 注水井吸水剖面得到了全面調(diào)整措施前后 3 口注水井吸水剖面資料證實(shí) ,各井吸 水剖面通過此次試驗(yàn)都得到了全面調(diào)整 ,原主要吸水 層段普遍得到了很好的控制.措施后各注水井在注入量基本保持不變的前提下 ,井口生產(chǎn)壓力有所增加 ,在 新壓力條件下 ,一些原來吸水量很低甚至不吸水的層段 ,成為了主要吸水層 .以興 156 井為例分析調(diào)剖效果 .該井原主要吸水 層段為

13、 29 號(hào)層 ,相對(duì)吸液量為 42.1%,措施后下降為 1.6%,原相對(duì)液量為 2.8%的 3132 號(hào)層 ,措施后提 高到 33.2%. 其它層也有相應(yīng)變化 (表 7).衰 7 興 156 并同位素吸水剖面資料 調(diào)剖前相對(duì)吸水量 ,% 調(diào)剖后相對(duì)吸水量 ,%層號(hào) 測(cè)試日期 :2001.6.18 測(cè)試日期 :2001.9.10 26O4.827l3.53.52810.2O.82942.11.63025.547.231.322.833.2343.48.437.382.5O.52.3.2 對(duì)應(yīng)油井陸續(xù)見效 表現(xiàn)為油氣當(dāng)量產(chǎn)量上升 ,產(chǎn)水量和含水量下降 , 采油曲線明顯趨于平緩 ,綜合遞減率得到了有

14、效控制 興 212 斷塊相關(guān)可受益井達(dá) l1 口 .2.3.3 區(qū)塊整體增產(chǎn)效益明顯調(diào)剖后初期 ,區(qū)塊日產(chǎn)油量小幅上升 ,日產(chǎn)氣量上 升幅度較大 .兩個(gè)月后 ,日產(chǎn)油量小幅回落 ,日產(chǎn)氣量 繼續(xù)保持上升或平穩(wěn)回升 ,含水整體上穩(wěn)中有降 .2.4 經(jīng)濟(jì)效益分析深度調(diào)剖試驗(yàn) ,有效地控制了興 212 斷塊的遞減 并有望獲得較長(zhǎng)的有效期 ,據(jù)統(tǒng)計(jì) ,截至 2002 年 7月 份,增產(chǎn)油氣當(dāng)量 3500t,降水 20ooom3,獲得的經(jīng)濟(jì) 效益為 :增油直接效益 :0.0723x104 元 /tx3500t:253.05x104 元;減水直接效益 0002x104 元/m3 20000m3=40 x1

15、04 元;節(jié)支間接效益 :l0.5xl04 元(僅計(jì)算 減少含油污泥補(bǔ)償費(fèi)用的支出 ,其它未計(jì) ).總計(jì)為303.55x104 元.此次措施費(fèi)用總投入 134.77 萬元 . 投入產(chǎn)出比達(dá)到 1-2.3.3 結(jié)論通過大量的室內(nèi)實(shí)驗(yàn) ,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析 ,可得 到以下結(jié)論 :(1 )以含油污泥為主要原料并輔助加入其它添加 劑配制含油污泥調(diào)剖劑是可行的 .(2) 研制的深度調(diào)剖劑具有較好封堵能力 ,封堵 率達(dá)到 95%以上,突破壓力達(dá)到 7.5MPa 以上 .(3) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明 ,應(yīng)用污泥調(diào)剖劑可以有效地 控制注入水沿次生大孔道竄流的發(fā)生 ,提高注入水的利用率 ,在一定程度上擴(kuò)大了水驅(qū)波及體積

16、系數(shù),從而獲得良好的 ”控水穩(wěn)油 ”效果 ,取得了較明顯的增油效 果 ,經(jīng)濟(jì)效益明顯 .(4)用含油污泥作為調(diào)剖劑不僅為油田污泥的再 生利用找到有效途徑 ,而且也為油田綜合治理 ,降低生 產(chǎn)成本提供了一項(xiàng)技術(shù)措施;同時(shí)為含油污泥的無侵害處理提供了一條新途徑 .參考文獻(xiàn)1 巨登峰,林金浩，譚哲峰等皿一n臺(tái)油污泥深部調(diào)剖劑的研究與 應(yīng)用 J. 鉆采工藝 ,2ooo.23(2):57 592JohnD.Winter,JamesE.Myers,W flliamR.Proces 目 brmgoily蛐.geaxmaont,Texacolnc.,White 蹦 m,N.Y.US5207912,May4, 19933ShinidaiNakamura,KunihikoFukuzuka.UNollablelndiafiltrationwithsubsequeatfoldingandpressingofmdi4.Orang,Co.,Ltd.,Osaka(JP), us62419oo,Jun5,2OOl4 裒洪祥.姚紅星,趙文龍等.罐底污泥調(diào)剖工藝技術(shù)J.石油