油田污水处理伴生含油污泥回收利用技术 4页

第30卷第1期油田化学V0l_30No．12013年3月25日OilfieldChemistry25March，2013文章编号：1000．4092(2013)01．119．04油田污水处理伴生含油污泥回收利用技术孙玉青，陈渊，高申领，李新丹，田旭(1．中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院，河南南阳473132；2．中国石化河南石油勘探局钻井工程公司，河南南阳473132)摘要：河南油田污水处理过程中伴生的含油污泥含水35．08％、油29．06％、泥质35．86％、150目筛余率4．21％，外观为黑硬膏状。油田含油污泥固相主要是由不同粒径的砂子和黏土组成的泥质颗粒，占97．45％，粒径小于63m的颗粒占84．02％，泥质粒径细小且分布集中。以油田含油污泥为主要原料，加入0．20％"--0．25％JHW—l悬浮剂、0．3％～0．4％FSJ．1分散剂、2．5％"-4．0％NT．1固化剂，得到油水井深部液流转向剂。实验表明，该液流转向剂浆体稳定、注入性好、强度较高(突破压力梯度大于0．28MPa／cm)，封堵率为88．2％~--95．6％，且成本低廉适合大剂量深部注入。双管并联岩心实验表明，液流转向剂调剖后，低渗、高渗岩心的水驱采收率分别增加25．73％和17．1l％。在河南油田现场应用56口井，措施井启动压力增加、吸水指数降低、注水压力上升、吸水剖面得到改善，共消耗含油污泥105118m，累计增油17369t，降水90000m，增油、降水效果明显。图1表7参5关键词：含油污泥；污水；液流转向剂；采收率；回收；河南油田中图分类号：TE992．3文献标识码：A油田污水处理过程中伴生大量的含油污泥，呈博塑化实业有限公司；NT-1固化剂，工业品，天津希黑色黏稠浆状，采取露天堆放或坑埋，污染土壤、空恩思生化科技有限公司；氯化铵，工业品；西30x1000气和地下水源，危害环境和居民健康，并存在诱发(mm)不锈钢填砂管2根；石英砂，8O～100目；河南燃烧和爆炸等安全隐患⋯。含油污泥无公害处理成油田双河联合站含油污泥；河南油田双河联合站污为近年来研究的重点，污泥无害化处理技术包括堆水，碳酸氢钠型，矿化度6000～9000mg／L；地下原肥法、生物反应器处理、固化处理、高温处理等乜]。油取自河南油田魏岗四区V块；柴油，工业品，河南河南油田每年产出含油污泥近5×10m。由于含油油田精蜡厂。污泥量大，外排对周围环境造成严重污染，长时间Coulter激光粒度仪，贝克曼库尔特商贸(中国)存于污水处理罐中造成污水水质变差，加大污水处有限公司；SNB一2数字旋转黏度计，上海精天电子仪理难度且污染注入水口。针对含油污泥产于地层、器有限公司；维卡仪，中德伟业仪器设备有限公司；与油层有着良好配伍性等有利条件，研制了以油田岩心流动实验装置，自制；JB2000一D电动搅拌器，含油污泥为主要原料的深部液流转向剂。上海羽通仪器仪表厂。1．2实验方法1实验部分(1)液流转向剂浆体的配制在1000毫升烧杯1．1材料与仪器中加入300mL水，在搅拌下缓慢加入计算量的JHW-1悬浮剂，高分子聚合物，正力聚合物科NT-1固化剂、其他助剂及含油污泥，继续搅拌至浆技有限公司；FSJ一1分散剂，非离子表面活性剂，淄料充分分散混匀后备用。收稿日期：2011-12—19；修改日期：2012。03．19。基金项目：中国石化科技攻关项目“双河油田开发后期提高采收率技术综合应用研究”(项目编号P07067)。作者简介：孙玉青(1985一)，女，助理工程师，中国石油大学(华东)油气田开发工程专业硕士(2011)，从事提高采收率与采油化学方面的科研工作，通讯地址：473132河南省南阳市宛城区河南油田石油工程技术研究院，电话：O377—63833042，E—mail：syq198506@163．com。\n120油田化学2013生(2)悬浮剂筛选在200毫升量筒中加入液流转向2．1．2污泥粒度分布剂浆体100mL，在其他助剂量不变的情况下，改变将油田含油污泥经脱油、脱水后过标准筛，用JHW-1型悬浮剂的加量。配制完成后，启动秒表计时，激光粒度仪测量粒度，结果如图1所示。油田含油量筒上部开始有水析出的时间为开始分层时间；当析污泥固相主要是由不同粒径的砂子和黏土组成的出水体积不再增加时的时间为颗粒全部沉降时间。泥质颗粒，占97．45％，粒径小于63岬的颗粒占(3)固化剂筛选在含油污泥及其他助剂量不变的84．02％，泥质粒径细小且分布集中，为含油污泥的情况下，改变NT-1固化剂的加量。将配制均匀的液流活性处理和以其为主要原料研制油田深部液流转转向剂浆体50mL倒入测试模具中，密封后放置在向剂奠定了物质基础。60℃烘箱中J匣温固化24h，用维卡仪测试其针人度。60(4)突破压力(P0)和封堵率(％)的测定将制备}950好的填砂管连人岩心流动试验装置，启动平流泵向40已饱和水的填砂管中正向驱替氯化铵水溶液，泵压30稳定后，每隔5min测一次水相渗透率，至少测5次，2o1取平均值作为填砂管的水相渗透率。向上述填．lO砂管内反向挤注液流转向剂浆料后，上紧填砂管两㈣lIl．6●．I2o端阀门，在80％恒温水浴中恒温固化5d，连人岩心l【l1—500500-25025O—l25l25—6363—3232—4<4粗砂巾砂细砂檄细砂村1粉砂细粉砂黏上流动试验装置，正向挤注氯化铵水溶液，先以0．05粒径／mMPa／min的速度升压至1MPa，后以0．1MPa／min继图1双河联合站含油污泥组分粒径分布续升压，出口端流出第一滴液体时入口端的压力即为突破压力P0。继续正向挤注氯化铵水溶液，泵压2．2含油污泥液流转向剂配方稳定后，按测量的方法，测量堵后水相渗透率2．2．1悬浮剂。按(一K。)／Ko~100％计算封堵率。悬浮剂的作用是悬浮含油污泥中的固体颗粒，(5)液流转向实验将地下原油和柴油按一定延长悬浮时间，提高可泵性能。通过对多种悬浮剂配比混合得到模拟原油，控制其在55cI=下的表观黏的物性分析，选出JHW-1型悬浮剂，其加量对沉降度为40～50mPa·S。将双管并联人工岩心饱和模速度的影响见表1。由表可见，随悬浮剂用量的增拟原油，55~C下平衡24h后，用双河联合站污水进行加，液流转向剂体系黏度逐渐增大，分层时间延长，水驱，观察出液和出油情况。驱替至产出液综合含减缓了固体颗粒的沉降速度。从施工的技术要求水98％时，改注0．25PV含油污泥液流转向剂，再水看，沉降时间控制在150min已满足要求，故悬浮剂驱至含水98％，注入速度均为0．5mL／min。加量为0．20％～0．25％。表1JHW．1悬浮剂对含油污泥液流转向剂性能的影响2结果与讨论2．1污泥组成及粒度分布2．1．1污泥组成油田污水处理过程中，油罐、缓冲沉降罐和储水罐底部逐渐形成一层黑色黏稠的膏状物，含水35．08％、油29．06％、泥质35．86％、150目筛余率4．21％。含油污泥主要由水、污油及泥质(黏土、粉砂)和蜡质等组成。由于油田开发过程中在采取酸化增注、调剖堵水及聚合物驱等增产措施时使用了2．2．2分散剂各种化学剂，含油污泥中含有各种残余的化学剂，分散剂的主要作用是拆散由凝聚作用形成的其活性较高，故含油污泥又常称作活性污油泥。污泥聚集结构，使固体颗粒和油更好地分散于水\n第30卷第1期孙玉青，陈渊，高申领等：油田污水处理伴生含油污泥回收利用技术121中；同时起到表面活性剂的作用，在液珠的液一液界具有较高的封堵强度，封堵率为88．2％～95．6％，堵面吸附，产生有一定强度的保护膜，大大降低界面塞效果较好，可以用于高渗透层封堵。张力，消除油水界面，从而形成均一、稳定的乳状表4含油污泥液流转向剂封堵性能液。实验优选出FSJ．1分散剂，其加量对含油污泥的分散效果如表2所示。由表可知，FSJ．1的加量若低于0．2％，形成的污泥悬浮液分层速度快，析水量大，黏度高，浆体稳定性和注人性差。随着FSJ．1加量的增大，含油污泥悬浮液的沉降时间增至600min，分层速度降低，析水量降至8mL，流体黏度也降至30mPa·S以下，浆体稳定性和注入性均较好。FSJ．1的最佳加量为0．3％～0．4％。2．4含油污泥液流转向剂模拟驱油效果由表5可见，调剖后，低渗、高渗岩心的水驱采表2FSJ．1分散剂对含油污泥液流转向剂性能的影响收率分别增加25．73％和17．1l％，有效封堵高渗透层，动用中低渗透层段，该液流转向剂的调剖效果较好。表5含油污泥液流转向剂模拟驱油实验结果岩心长·水相渗透率_孑L隙度含油饱和度水驱采收率，％／cm／10-pm／％／％调剖前调剖后增加2．2．3固化剂岩心直径2．50cm。含油污泥为颗粒型沉淀物，固结强度低，需借助固化剂以提高封堵强度。针对含油污泥特性和2．5现场试验深部调剖对强度的要求，筛选出含油污泥专用固化在河南油田56口井应用含油污泥深部液流转剂NT-1，实验结果表3。由表可见，随着NT-1固化向剂，结果表明，可有效提高注入井启动压力，明显剂量的增加，维卡针入度逐渐减小，强度逐渐增改善注水井吸液剖面，措施井增油、降水效果明显，加。综合考虑成本及现场要求等因素，固化剂用量是特高含水开采期进一步扩大注入水波及体积和以2．5％～4．0％为宜。改善水驱开发效果的有效方法。表3NT-1固化剂对含油污泥液流转向剂强度的影响2．5．1措施井启动压力和吸水指数措施井经含油污泥液流转向剂深部调剖后，启动压力增加，吸水指数降低，见表6。表6调剖区块施工前后的启动压力和吸水指数启动压力IMPa吸水指数，mdMPa区块调剖前调剖后增加调剖前调剖后降低2．3含油污泥液流转向剂封堵性能采用双砂管物理模拟实验装置，测试活化后的含油污泥液流转向剂的封堵性能，结果见表4。由表可见，谚流转向剂突磁蚴梯度于0．28MPa／cm，\n122油田化学2013丘2．5．2措施井注水压力和日注水量3结论由表7可见，与调剖措施前相比，试验区块注水研制的含油污泥深部液流转向剂以油田含油压力上升，13注水量降低，表明措施井吸水剖面得污泥为主要原料，其浆体稳定、注人性好、强度较到明显改善，扩大了注入水波及体积。高、封堵性能较好，且成本低廉适合大剂量深部注表7含油污泥调剖区块措施前后的注水压力变化人。可有效改善注人井吸水剖面和水驱波及体积，增油降水效果明显，是油田特高含水开采期进一步改善开发效果的有效方法。该技术应用过程中可消耗大量油田伴生含油污泥废料，减少了环境污安棚主体区8．O812．634．5596．088．08．0染，降低了含油污泥固化费用，解决了含油污泥污下二门H2lV油组11．3012．080．78148．5148．20．3染环境和处理难题，实现“变废为宝”，为油田含油魏岗四区v块10．4012．572．1775．074．01．0污泥无害化处理提供了新的途径。下-(1H2Ⅲ油组7．5O13．8O6．3059．059．00参考文献：2．5．3对应油井增油降水效果[1]刘晓娟，刘静，张宁生，等．油气田污泥无害化处理途径探讨[J]．油气田环境保护，2004，14(2)：32—35．将含油污泥深部液流转向剂在河南油田现场[2]赵玉鹏，李性伟，吴大军，等．油田采出液中含油污泥无害化处应用56井次，累计消耗含油污泥105118m，措施井理研究[J]．石油规划设计，1999，10(2)：29—31．累计增油17369t，降水90000rn。，增油降水效果明[3]杨帅强，王会．含有污泥无害化处理技术研究进展[J]．广东化显。此外，含油污泥液流转向剂耗用大量的含油污工，2010，37(1)：87—90．泥工业废弃物，解决了含油污泥污染环境和处理难[4]李丹梅，王艳霞，余庆中，等．含油污泥调剖技术的研究与应用题，经济效益和社会效益显著。IJ]．石油钻采工艺，2003，25(3)：74—76．[5]唐金龙，杜新勇，郝志勇，等．含油污泥调剖技术研究及应用[J]．钻采工艺，2004，27(3)：86—87．ReutilizationTechnologyofAssociatedOilySludgeinOilfieldSewageDisposalSUNYu-Qing，CHENYuan，GAOShen—Ling，LIXin—Dan’，TIANXu。(J．ResearchInstituteofPetroleumEngineeringandTechnology,HenanOieldBranchCompany,Sinopec，Nanyang,Henan473132，PRofChina；2．DrillingEngineeringCompany,HenanPetroleumExplorationBureau，Sinopec，Nanyang,Henan473132，PRofChina)Abstract：BlackpasteofoilysludgeintheprocessofsewagetreatmentinHenanoilfieldwasanalyzed，whichconsistedof35．08％water，29．06％oil，35．86％argillaceousand4．12％sieverateof150mesh．Thesolidphaseofoilysludgewascomposedofargillaceousparticlessuchassandandclaywithdifferentparticlesize，accountingfor97．45％，particlesizesmallerthan63txmaccountedfor84．02％．Theargillaceousparticlesizewasfineanddistributionwasconcentrated．Thedeepfluiddiversionagentwiththemainmaterialofoilfieldoilysludgewasdeveloped，whichincluded0．20％—．25％JHW一1suspension，0．3％—．4％FSJ-1dispersant，2．5％—_4．0％NT一1curingagent．Theexperimentresultsshowedthattheslurryhadagoodstability．pourednature．higherstrength(thebreakthroughpressuregradient>0．28MPdcm)88．2％一95．6％corepluggingrate，andlowcostwhichwassuitableforlargescaleofdeepinjection．Doubleparallelsandpipesexperimentresultsshowedthatthewaterfloodingrecoveryofhypotonicandhypertoniecoreincreasedby25．73％and17．11％respectivelyafterfluiddiversionagentprofilecontro1．Theagentwasusedin56wellsinHenanoilfieldwithoilysludgeconsumptionof105118m，cumulativeoilincrementof17369tandwatercutdecreaseof90000m．Theapplicationshowedthatthestartingpressureofmeasurewellsincreased，waterabsorptionindexlowered，waterinjectionpressurerose，andwaterinjectionprofileimproved．Thepiloteffectsofincreasingoilproductionanddecreasingwatercutwereobvious．Keywords：oilysludge；sewage；fluiddiversionagent；recovery；recycling；Henanoil!fields