孤东油田水处理剂评价及应用 72页

中图分类号：TE869单位代码：10425学号：G1106036孤东油田水处理剂评价及应用GuDongoilfieldwatertreatmentagentevaluationandapplication学科专业：石油与天然气工程研究方向：油气储运工程作者姓名：吴斌贤指导教师：李玉星教授现场导师：刘友华高级工程师二〇一五年五月\nGuDongoilfieldwatertreatmentagentevaluationandapplicationAThesisSubmittedfortheDegreeofEngineeringMasterCandidate：WuBinxianSupervisor：ProfessorLiYuxingSeniorEngineerLiuYouhuaCollegeofPipelineAndCivilEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)\n\n摘要孤东油田地层性质和原油性质都比较复杂。为了稳定原油产量，油田开发和应用了许多新的采油技术和提高采收率方法。新的采油技术的实施为油田的稳产、高产打下了良好的基础，但以上各种措施多采用化学的方法，当各种化学剂注入地层后，使得油水的组成和性质变得更加复杂，原油中非烃化合物及金属、杂原子含量增加，增加了原油脱水的难度，最终影响水质和注水效果。同时由于注入水中各种药剂的相互作用，使聚合物发生降解，影响了聚合物溶液的粘度，致使聚合物驱效果大大下降。由于水质的影响，部分注水井发生堵塞现象，至使注水压力升高，吸水指数下降，注水效果减弱。目前从水质监测结果来看，孤东油田六个注水站的水质指标都没有达到所对应区块要求的标准，特别是悬浮固相颗粒含量、污油含量、细菌含量、腐蚀率严重超标。因此，水质改善已成为急需解决的问题。本文针对孤东油田注水系统的生产特点，分析各项水质指标在目前生产条件下未能达标的原因，在此基础上从制定出来的水质指标出发，结合目前现场水处理化学药剂应用情况以及国内外水处理化学药剂应用情况，进行注水系统水质改善化学药剂评价及优化，最终制定出不同联合站达到不同水质指标要进行的水处理化学药剂应用方案。关键字：化学剂；注水效果；水质改善；药剂评价；应用方案；\nAThesisSubmittedfortheDegreeofEngineeringMaster(CollegeofPipelineAndCivilEngineering)WuBinxian(Petroleumandnaturalgasengineering)DirectedbyProfessorLiYuxingAbstractPropertiesofcrudeoilandformationpropertiesofGudongoilfieldarecomplex.Inordertostabilizetheoutputofcrudeoil,oilfielddevelopmentandtheapplicationofmanynewtechnologiesandmethodstoimprovetherecoveryrateofoilproduction.Theimplementationofthenewoilrecoverytechnologyisagoodfoundationofoilfieldproduction,yield,butvariousmeasuresabovebychemicalmethod,whenvariouschemicalagentinjectionstrata,whichmakesthecompositionandpropertiesofwaterbecomesmoreandmorecomplex,thenonhydrocarboncompoundsincrudeoilandmetal,heteroatomcontentincreased,anincreaseofcrudeoildehydrationthedifficulty,thefinaleffectofwaterqualityandwaterinjectioneffect.Atthesametime,duetotheinteractionofwaterinjectionofvariousdrugs,sothatthepolymerdegradation,affectingtheviscosityofpolymersolution,resultinginthepolymerfloodinggreatlydecreased.Theinfluenceofwater,partofwaterinjectionwellclogging,tomakeincreasedinjectionpressure,waterabsorptionindexdecreased,waterinjectioneffectweakening.Atpresentfromthewaterqualitymonitoringresults,sixwaterinjectionstationinGudongoilfieldwaterqualityindicatorshavenotreachedthecorrespondingblockstandards,Especiallythebacterialcontentofwasteoilcontent,seriouslyexceedthestandard..Therefore,theimprovementofwaterqualityhasbecomeanurgentproblemtosolve.ThispaperbasedonthecharacteristicofproductioninGudongoilfieldwaterinjectionsystem,analysisofvariousqualityindexesinthecausesofthepresentproductionconditionsfailedtomeet,onthebasisofwaterqualityindexdevelopedfromstarting,combinedwiththecurrentfieldofwatertreatmentchemicalsapplicationanddomesticwatertreatmentchemicalsapplication,toimprovethewaterqualityevaluationandoptimizationofchemicalreagentswaterinjectionsystem,andultimatelydevelopajointstationtodifferentwatertreatmentchemicalsapplicationschemesofdifferentwaterqualityindexestothe.Keywords:Chemical；Theeffectofinjection；Theimprovementofwaterquality；Evaluationofchemicals；Applicationscheme\n目录第一章概述.............................................................................................................11.1选题背景和意义..........................................................................................................11.2国内外常用水处理剂.................................................................................................11.3主要内容......................................................................................................................2第二章絮凝技术评价..............................................................................................32.1絮凝工艺技术.............................................................................................................32.2絮凝剂的絮凝机理及絮凝剂研究进展.....................................................................42.3絮凝性能方法评价.....................................................................................................62.4实验方法及药品简介.................................................................................................72.5东三联水处理情况...................................................................................................102.6有机絮凝剂筛选实验...............................................................................................112.7无机低分子混凝剂筛选实验...................................................................................192.8无机低分子混凝剂与有机絮凝剂复配絮凝实验...................................................222.9无机高分子混凝剂筛选实验...................................................................................242.10无机高分子混凝剂与有机絮凝剂复配絮凝实验.................................................282.11其它联合站推广应用及水处理工艺参数.............................................................302.12经济评价.................................................................................................................34第三章杀菌技术评价............................................................................................353.1杀菌剂研究进展.......................................................................................................353.2实验方案及药品简介...............................................................................................353.3东三联杀菌实验.......................................................................................................363.4其它联合站室内杀菌推广实验...............................................................................373.5实验结果...................................................................................................................38第四章处理后水质配伍性评价............................................................................394.1水质分析....................................................................................................................394.2处理后水质与地层配伍性实验................................................................................404.3实验结果....................................................................................................................45第五章各种药剂对聚合物溶液粘度的影响评价................................................475.1影响聚合物溶液粘度特性因素分析........................................................................475.2实验方案及药品简介................................................................................................485.3水处理剂对粘度影响实验........................................................................................48第六章现场应用....................................................................................................53第七章结论与建议................................................................................................58附录..........................................................................................................................60参考文献..................................................................................................................64攻读硕士学位期间取得的学术成果.........................................................................65致谢.........................................................................................................................66\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第一章概述1.1选题背景和意义孤东油田原油和地层性质非常复杂，为了稳定原油产量，应用了水质改性、聚合物驱等新的技术和方法，这些措施多采用化学的方法，当各种化学剂注入地层后，使得油水的组成和性质变得更加复杂，原油中非烃化合物及金属、杂原子含量增加，增加了原油脱水的难度，最终影响水质和注水效果。同时由于注入水中各种药剂的相互作用，使聚合物发生降解，影响了聚合物溶液的粘度，致使聚合物驱效果大大下降。通过对现场生产资料的分析和对比，可以看出注水井吸水指数的变化直接与水质指标的变化相关。从水质监测结果来看，东一联、东二联和东三联处理后的污水含油、细菌含量严重超标，而且还含有一定量的聚合物，原有的水处理剂已不能满足要求。因此，有必要研究目前生产条件下的注水系统水质改善技术，筛选出效果好、适用范围广、配伍性好的水处理药剂，不仅使注水水质达标，而且不影响聚合物溶液的粘度。本文针对孤东油田注水系统的生产特点，分析各项水质指标在目前生产条件下未能达标的原因，在此基础上从制定的水质指标出发，结合目前现场水处理化学药剂应用情况以及国内外水处理化学药剂发展趋势，开展水质改善技术评价，最终制定出联合站水质指标达标要进行的水处理化学药剂应用方案。1.2国内外常用水处理剂1.2.1常用处理剂（1）破乳、净化及絮凝剂：絮凝剂能使水中表面带负电的悬浮物形成絮凝物聚集下沉。常用的有混凝剂，如羟基铝、羟基铁等无机阳离子型聚合物；助凝剂有聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等有机阳离子型聚合物[1]。（2）杀菌剂：常用的有两大类，即氧化型和非氧化型。杀菌剂已在各油田推广使用。（3）缓蚀剂：目前采用的铬系、磷系、锌系、硅系、钼系、钨系和全有机配方，系分别指在配方中采用了铬酸盐、磷酸盐、硫酸锌、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐和有机膦酸盐[2]。在全有机配方中常以有机膦酸盐作缓蚀剂。1\n第一章概述1.3主要内容（1）孤东采油厂水质影响因素；（2）水处理化学药剂筛选及处理方案；①絮凝剂种类及浓度②杀菌剂种类及浓度（3）水处理剂配伍性评价；①水处理剂相互作用效果的评价②水处理剂对聚合物粘度的影响评价③水处理剂与地层的配伍性评价（4）水质指标验证实验。2\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第二章絮凝技术评价絮凝技术是目前国内外普遍采用的一种水处理技术、它能有效促进液分离，经济、简便、易行。2.1絮凝工艺技术①沉降沉降是指水中所悬浮的大的固体颗粒在自身重力作用下在一定的时间内沉[3]积下来。对沉淀池的要求：沉降时间充足，一般在池内装有迂回挡板，利于颗粒凝聚与沉淀。为加速水中的悬浮物和非溶性化合物的沉淀，一般在沉淀过程中加入絮凝剂。②气浮气浮法是利用向水中加入的细微气泡，在一定的化学与力学条件下，使之与水中悬浮固体相粘附，形成比重小于水的气-固凝聚体，浮升至水面，使水澄清的一种高效固液分离方法，特别适用于分离水中比重接近于1的悬浮微粒，对于低温、低浊、高藻、高色及受污染原水的处理效果明显优于沉淀池。③过滤采用过滤池或过滤器来清除水中的细小固体颗粒。水从上向下经砂层、砾石支撑层，然后从池底出水管流入澄清池加以澄清。过滤前，悬浮液先经絮凝或混凝处理、固体颗粒便形成疏松的、多孔的聚集体。过滤后，该聚集体就形成体积和孔隙率较大的滤饼。④其它技术方法冷冻与融解的技术方法已成功地用于水处理或含有机物的污泥处理。本(Benn)和多伊(Doe)采用这种方法成功地处理了水厂中难以脱水的泥浆。经过处理，泥浆中固体最后变成小而易分离的硬粒。但是，由于设备方面的实际问题。该法还不能用于大规模地处理泥浆。且该方法用于处理污泥太贵，因为冷冻大量的污泥需消耗很多动力，况且还有其它方法可供选择。超声波振动的方法已成功地用于选矿、污水处理及洗煤。然而对这方法的效率有很大争议。有些人认为根本没有可取之处，比如应用机械能虽可改善同向凝聚和絮凝；但是凝聚是可逆过程，且在任何特定剪切速率下，必定在剪切力所导3\n第二章絮凝技术评价致的凝聚与分散之间建立了平衡。这在很大程度上依赖于体系的几何条件及振动频率。有人认为可用超声能来分解再循环体系中循环的絮凝剂。1960-1964年，美国原子能委员会发表了一系列关于电离辐射对污泥与蒙脱土的作用的报告。他们发现经辐射后，污泥沉降速度加快。但由于同位素辐射源的费用问题，该方法是不经济的。3+3+用铁或铝电极进行电解，对泥浆有凝聚效果，这是由于释放出Fe或Al的缘故。当然，直接加入能产生该离子的盐是相当便宜的。最近报道了无牺牲电极(nonsacrificialelectrode)的电解方法。将磁粉加入泥浆，然后置于磁场中，凝聚就加快了。2.2絮凝剂的絮凝机理及絮凝剂研究进展絮凝剂通常由混凝剂和助凝剂两种化学剂组成。2.2.1絮凝剂的絮凝机理絮凝处理技术是污水处理的重要技术手段，其机理是通过向污水中投加一定量的化学物质，来改变或破坏水相中物质的电势电位，使物质发生吸附、架桥，[4]-[5]将微粒杂质凝聚成粗大的絮体，然后通过沉淀、气浮、过滤等手段进行分离。①压缩双电子层与电中和作用图2-1为双电层模型。在固液界面处常存在电位差，这是因为存在下面一个或几个因素。(1)组成离子分布不均匀。(2)表面基团发生离子化。(3)同晶取代作用。(4)离子的比吸附。(5)偶极取向作用。4\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文图2-1双电层Figure2-1Doubleelectriclayer反离子的电荷及浓度越高，电位就越低。降低电位可导致颗粒凝聚，这可以通过例如改变pH或改变离子的种类和[6]浓度来达到，更一般的做法是通过加进高电荷的反离子来降低电位。因此，为了使己分散的固体颗粒迅速凝聚，可以加入一些电解质，使固体微粒表面形成的双电子层有效厚度减小，从而使范德华力占优势而达到彼此吸引，最后达到凝[7]聚。也可以加入带有不同电荷的固体微粒，使不同电荷的粒子由于静电作用而彼此吸引，最后达到凝聚。电解质使双电子层的有效厚度减小，也即上述的压缩双电子层，使胶体凝聚。②高分子絮凝剂的吸附架桥作用高分子絮凝剂可以把这类聚电解质的絮凝作用简化地看成带有多个负电荷的卷曲的线状分子，在分子主链上的数个部位被固体颗粒所吸附，就象在这些固体微粒之间架起桥似的。图2-2架桥絮凝机理Figure2-2Bridgingflocculationmechanism5\n第二章絮凝技术评价2.2.2絮凝剂研究进展[8]-[11]有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂分为天然和人工合成两类。天然高分子絮凝剂主要有淀粉类、纤维素衍生物类、半乳甘露聚糖类、微生物多糖类等。人工合成絮凝剂有阳离子型、阴离子型和非离子型。非离子型絮凝剂包括聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯。无机絮凝剂（1）无机低分子絮凝剂无机低分子絮凝剂主要包括铝盐和铁盐，铝盐又包括硫酸铝、氯化铝和明矾。铁盐又包括硝酸铁和氯化铁。（2）无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂能使胶体离子发生相吸作用，破坏了胶团的稳定性，促使22胶体微粒碰撞，形成絮状沉淀，沉淀物的表面积可达200m/g~1000m/g，极具2-吸附能力。聚合硫酸铝、聚合硫酸铁中的SO4离子能象羟基或氧桥一样在简单盐的水解产物间产生桥联作用，促进水解聚合的进行，其在水溶液中的组分、絮凝行为与聚合氯化铝、聚合氯化铁略有区别。[12]微生物絮凝剂一般利用生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、抽提、精炼而得到。2.3絮凝性能方法评价2.3.1烧杯沉降实验方法参照《絮凝剂评定方法》SY/T5796-93，操作步骤如下：（1）絮团首次(开始)形成时间的测定（建议时间和转速）①在每个烧杯中加入1000mL污水样（温度保持在污水原始温度），并排放在搅拌桨的下方，使搅拌桨偏离烧杯中心，但离烧杯壁约6mm。②将预定剂量的溶液或悬浮液加到每个试管中，然后用水稀释至50mL。③起动多联搅拌器，在转速120r/min下快速搅拌10min后，按预定的次序将每种溶液或悬浮液借助试管架连续快速倾入每个烧杯中(在添加悬浮液时，需摇动试管架以使悬浮液均匀)。加完所有溶液或悬浮液后，快速搅拌1min。记录快速搅拌的转速和时间。6\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文④降低转速到20～60r/min慢速搅拌20min。记录首次观察到絮团形成的时间。转速的选择要保证在整个慢速搅拌时间内，絮团能均匀地悬浮，并不致使已经形成的絮团破碎。（2）絮团沉降时间的测定慢速搅拌之后，移去搅拌桨，并观测絮团的沉降。记录絮团相对尺寸和大部分絮团沉降到烧杯底所需要的时间。（3）絮团沉积层的测定静置沉降20min后，记录在烧杯底的絮团沉积层的厚度和外观。（4）水质分析①用吸管或虹吸管从烧杯中水样深度一半处移取足够体积的上层清液。②对悬浮固体含量、粒度进行水质分析。（5）悬浮固体含量的测定采用滤腹过滤法，让水通过已称至恒重的滤膜、根据过滤水的体积和滤纸的增重[13]计算水中悬浮固体的含量。（6）悬浮固体颗粒直径中值分析采用库尔特颗粒计数器或同类仪器进行测试。悬浮固体含量和粒径中值的改变量作为絮凝剂絮凝效果好坏的定量标准。2.3.2浊度评价方法操作方法参考烧杯沉降实验方法3.1，在评定时取上清液用浊度仪测定浊度。2.3.3透光率评价方法将一定量的絮凝剂加入到污水中，评定时取上清液，用分光光度计测定透光率作为絮凝剂絮凝性能的衡量指标。污水的透光率越大，说明絮凝效果越好。2.4实验方法及药品简介2.4.1.实验仪器及药品主要实验仪器实验仪器生产厂家数显恒温水浴锅HH-4国华电器有限公司分析天平上海医用激光仪器厂721型分光光度计上海精密科学仪器有限公司723型分光光度计上海菁华科技仪器有限公司JJ-1电动搅拌器常州国华电器有限公司常规玻璃仪器等7\n第二章絮凝技术评价主要实验药品和污水样采用3号联合站现用絮凝剂、其它联合站现用絮凝剂以及搜集的各类有机和无机絮凝剂，具体型号和性能见表2-1a，2-1b。实验所用污水采用孤东油田3号联合站进站污水。表2-1a有机絮凝剂型号和性能概况表Table2-1aTypesandpropertiesoforganicflocculantsprofile类分子量报价型号外观类型生产厂家/备注型（万）元/吨东三联预处理剂乳液孤东油田3号联合站现用絮凝剂东二联预处理剂乳液孤东油田2号联合站现用絮凝剂东一联预处理剂乳液孤东油田1号联合站现用絮凝剂T-1粉末状非离子300天津市博迪化工有限公司14000DQ-1粉末状非离子500大庆化工20000T-2粉末状非离子800天津市博迪化工有限公司15000T-3粉末状非离子1000天津市博迪化工有限公司15600MO-4000粉末状非离子3100日本三菱化工20000AX-701粉末状阳离子淄博爱翔工贸有限公司26000AX-702粉末状阳离子淄博爱翔工贸有限公司20000有AX-704粉末状阳离子淄博爱翔工贸有限公司21000机AX-706粉末状阳离子淄博爱翔工贸有限公司21000絮AX-708粉末状阳离子淄博爱翔工贸有限公司21000凝AX-710粉末状阳离子淄博爱翔工贸有限公司22000剂CP-8013粉末状阳离子600-900上海恒谊化工有限公司26000CP-9020粉末状阳离子600-900上海恒谊化工有限公司26000ZO粉末状阳离子600上海恒谊化工有限公司3600020000-ZG-G01粉末状阳离子廊坊紫光化工建材有限公司360003000AP剂粉末状阴离子1000廊坊紫光化工建材有限公司15000ZG-Z02粉末状阴离子800-1200廊坊紫光化工建材有限公司16000AP-180粉末状阴离子600上海恒谊化工有限公司17000阳离子淀粉RD-1粉末状阳离子德州润德淀粉有限公司3800磷酸酯淀粉RDP粉末状德州润德淀粉有限公司3500可溶性淀粉粉末状浙江湖州市菱湖食品化工厂30008\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文表2-1b无机混凝剂型号和性能概况表Table2-1bInorganiccoagulanttypeandperformanceprofile类型型号外观生产厂家/备注报价(元/吨)硫酸铝块状淄博翔华净水产品有限公司2500氯化铝块状淄博翔华净水产品有限公司2100明矾块状金山化工厂2000无硝酸铁粉末状淄博翔华净水产品有限公司2800机氯化铁块状淄博翔华净水产品有限公司3000絮聚合氯化铝（PAC）粉末状淄博翔华净水产品有限公司1550凝聚合硫酸铝（PAS）粉末状淄博翔华净水产品有限公司1300剂聚合硫酸铁（PFS）粉末状淄博翔华净水产品有限公司1450聚合硅酸硫酸铁粉末状淄博天水化工有限公司2000聚合硅酸硫酸铝粉末状淄博天水化工有限公司2600聚合硅酸硫酸铝铁乳液淄博天水化工有限公司28002.4.2实验方法2.4.2.1溶液的配制（1）有机絮凝剂溶液的配制用分析天平称取一定计量的粉末状絮凝剂，徐徐均匀地撒入清水中进行搅拌（药剂浓度1‰），速度调为中速，以保证其在水中良好的分散、溶胀；充分搅拌1h后，装进容量瓶中待用。（2）无机絮凝剂溶液的配制用分析天平称取一定剂量的无机絮凝剂倒入量取好的清水中（药剂浓度10%）；用玻璃棒搅拌到充分溶解。完全溶解后装入容量瓶中待用。2.4.2.2絮凝剂筛选方法本项目采用烧杯沉降实验法结合透光率评价方法评定絮凝效果，用721型分光光度计进行测量，取上清液在430nm波长下测透光率（以蒸馏水做空白样）。①用烧杯量取东三联破乳后的污水400mL，加热到50℃；②按一定的加入顺序及搅拌力度加入适量的絮凝剂，加入单一的絮凝剂时以30r/min的搅拌力度搅拌一分钟；评价两种絮凝剂复配效果时先加入无机絮凝剂，以30r/min的搅拌力度搅拌一分钟，然后再加入有机絮凝剂，同样以30r/min的搅拌力度再搅拌一分钟；③让污水静置沉降一定时间，待沉降出絮体，记录稳定的时间，并与没有加絮凝剂的空白样作对比观察污水处理前后的实验现象；④取③的上清液测定透光率、含油量和悬浮固体含量（若含油量没有达标，9\n第二章絮凝技术评价则不需测定悬浮固体含量），做好记录。⑤对筛选出的絮凝方案进行参数评定，先用量筒读取湿渣的体积，再把湿渣过滤到滤纸上烘干，滤纸前后的重量差即是干渣的重量。2.5东三联水处理情况33孤东油田三号联合站每天进站产出液液量40000m，其中污水38000m，含水率为95%，产出液温度为50℃。经过破乳处理后，将脱出的污水送入污水处理段进行处理。东三联水质情况见表2-2、2-3、2-4。表2-2东三联进站水离子含量Table2-2No.threecombinedstationofgudongpitwaterioncontentCa2+2SO2-HCO-总矿化度K+NaMgCl43水样mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L东三注3355215514992285619202表2-3东三联进站水水质分析情况表Table2-3No.threecombinedstationofgudongpitwaterqualityanalysisoftripletable悬浮固体悬浮固体溶解氧气平均HPAM含油量SRB菌检测点含量中值含量腐蚀率含量mg/L个/mLmg/Lmg/Lmg/Lmm/amg/L东三注73.21503.4552.5×10300.1270表2-4东三联进站水悬浮物含量及粒径分析表Table2-4No.threecombinedstationofgudongpitwatersuspendedmattercontentandparticlesizeanalysistable悬浮固体含量粒径注水站mg/Ld10(um)d50(um)d90(um)东三注73.21.6283.45511.56图2-3东三联水质示意图Fig.2-3No.threecombinedstationofgudongwater10\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文由表中可以看出，东三联污水中含有大量的无机盐，其总矿化度达9000mg/L左右，经检测，东三联污水中悬浮固体为73.2mg/L，含油量为150mg/L，这些悬浮物和油滴其粒径大小不一，有些为粗分散的大颗粒，有些为胶体颗粒。无论是哪种杂质颗粒，其表面都吸附了原油中的天然表面活性剂（石油羧酸盐，为阴离子活性剂）。可以推断东三联污水中污染物颗粒表面是带负电的，而且电荷密度较高（活性剂与HPAM共同吸附在颗粒表面，使其电荷密度高），这些带高的负电荷的污染物颗粒，由于较强的相互排斥作用，因此很难相互聚集长大而沉降分离出，水质示意图见上图2-3。东三联污水为聚合物驱采出污水，更增加了东三联污水处理的难度。2.6有机絮凝剂筛选实验2.6.1有机絮凝剂絮凝效果评价（1）现场絮凝剂絮凝效果评价用孤东油田三号联合站及其它联合站现用的絮凝剂对进站破乳后的产出液进行絮凝处理，絮凝效果见表2-5、表2-6。表2-5现场絮凝剂絮凝实验结果Table2-5Fieldflocculationexperimentresults1‰溶液污水处理前污水处理后产品加量实验现象透光率%透光率%mg/L2053有细小矾花析出，水浑浊。5065有细小矾花析出，水浑浊。东三联预处理剂518068有细小矾花析出，水黄。10068有细小矾花析出，水黄。表2-6其它联合站现用的絮凝剂实验结果Table2-6Theexperimentalresultsofotherflocculantscombinedstationareused1‰溶液污水处理前污水处理后产品加量实验现象透光率%透光率%mg/L东一联预处理剂1005165有细小的矾花析出，水浑黄。东二联预处理剂1005169有细小的矾花析出，水浑黄。从表中看出，即使浓度为100mg/L，用孤东油田三号联合站现用絮凝剂及其它联合站现用絮凝剂处理三号联合站的污水，水质情况变化不大，处理前后污水的透光率改变甚微，说明孤东油田各联合站现用的絮凝剂对孤东油田三号联合站的污水絮凝效果不佳。11\n第二章絮凝技术评价（2）非离子型聚丙烯酰胺（PAMN）絮凝效果评价用不同分子量的非离子型聚丙烯酰胺对3号联合站的污水进行处理，其絮凝效果见表2-7。表2-7不同分子量的非离子型聚丙烯酰胺实验结果Table3-7Nonionicpolyacrylamideexperimentalresultswithdifferentmolecularweight1‰溶液类分子量污水处理前污水处理后产品加量实验现象万透光率%透光率%别mg/LT-13001053.5无明显现象，搅拌后无絮体析出非DQ-15001054.2无明显现象，搅拌后无絮体析出离T-28001053.055.0无明显现象，搅拌后无絮体析出子T-310001053.0无明显现象，搅拌后无絮体析出型MO-400020001056.0无明显现象，搅拌后无絮体析出从表中看出，用各种不同分子量的非离子型聚丙烯酰胺处理后的污水与处理前的污水相比其水质变化不大，处理前后污水透光率几乎没有改变，说明搜集的非离子型聚丙烯酰胺絮凝效果不明显。（3）阴离子型聚丙烯酰胺(PAMA)絮凝效果评价采用搜集的不同阴离子型的聚丙烯酰胺对3号联合站的污水进行处理，其絮凝效果见表2-8。从表中看出，用不同阴离子型聚丙烯酰胺处理后的污水与处理前的污水相比其水质变化不大，处理前后污水透光率几乎没有改变，说明搜集的阴离子型聚丙烯酰胺絮凝效果不明显。表2-8不同分子量的阴离子型聚丙烯酰胺实验结果Table2-8Anionicpolyacrylamideexperimentalresultswithdifferentmolecularweight1‰溶液类污水处理前污水处理后产品加量实验现象别透光率%透光率%mg/L阴AP-1801068.069.0无明显现象，静置后观察不到絮体析出。离AP剂1059.863.1无明显现象，静置后观察不到絮体析出。子ZG-Z021063.060.0无明显现象，静置后观察不到絮体析出。型（4）阳离子型聚丙烯酰胺(PAMC)絮凝效果评价通过实验可以得出以下几点分析：①10种阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂加入10mg/L静置后，均有不同程度的絮体析出，有絮凝效果。②阳离子型聚丙烯酰胺ZO的絮凝效果最为明显。12\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文表2-9阳离子型聚丙烯酰胺筛选效果Table2-9Cationicpolyacrylamidescreeningeffect1‰溶污水处理污水处理类产品液加量前透光后透光实验现象别mg/L率%率%AX-7011062.3搅拌无明显现象，静置后有微量絮体析出，沉降。AX-7021065.1搅拌无明显现象，静置后有带油滴的絮体上浮、沉降。AX-7041063.0搅拌无明显现象，静置后有少量絮体析出，沉降。阳AX-7061073.0搅拌无明显现象，静置后有一定量的絮团析出沉淀。离AX-7081069.5搅拌无明显现象，静置后有大量絮体析出。57子AX-7101062.0有少量絮体析出。型ZG-G011060.8搅拌有少量絮体析出，絮体较大。ZO1076.0有大量絮体析出，水质变清，但仍呈淡黄色。CP-80131072.0搅拌有大量絮体析出，絮体较大。CP-90201064.0搅拌有一定量的絮体析出，絮体较大。（5）淀粉类絮凝剂絮凝效果评价采用搜集的三种淀粉类有机絮凝剂对3号联合站的污水进行处理，固定其加量，絮凝效果见表2-10。从实验结果看出：三种淀粉类絮凝剂处理东三联的污水均有一定的效果，阳离子淀粉RD-1和磷酸酯淀粉RDP处理效果比较明显，且效果接近，处理后絮体一部分悬于水面一部分悬于水中，从实验现象看，处理效果不及阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂。表2-10淀粉类絮凝剂筛选效果Table2-10Starchflocculantsscreeningeffect1‰溶液污水处理污水处理类产品加量前透光后透光实验现象别mg/L率%率%可溶性淀粉1055.5有少量絮体析出，且水质浑黄。阳离子淀粉析出大量絮体，大部分沉于杯底，还有一部淀1069.0RD-1分絮状物悬浮在表面和水中，水质淡黄。粉55析出大量絮体，大部分沉于杯底，还有一部类磷酸酯淀粉1071.0分絮状物悬浮在表面和水中，水质淡黄，处RDP理效果与阳离子淀粉接近。2.6.2有机絮凝剂浓度优化（1）阳离子型聚丙烯酰胺浓度优化根据上述阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂种类筛选实验，对选出的AX-706、AX-708、CP-8013、ZO做浓度评价实验。固定这4种阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂品种，改变加药浓度。13\n第二章絮凝技术评价①AX-706絮凝剂浓度选择改变AX-706的浓度，按实验测试步骤测试AX-706在不同浓度下的絮凝效果，实验效果见表2-11和图2-4（浓度为0时表示污水原始透光率）。实验数据表明，随着AX-706浓度的增加，其絮凝效果逐次变好，在浓度为15mg/L时絮凝效果最好，透光率达到75%，而浓度继续上升，絮凝效果有变差的趋势。表2-11浓度变化对AX-706的絮凝效果Table2-11ConcentrationontheflocculationeffectofAX-7061‰溶液污水处理前污水处理后产品加量实验现象透光率%透光率%mg/L558.0无絮体析出，水质浑浊。1067.8有大量絮体析出，静置后水质较清，呈淡黄色。AX-706581575.0有大量絮体析出，静置后水质较清，呈淡黄色。2062.0有絮体析出，但量少，水质浑浊。80757065透光率%6055500510152025浓度mg/L图2-4透光率随AX-706浓度的变化Figure2-4TransmittancechangewiththeconcentrationofAX-706②AX-708浓度选择改变AX-708的浓度，按实验测试步骤测试AX-708在不同浓度下的絮凝效果，实验效果见表2-12、图2-5（浓度为0时表示污水原始透光率）。实验数据表明，AX-708在浓度为20mg/L时絮凝效果最好，继续增大浓度絮凝效果变差。表2-12浓度变化对AX-708的絮凝效果Table2-12concentrationontheflocculationeffectofAX-7081‰溶液污水处理前污水处理后产品加量实验现象透光率%透光率%mg/L563.0析出的絮体量较少，水质浑浊。1069.0析出的絮体量大，水质淡黄。1569.8析出的絮体量大，水质淡黄。AX-708582070.0析出的絮体量大，水质略微清澈。2569.0析出的絮体量大，水质不如20mg/L清澈。3067.5析出的絮体量大，水质淡黄。14\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文757065透光率%60555005101520253035浓度mg/L图2-5透光率随AX-708浓度的变化Figure2-5TransmittancechangewiththeconcentrationofAX-708③ZO浓度选择改变ZO的浓度加量，按实验测试步骤测试ZO在不同浓度下的絮凝效果，实验效果见表2-13和图2-6（浓度为0时表示污水原始透光率）。表2-13浓度变化对ZO的絮凝效果Table2-13ConcentrationontheflocculationeffectofZO1‰溶液污水处理前污水处理后产品加量实验现象透光率%透光率%mg/L有大量絮体析出，絮体也较大，水质比较清澈，但276不透亮。ZO55876有大量絮体析出，絮体也较大，水质同2mg/L。1077有大量絮体析出，絮体也较大，水质略微偏淡黄。1575有大量絮体析出，絮体也较大，水质偏淡黄。80757065透光率%60555005101520浓度mg/L图2-6透光率随ZO浓度的变化Figure2-6TransmittancechangewiththeconcentrationofZO实验数据表明，ZO的絮凝效果非常明显，当加量为2mg/L时就有了比较大的透光率，随着ZO浓度的增加，其絮凝效果略微有些改善，但增加到一定浓度时絮凝效果变差，因此ZO的最佳使用浓度为2mg/L。④CP-8013浓度选择改变CP-8013的浓度，按实验测试步骤测试CP-8013在不同浓度下的絮凝效果，实验效果见表2-14和图2-7（浓度为0时表示污水原始透光率）。15\n第二章絮凝技术评价表2-14浓度变化对CP-8013的絮凝效果Table2-14concentrationontheflocculationeffectofCP-80131‰溶污水处理前污水处理后产品液加量实验现象透光率%透光率%mg/L564.0有大量絮体析出，但水质仍然很黄。有大量絮体析出，水仍然很黄，水质比1068.55mg/L的好些。1569.0效果同10mg/L。CP-8013582070.5有大量絮体析出，水质略微变清。2568.0有大量絮体析出，水质变黄。有大量絮体析出，水质比25mg/L的还3065.5黄。80757065透光率%60555005101520253035浓度mg/L图2-7透光率随CP-8013浓度的变化Figure2-7TransmittancechangewiththeconcentrationofCP-8013实验显示，CP-8013随着浓度的增加，效果逐渐变好，在CP-8013浓度为20mg/L时絮凝效果最好，有大量絮体析出，水质略微变清。之后增加浓度，絮凝效果反而下降。（2）淀粉类絮凝剂浓度优化根据以上淀粉类絮凝剂种类筛选实验，选出RD-1、RDP这2种淀粉类絮凝剂做浓度评价实验。固定这2种淀粉类絮凝剂品种，改变加药浓度。①阳离子淀粉RD-1浓度选择改变RD-1的浓度，按实验测试步骤测试RD-1在不同浓度下的絮凝效果，实验效果见表2-15和图2-8（浓度为0时表示污水原始透光率）。从实验效果看，阳离子淀粉RD-1在浓度为10mg/L时开始出现明显的絮凝效果，随浓度的变化絮凝效果变化不大。而且处理的水质偏黄，部分絮体悬浮在水中既不上浮又不下沉，增加了现场处理的难度，因此使用阳离子淀粉RD-1处16\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文理效果不佳。表2-15浓度变化对RD-1的絮凝效果Table2-15ConcentrationontheflocculationeffectofRD-11‰溶液污水处理前污水处理后产品加量实验现象透光率%透光率%mg/L560.0观察不到絮体析出，水质几乎无变化。析出大量絮体，大部分沉于杯底，还有一部分絮状物1069.5悬浮在表面和水中，水质淡黄。2071.0效果同10mg/L。RD-158析出大量絮体，大部分沉于杯底，一部分絮状物悬浮3069.0在表面和水中，水质比20mg/L略黄一些。4070.0效果同10mg/L。5070.0效果同10mg/L。807570透光率%6560550102030405060浓度mg/L图2-8透光率随RD-1浓度的变化Figure2-8TransmittancechangewiththeconcentrationofRD-1②磷酸酯淀粉RDP浓度选择改变RDP的浓度，按实验测试步骤测试RDP在不同浓度下的絮凝效果，实验效果见表2-16和图2-9（浓度为0时表示污水原始透光率）。从实验效果看，同阳离子淀粉RD-1一样，磷酸酯淀粉RDP在浓度为10mg/L时开始出现明显的絮凝效果，且浓度变化对絮凝效果影响不大。处理的水质同样偏黄，部分絮体悬浮在水中既不上浮又不下沉，增加了现场处理的难度，因此使用磷酸酯淀粉RDP处理东三联的污水絮凝效果也不佳。17\n第二章絮凝技术评价表2-16浓度变化对RDP的絮凝效果Table2-16ConcentrationontheflocculationeffectofRDP1‰溶污水处理前污水处理后产品液加量实验现象透光率%透光率%mg/L561.5观察不到絮体析出，水质几乎无变化。析出大量絮体，一部分沉于杯底，还有一部分絮状物悬浮1072.3在表面和水中，水质淡黄。2072.0效果同10mg/L。RDP58析出大量絮体，一部分沉于杯底，还有一部分絮状物悬浮3073.0在表面和水中，水质比10mg/L偏好点，但仍呈淡黄色。4072.5效果同30mg/L。析出大量絮体，一部分沉于杯底，还有一部分絮状物悬浮5073.0在表面和水中。水质比40mg/L的稍好，但也是淡黄色。807570透光率%6560550102030405060浓度mg/L图2-9透光率随RDP浓度的变化Figure2-9TransmittancechangewiththeconcentrationofRDP2.6.3实验结果（1）实验数据①目前孤东油田三号联合站所用的絮凝剂（东三联预脱剂）、其它联合站现用的絮凝剂（东一联预脱剂、东二联预脱剂），非离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺处理东三联污水没有起到良好的效果，阳离子型聚丙烯酰胺和淀粉类絮凝剂对东三联的污水有比较明显的絮凝效果。②淀粉类絮凝剂处理的水质不仅偏黄，且部分絮体悬浮在水中，会增加现场处理的难度。因此阳离子型聚丙烯酰胺处理东三联的污水效果最好。③东三联污水是一种存在大量带负电性的污染颗粒的稳定絮状体，要使该污水成为达标的注入水，关键是要使其中的污染物颗粒脱稳，相互聚集长大，在分子引力的作用下，互相絮凝在一起形成大颗粒沉降分离出。从该污水中污染物颗粒的稳定机制来看，要使其脱稳，必须消除其所带的负电荷。非离子型或阴离18\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文子型聚丙烯酰胺，溶于水带负电荷，起不到中和污水中的杂质颗粒电荷使其脱稳聚结的絮凝效果，所以非离子型及阴离子型聚丙烯酰胺对东三联的污水絮凝效果不佳。④虽然阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂对东三联的污水都有一定的处理效果，但处理效果有差异，而且即使效果最为明显的四种阳离子型聚丙烯酰胺也均不能将污水处理到完全清澈（处理效果最好的ZO在浓度为2mg/L下的水质仍然不算彻底透亮，透光率为76%）。（2）阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的絮凝机理图2-10阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的絮凝过程Figure2-10Flocculationprocessofcationicpolyacrylamideflocculant1——微粒带同性电荷形成布朗运动的胶体或半胶体的分散体系；2——加入阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂以后，微粒与絮凝剂之间电性中和，使微粒靠近接触而聚集在一起，再通过阳离子型聚丙烯酰胺的吸附架桥作用，形成絮[14]团；2’——单个微粒与形成的絮团相遇，絮团不断增大，开始沉降；3——由于吸附架桥作用使絮团不断增大，很快完成絮凝过程，絮凝物迅速沉于底部。2.7无机低分子混凝剂筛选实验3+3+将铝或铁这类金属盐加入水中，多价阳离子A1和Fe就能降低电位，并促成凝聚。然而在水处理时，如果水中仅含有少量颗粒，混凝速率可能是慢的。而盐的水解产物可提高混凝速率。19\n第二章絮凝技术评价32FeHO(2)6HO2FeHO(2)(5OH)HO32FeHO(2)(5OH)HO2FeHO(2)(4OH)2HO3还有聚合反应：242FeHO()(OH)FeHO()(OH)2HO26228223+甚至继续反应生成更多种络合物。A1也可以发生类似的反应，但较复杂。水解生成的络合离子可以认为是一种离子交换性物质，它能吸附像腐殖酸这类的阴离子基团。2.7.1无机低分子混凝剂效果评价固定无机低分子混凝剂的加量在500mg/L，按实验测试步骤测试各个产品的混凝效果，实验效果见表2-17。表2-17无机低分子混凝剂效果评价Table2-17Inorganiclowmolecularcoagulanteffectevaluation10%溶污水处理污水处理药剂试剂液加量前透光后透光实验现象类别名称mg/L率%率%硫酸铝50081.5细小的矾花慢慢浮到水面上，水呈不透明乳白色。铝盐氯化铝50088.0细小的矾花慢慢浮到水面上，水呈半透明乳白色。明矾50076.0细小的矾花慢慢浮到水面上，水色混白。55硝酸铁50069.0矾花快速浮到水面上，水质黄。铁盐矾花快速浮到水面上，水质比加硝酸铁好些，但也氯化铁50080.0偏黄。从实验结果看出：①无机低分子混凝剂均有不同程度的混凝效果，且混凝效果普遍较好；②铁系的无机低分子混凝剂沉降速度快，但处理的水色度较差，因此透光率不高，不能单独使用；③氯化铝的混凝效果在无机低分子混凝剂中最好，可通过改变浓度或与有机絮凝剂复配来提高絮凝效果。2.7.2无机低分子混凝剂浓度优化在无机低分子混凝剂筛选实验中，氯化铝的混凝效果比较明显，考虑浓度变化对其混凝效果的影响，做了以下的浓度评价实验，实验效果见表2-18、图2-11（浓度为0时表示污水原始透光率）。20\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文表2-18浓度变化对AlCl3的混凝效果Table2-18ConcentrationonthecoagulationeffectofAlCl310%溶处理前处理后稳定悬浮固实验含油量液加量透光透光实验现象时间体含量序号mg/Lmg/L率%率%minmg/L137571出现细小矾花，水混。892.9细小的矾花缓慢浮到水面上，水250088887.6呈半透明乳白色。362590同2，水质略好。785.7矾花缓慢浮在水面上，水呈透明47505594757.2状乳白色。矾花逐渐上浮到水面上，水较587595728.741.5清，略透荧光。61000100矾花逐渐上浮到水面上，水清。626.827.271125100矾花逐渐上浮到水面上，水清。613.36.41009080透光率%7060500125250375500625750875100011251250浓度mg/L图2-11透光率随AlCl3浓度的变化Figure2-11TransmittancechangewiththeconcentrationofAlCl3实验数据表明，随着氯化铝浓度的增加，其混凝的效果逐渐变好，继续增大浓度对混凝的效果影响不大，当加量为1125mg/L时，水质清澈，含油量和悬浮固体含量均达标。但是这个配方存在着明显的缺点：①氯化铝属强酸弱碱盐，溶于水使水呈酸性，由于氯化铝的加量浓度过高，会严重加大管线的腐蚀性（经检测，东三联的水PH值从处理前的7.5下降到5.0）；②氯化铝溶于水带正电荷，高浓度加量的氯化铝使水中阳离子的离子强度大幅度增大，会极大地降低处理过后的污水配置的聚合物的粘度；③从成本上考虑，氯化铝的加量达到1125mg/L也不算经济。因此，综合各方面的因素，氯化铝加量为1125mg/L的配方是不可行的，可尝试与有机絮凝剂复配来提高絮凝效果或减少用量。2.7.3实验结果21\n第二章絮凝技术评价（1）实验结果分析①无机低分子混凝剂处理东三联的污水均取得了一定的效果，铁系的无机低分子混凝剂沉降速度快，但处理的水色度较差。铝系的无机低分子混凝剂中氯化铝的处理效果较好，而且其絮凝效果远远好于有机阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂。②当氯化铝的加量为1125mg/L时，水质清澈，含油量和悬浮固体含量均达标。但综合各方面因素分析，单独使用加量为1125mg/L的氯化铝是不可行的，需与有机絮凝剂复配来提高絮凝效果。（2）氯化铝絮凝机理探讨分析认为，铝盐混凝效果比较显著的原因在于：铝盐经水解、络合、羟桥作用，形成了多核羟桥离子，在水中相当于羟基铝，所带正电荷密度比较高，中和了污水中固体悬浮物表面的负电性使其脱稳，所以悬浮物絮凝沉降。2.8无机低分子混凝剂与有机絮凝剂复配絮凝实验有机絮凝剂与无机混凝剂的性能各有利弊。有机絮凝剂的絮凝速度快，生成絮团大，作用时不但有架桥作用，而且兼有电性中和作用。无机混凝剂混凝作用慢，混凝强度大、絮团小、含水率低。2.8.1AlCl3与有机絮凝剂复配絮凝实验固定AlCl3的浓度加量为500mg/L，有机絮凝剂的1‰溶液浓度加量为2.5mg/L，按实验测试步骤测试絮凝效果，由于阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂筛选中ZO的絮凝效果最好，因此选ZO作阳离子型聚丙烯酰胺的代表做复配絮凝实验。实验结果见表2-19。从实验中看出：①由于实验现象类似，从透光率的角度判断，有机絮凝剂与AlCl3的复配絮凝效果好坏的大小顺序依次为：阴离子型聚丙烯酰胺>非离子型聚丙烯酰胺>阳离子型聚丙烯酰胺。②AP剂在阴离子型聚丙烯酰胺中与AlCl3复配的絮凝效果最好，因此，选择AP剂作进一步的复配絮凝实验。22\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文表2-19AlCl3与有机絮凝剂絮凝效果Table2-19AlCl3andorganicflocculatingeffect1‰溶液AlCl3污水处理前污水处理后有机絮凝剂试剂名称加量加量实验现象透光率%透光率%mg/Lmg/LT-186DQ-185非离子型T-288全部矾花浮到水T-388面上，水呈不同MO-40002.55005589程度的透明或半AP-18090透明乳白色。阴离子型AP剂92ZG-Z0288阳离子型ZO822.8.2AlCl3与AP复配絮凝实验依次改变AlCl3与AP剂的加量浓度，按实验测试步骤测试复合絮凝效果，实验结果见表3-20。表2-20AlCl3与AP复配絮凝效果Table2-20AlCl3andAPcompoundflocculation实AlCl31‰AP处理前处理后稳定悬浮固验含油量加量溶液加透光透光实验现象时间体含量序mg/Lmg/L量mg/L率%率%minmg/L号1071892.923752.574出现细小矾花，水混。790.63573784.4细小的矾花慢慢浮到水面4088892.6上，水呈半透明乳白色。50052.592矾花上浮速度加快，水质683.06590同4，略清。679.27090同4，水质略好些。785.782.594同5。679.362555矾花上浮速度快，水质不9594568.8如8清。10094水质比7少好。757.2117502.595545.2同8。12590544.913095水质比10更好些。728.741.5148752.597矾花上浮速度快，水较清，526.633.715593略透荧光。520.128.4矾花逐渐上浮到水面上，1610000100626.827.2水清。23\n第二章絮凝技术评价矾花上浮速度快，水质比172.5100415.79.216更清。矾花上浮速度快，水质没1859848.29.5有17清。实验数据表明：①氯化铝与有机絮凝剂复配使用后，絮渣上浮的速度明显加快，絮凝效果优于其单独使用的效果；②随着两者加量的增大絮凝效果基本上有逐渐变好的趋势；③当氯化铝的加量为1000mg/L，阴离子型聚丙烯酰胺AP加量为2.5mg/L时，处理的水质清、矾花上浮速度也较快，处理后的水含油量和悬浮固体含量均达标。虽然氯化铝与有机絮凝剂复配后提高了氯化铝单独使用的絮凝效果，降低了氯化铝的加量（从1125mg/L下降到1000mg/L），但氯化铝加量下降的幅度不大。经检测，东三联的水处理后PH值还是保持在5.0左右，与不能单独使用氯化铝的原因一样，综合各方面的因素，该配方也是不可行的。2.8.3实验结果①氯化铝与阴离子型聚丙烯酰胺AP复配的絮凝效果优于与其它有机絮凝剂复配的絮凝效果，在后续的复配实验中，优选AP与其它无机絮凝剂做复配实验。②当氯化铝的加量为1000mg/L，阴离子型聚丙烯酰胺AP加量为2.5mg/L时，处理的水质较清，沉降速度也较快，处理后的水含油量和悬浮固体含量均达标。但会加重管线的腐蚀性，还可能降低聚合物溶液的粘度，并且成本也不算经济，因此不能作为处理东三联的水处理配方。2.9无机高分子混凝剂筛选实验60年代后发展起来的无机高分子混凝剂，其生产和应用均在全世界范围内得到了迅速发展。2.9.1无机高分子混凝剂效果评价固定无机高分子的加量200mg/L，按实验测试步骤测试各个产品的混凝效果，实验效果见表2-21。24\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文表2-21无机高分子混凝剂效果评价Table2-21Inorganicpolymercoagulanteffectevaluation10%溶污水处理污水处理药剂品种液加量前透光后透光实验现象mg/L率%率%聚合硅酸硫酸铁20085絮体析出快，且絮渣块大，但水呈黄色。聚合硅酸硫酸铝20090絮渣全部上浮，水清，但透荧光。聚合硅酸硫酸铝铁20088絮体析出快，但水呈黄色。聚合硫酸铝(PAS)20091絮渣全部上浮，水带半透明乳白色。56聚合硫酸铁(PFS)20085絮渣快速上浮，水呈黄色。出现大量絮体，一部分絮渣上浮，一部聚合氯化铝(PAC)20090分下沉，还有大部分悬浮在水中，渣量大。水透荧光。从实验结果看出：①无机高分子混凝剂达到了不同程度的混凝效果，且其单独使用的混凝效果远远优于无机低分子混凝剂单独使用的混凝效果。②6种搜集的无机高分子混凝剂中聚合硅酸硫酸铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铝混凝效果显著，但由聚合氯化铝处理后的水有渣（絮凝物）体积大，且渣不易清除的缺点，因此从五种无机高分子混凝剂中优选出聚合硅酸硫酸铝、聚合硫酸铝做进一步的絮凝实验，其混凝效果可以通过改变浓度加量或与有机絮凝剂复配来提高絮凝效果。2.9.2无机高分子混凝剂浓度优化(1)聚合硅酸硫酸铝浓度优化逐渐改变聚合硅酸硫酸铝的加量浓度，按实验测试步骤测试聚合硅酸硫酸铝在不同浓度下的混凝效果，实验效果见表2-22和图2-13（浓度为0时表示污水原始透光率）。实验数据表明，当聚合硅酸硫酸铝加量为450mg/L时，已达到理想效果，可进一步进行复配实验。表2-22浓度变化对聚合硅酸硫酸铝的混凝效果Table2-22Concentrationonthecoagulationeffectofpolyaluminumsilicatesulfate实10%溶污水处理污水处理稳定含油悬浮固验液加量前透光后透光实验现象时间量体含量序mg/L率%率%minmg/Lmg/L号115075出现细小矾花，水浑黄。860.4220085絮渣全部上浮，水清，但透荧光。749.832505592743.4渣缓慢浮到水面上，水较清澈。430092628.955.7535095比4更清点622.633.325\n第二章絮凝技术评价640098渣逐渐浮到水面上，水清澈。612.821.47450100渣逐渐浮到水面上，水清澈。68.17.98500100渣逐渐浮到水面上，水清澈。65.95.11009080透光率%706050050100150200250300350400450500550浓度mg/L图2-13透光率随聚合硅酸硫酸铝浓度的变化Figure2-13Transmittancechangewiththeconcentrationofpolyaluminumsilicatesulfate(2)聚合硫酸铝浓度优化逐渐改变聚合硫酸铝的加量浓度，按实验测试步骤测试聚合硫酸铝在不同浓度下的混凝效果，实验效果见表2-23和图2-14（浓度为0时表示污水原始透光率）。表2-23浓度变化对聚合硫酸铝的混凝效果Table2-23Concentrationonthecoagulationeffectofpolyaluminumsulfate实10%溶处理前处理后稳定含油悬浮固验液加量透光透光实验现象时间量体含量序mg/L率%率%minmg/Lmg/L号120071细小的矾花缓慢浮于水面，水带乳白色。983.4230074细小的矾花缓慢浮于水面，水带乳白色。758.3335088比2清些。734.555440097大量矾花缓慢上浮，水呈半透明乳白色。748.1545098比4清。632.56500100比4清。67.48.9实验数据表明，当聚合硫酸铝加量为500mg/L时，水处理得清澈，达到水质要求标准，可进一步进行复配实验。26\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文100908070透光率%6050050100150200250300350400450500550浓度mg/L图2-14透光率随聚合硫酸铝浓度的变化Figure2-14Transmittancechangewithpolymerizedaluminumsulfateconcentration2.9.3实验结果（1）实验结果分析①聚合硅酸硫酸铝加量为450mg/L时，处理过后的水清澈，水中含油量和悬浮固体含量达标。②聚合硫酸铝加量为500mg/L时，处理过后的水清澈，水中含油量和悬浮固体含量达标。③两个配方的用量远远低于无机低分子混凝剂三氯化铝的用量，都还可通过与有机絮凝剂复配来进一步改进。[15]（2）聚合硅酸硫酸铝絮凝机理探讨聚硅硫酸铝在水中发挥的是聚硅酸和铝盐的综合效果，聚硅酸在通常的pH下带负电荷，属阴离子型无机高分子物质，而处理的东三联的污水胶体离子的表面带有负电荷，所以聚硅酸对水中的胶粒不具有电中和作用，它对胶粒的絮凝是通过吸附架桥的离子粘连完成的，然而聚硅酸易析出硅胶而失去絮凝功能，铝离子的介入正好能抑制硅酸聚合，且其在水溶液中水解可形成系列带正电荷的羟基铝离子，具有较强的电中和能力。[16]（3）聚合硫酸铝絮凝机理探讨聚合硫酸铝中存在多羟基络离子，能中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低ζ电位，从而使胶体离子发生相吸作用，破坏了胶团的稳定性，促使胶体微粒碰撞，形成絮状沉淀，又因为其分子量比一般无机低分子絮凝剂大得多，因此具有更强的吸附架桥和卷扫絮凝的效果，因此显示出比一般无机低分子絮凝剂更强的水处理优势。27\n第二章絮凝技术评价2.10无机高分子混凝剂与有机絮凝剂复配絮凝实验2.10.1聚合硅酸硫酸铝与有机絮凝剂复配浓度优化逐渐改变聚合硅酸硫酸铝和阴离子型聚丙烯酰胺AP的浓度，按实验测试步骤测试复合絮凝效果，实验效果见表2-24。表2-24聚合硅酸硫酸铝与AP混凝效果Table2-24PolyaluminumsilicatesulfateandAPcoagulationeffect实阴离子处理处理聚硅硫酸铝稳定悬浮固验AP前透后透含油量加量实验现象时间体含量序加量光光mg/Lmg/Lminmg/L号mg/L率%率%1075860.421.2578658.6150出现细小矾花，水浑黄。32.577660.643.7575548.15085749.861.2590538.8200絮渣全部上浮，水清，但透荧光。72.590533.983.7589539.1559092全部的渣浮在水面上，水较清澈。743.4101.2594水质比9清一些。528.020250112.597大块的絮渣浮在水面上，水清澈。518.84.4123.7592同6。510.4<4.413092全部的渣浮在水面上，水较清澈。628.9<4.4141.259868.3<4.4300152.5100比13清。54.9<4.4163.7510055.1<4.4实验数据表明：①聚合硅酸硫酸铝与有机絮凝剂复配使用的絮凝效果明显优于其单独使用的效果；②絮凝效果随着两者加量的增大大体上有逐渐变好的趋势；③当聚合硅酸硫酸铝的加量为250mg/L，阴离子型聚丙烯酰胺AP加量为2.5mg/L时，大块的絮渣浮在水面上，水清澈，沉降速度比较快，且水中含油量和悬浮固体含量也达标，可作为预定配方以待后续进一步的检验。2.10.2聚合硫酸铝与有机絮凝剂复配浓度优化逐渐改变聚合硫酸铝和AP的加量浓度，按实验测试步骤测试复合絮凝效果，实验效果见表2-25。28\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文表2-25聚合硫酸铝与AP混凝效果Table2-25PolymerizedaluminumsulfateandAPcoagulationeffect实处理处理聚合硫酸铝阴离子AP稳定悬浮固验前透后透含油量加量加量实验现象时间体含量序光光mg/Lmg/Lmg/Lminmg/L号率%率%1071983.4细小的矾花缓慢浮于21.2575771.6200水面，水带半透明乳白32.575774.5色。43.7572766.8细小的矾花缓慢上浮，5074758.3水带半透明乳白色。63001.2580746.672.581水质比5稍清。643.683.7578650.8大量矾花全部上浮，水9088748.1质比8清些。大量矾花全部上浮，水103501.255592533.7透荧光。112.595比10清一些。535.9123.7593同10。638.313097同10。732.5141.2597水略透荧光。513.65.2400出现较大矾花，快速上152.59858.93.1浮，水清，略透荧光。163.75100同11。511.9<3.117098矾花快速上浮，水清。67.4<3.1181.25100比13更清。44.2<3.1450192.5100水质比11更清。43.8<3.1203.75100比15更清。42.6<3.1实验数据表明：①复配使用的絮凝效果明显优于其单独使用的效果；②投加量的增加，絮凝效果逐渐变好；③当聚合硫酸铝的加量为400mg/L，阴离子型聚丙烯酰胺AP加量为1.25mg/L时，即已达到比较理想的絮凝效果，可进一步进行复配实验。2.10.3实验结果（1）无机高分子混凝剂与有机絮凝剂复配絮凝效果明显优于无机低分子混凝剂与有机絮凝剂复配絮凝效果。（2）当聚合硅酸硫酸铝加量为250mg/L，阴离子型聚丙烯酰胺AP加量为2.5mg/L；聚合硫酸铝加量为400mg/L，阴离子型聚丙烯酰胺AP加量为1.25mg/L29\n第二章絮凝技术评价时，絮凝效果达到标准。2.11其它联合站推广应用及水处理工艺参数根据孤东油田目前现场执行的水质标准及前期实验制定的水质标准（见表2-26、表2-27），在实验室确定出了东三联的絮凝方案，在东三联现场经多次现场放大实验（由室内的400mL扩大到现场的10000mL）的验证，证明了在实验室条件下确定的东三联絮凝剂配方的适用性，并推广到一联和二联，经过室内复配调整、现场放大实验后，也确定出了一联和二联的絮凝配方。表2-26孤东油田现场执行水质标准Table2-26FieldofGudongoilfield,executivestandardofwaterquality含油量悬浮固体含量SRB菌平均腐蚀率站名mg/Lmg/L个/mLmm/a东一联3015东二联5030600.076东三联3015表2-27孤东油田各层位的新水质指标Table2-27AnewindexofeachlayerinGudongoilfieldwater平均空新水质指标气渗透悬浮固悬浮物颗粒平均腐蚀开发单元开发层系含油量SRB菌pH率体含量直径中值率mg/L个/mL值-3210µmmg/Lμmmm/a二区1433104200.076257Ng1+2—4孤东二区二区Ng51200104200.076257二区Ng61460104200.076257三区1210104200.076257Ng1+2—4孤东三区三区Ng5-61210104200.076257三区55-16104873.5200.076257单元四区1279104200.076257孤东四区Ng1+2—4四区Ng5-61244104200.076257六区119573.5200.0762573孤东六区Ng1+2—54六区Ng5-6107673.5200.07625711七西Ng4-51689125300.076072+3七西Ng51767125300.07607孤东七区41七西Ng5-61262104200.076073+4七西Ng62324125300.0760730\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文七西1678125300.0760725-8Ng6+6七中Ng3-61820125300.07607八区1673125300.076257孤东八区Ng1+2—4八区Ng5-62181125300.076257①根据孤东油田目前现场执行的水质标准确定的配方东三联絮凝配方：1、250mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、400mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP东一联絮凝配方：1、350mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、350mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP东二联絮凝配方：1、500mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、625mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP②根据前期实验制定的水质标准确定的配方东三联絮凝配方：1、250mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、400mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP东一联絮凝配方：1、375mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、375mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP东二联絮凝配方：1、625mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、750mg/L的聚合硫酸铝+2.5mg/L的AP按前期实验制定的水质标准处理东三联的进站采出液，处理前后的对比效果图见图2-17—图2-22（左侧为未处理的进站水，右侧为新配方处理后的水）。图2-15三联配方1图2-16三联配方2Figure2-15No.threecombinedstationFormula1Figure2-16No.threecombinedstationFormula231\n第二章絮凝技术评价图2-17一联配方1图2-18一联配方2Figure2-17No.onecombinedstationFormula1Figure2-18No.onecombinedstationFormula2图2-19二联配方1图2-20二联配方2Figure2-19No.twocombinedstationFormula1Figure2-20No.twocombinedstationFormula2为使现场处理污水时达到室内实验的处理效果，还得对各个工艺参数进行确定，为此，我们进行了加药间隔、沉降时间、湿渣体积、干渣体积这些工艺参数的测定，为现场水处理流程的设计提供依据。测定结果见表2-28（以400mL污水样评定）。加药间隔为无机混凝剂和有机絮凝剂之间的间隔，沉降时间为加入有机絮凝剂后从矾花出现到湿渣体积相对稳定的时间。表2-28a水质达到现场执行标准的水处理工艺参数Table2-28aqualitytoachievetechnologicalparametersofwatertreatmentfieldofexecutivestandard联合站号配方号加药间隔min沉降时间min湿渣体积mL干渣体积g115320.373东三联215350.478114210.287东一联215270.306115290.387东二联214320.25432\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文表2-28b水质达到前期研究新标准的水处理工艺参数Table2-28bParametersofwatertreatmentprocessresearchonnewstandardpremetwaterquality联合站号配方号加药间隔min沉降时间min湿渣体积mL干渣体积g115320.373东三联215350.478114260.315东一联215300.388115350.496东二联215370.321从表2-28b的结果可以看出，在室内处理污水时，无机混凝剂和有机絮凝剂需间隔一分钟，絮凝沉降时间为4-5分钟，400mL污水产生的湿渣量为21-37mL之间，干渣量约0.4克左右，因此，如将该技术用于现场污水处理时，设计人员可根据这些参数，并结合现场实际情况，如污水量，污水流速等去合理的设置无机混凝剂和有机絮凝剂的加药点，合理的设计沉降罐或使用沉降罐，准确的定位排污口及正确的选择板框压滤机的型号。孤东采油厂水处理效果可以从以下几个方面进行提高：①进一步提高破乳效果。东三联现场破乳剂破乳效果虽然已达标，但还需要进一步提高。若能对破乳剂进行改善，会提高后续污水的处理效果。②优化水处理剂配方，提高絮凝效果。针对这个问题，在室内进行了大量实验，已筛选出了孤东油田一号联合站、二号联合站、三号联合站的水处理配方。③改善水处理工艺。通常一个污水处理流程应该具有加药段、絮凝沉降段、出水和排污段。当然，目前，东三联的污水处理流程基本上是完整的，但是，据我们观察，东三联的污水处理流程的某些工段的运转不太正常。如排污工段，没有固定的排污点，也没有根据污水处理流程的特点定时排污。在现场，我们就观察到工人穿着防水服，钻到沉降罐底部清除污泥的场面，这样排污劳动强度大，而且效果差，而且不能及时清除污泥，使得水处理效果恶化。因此，在现场，应根据污水处理要求，计算出每天所产生的湿渣量和干渣量，在沉降罐上设置合理的排污口，并安装机械排污装置，定时排除污泥，以保证污水处理效果。同时，还应选择合适的板框压滤机将湿渣压成干渣，并合理堆放，不对环境造成二次污染。33\n第二章絮凝技术评价2.12经济评价根据厂家初步的报价，核算出孤东油田三个联合站絮凝剂配方的处理成本，见表2-29。表2-29a孤东油田联合站絮凝处理经济评价（现场执行标准）Table2-29aInGudongoilfieldcombinestationeconomicevaluationofflocculationtreatment(on-siteexecutionstandard)联合站号配方一（元/方）配方二（元/方）东三联0.6880.539东一联0.9480.474东二联1.3380.831表2-29b孤东油田联合站絮凝处理经济评价（前期实验制定标准）Table2-29bInGudongoilfieldcombinestationeconomicevaluationofflocculationtreatment(prestudyandformulatestandards)联合站号配方一（元/方）配方二（元/方）东三联0.6880.539东一联1.0130.506东二联1.9881.013考虑到现场实际应用情况，通过实验现象和实测的水质数据，将处理后的水按有效果、效果较好和效果最好三个级别进行分类，确定的水处理配方见附表1。34\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第三章杀菌技术评价实验表明，孤东油田各个联合站出站污水中硫酸盐还原菌超标，在没有细菌产生的副产品作用下，硫酸盐还原菌本身对孤东油田渗透率的影响不如固相颗粒严重。但其存在会腐蚀管线，并且在实际生产中，其自身繁殖而产生的累积沉积也会堵塞地层。因此，为了解决硫酸盐还原菌造成的堵塞和腐蚀等问题，在对进站采出液进行破乳、絮凝处理后，还必须对其进行杀菌处理。3.1杀菌剂研究进展用于杀死或抑制微生物生长的化学药剂有很多种，对微生物杀伤作用的大小，因化学剂的毒性和进入细胞的渗透性以及微生物的种类而有差异，同时也受环境因素的影响。一种化学剂对于某一种微生物有毒害，对于另一种微生物可能没有影响，甚至被利用作为营养物质。有些药剂在浓度稍高时起杀菌作用，但在一定的低浓度时，反而有刺激生长作用。因此只有正确地选择和使用杀菌剂，才能有效地抑制微生物的繁殖。常杀菌剂有以下三种。1、氧化型杀菌剂氧化型杀菌剂杀菌剂在水中能分解出新生态氧，通过强烈的氧化作用破坏细[17]胞原生质结构或氧化细胞结构中的一些活性基团而产生杀菌作用。2、吸附型杀菌剂吸附型杀菌剂通过吸附在细胞膜上，损害控制细胞渗透性的原生质膜，从而[18]杀死细菌。3、渗透型杀菌剂这类杀菌剂有较强的渗透作用，能透过细胞的细胞壁进入细胞质中，破坏菌[19]体内的生物合成，从而起杀菌作用。3.2实验方案及药品简介3.2.1实验仪器及药品实验仪器生产厂家SRB-HX-7型硫酸盐还原菌测试瓶北京华兴化学试剂厂电热培养箱南通科学仪器厂1mL注射器（在121℃灭菌20min）容量瓶等常规玻璃仪器东一联、东二联、东三联进站采出液及现用杀菌剂35\n第三章杀菌技术评价3.2.2实验方法采用三次重复法进行细菌测定。①在东三联现场用硫酸盐还原菌测试瓶接种细菌，放入60℃的电热培养箱中培养7天，计算细菌含量，做对比观察。②将东三联进站采出液经絮凝处理后取上清液，用硫酸盐还原菌测试瓶接种细菌，放入60℃的电热培养箱中培养7天，计算细菌含量。③在上清液中加入不同浓度的杀菌剂，放入60℃的电热培养箱中分别放置若干小时后用硫酸盐还原菌测试瓶接种细菌，放入60℃的电热培养箱中培养7天，计算细菌含量。3.3东三联杀菌实验3.3.1絮凝剂对SRB的杀菌作用为了考察絮凝剂对细菌的杀菌作用，将东三联采出液、絮凝处理后的采出液用滤纸过滤后分别接种细菌，与进站液现场接种细菌作对比，结果见表3-1、表3-2。表3-1絮凝剂对SRB的杀菌效果（配方1）Table3-1FlocculantbactericidaleffectonSRB(formula1)东三联现场污水SRB含量絮凝后污水中SRB含量杀菌率个/mL个/mL%422.5×109.5×1096.2表3-2絮凝剂对SRB的杀菌效果（配方2）Table3-2FlocculantbactericidaleffectonSRB(formula2)东三联现场污水SRB含量絮凝后污水中SRB含量杀菌率个/mL个/mL%422.5×109.5×1096.2从实验结果看出，东三联进站液经两种配方絮凝后，污水中的SRB菌的含量相同，均使进站液中SRB菌的含量大大减少，杀菌率均达到96.2%，说明絮凝剂对东三联采出液有明显的杀菌效果。3.3.2杀菌剂对SRB菌的杀菌作用采用现场使用的杀菌剂对东三联进行水处理实验，实验结果见表3-3。36\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文表3-3东三联现用杀菌剂对东三联的杀菌效果Table3-3No.threecombinedstationofgudongnowfungicideforsterilizationeffectonEasttriple加药浓度杀菌时间加杀菌剂前SRB含量加杀菌剂后SRB含量杀菌率序号mg/Lh个/mL个/mL%21107.5×1021.05223024.5×1052.609.5×1023502.5×104847015073.6825103.0×1068.42263022.0×1078.9539.5×107507592.118707592.1129101.15×1087.89103024595.2669.5×1011501598.421270010013103096.84143020100109.5×101540010016600100从实验结果看出，①絮凝处理后，东三联现用杀菌剂对东三联絮凝处理后的进站液有显著的杀菌效果；②杀菌剂浓度越大、杀菌时间越长，杀菌效果越好。实验结果显示，浓度为50mg/L，杀菌时间6小时即能达到前期实验制定的水质标准（SRB菌<25个/mL）；浓度为30mg/L，杀菌时间6小时即能达到孤东油田目前现场执行的水质标准（SRB菌<60个/mL）。3.4其它联合站室内杀菌推广实验在东三联杀菌方案的基础上，推广到一联和二联，分别用相应现场杀菌剂50mg/L、30mg/L杀菌处理6个小时，处理效果见表3-4。表3-4a其它联合站杀菌实验Table3-4aTheothercombinedstationsterilizationexperiment污水SRB含量絮凝后SRB含量加杀菌剂50mg/L后SRB含量杀菌率联合站个/mL个/mL个/mL%2配方19.5×101598.424东三联2.5×102配方29.5×101598.422配方19.5×1011.598.794东一联>6.0×102配方24.5×1001002配方12.5×1001004东二联2.5×102配方23.0×10159537\n第三章杀菌技术评价表3-4b其它联合站杀菌实验Table3-4bTheothercombinedstationsterilizationexperiment污水SRB含量絮凝后SRB含量加杀菌剂30mg/L后SRB含量杀菌率联合站个/mL个/mL个/mL%24配方19.5×104595.26东三联2.5×102配方29.5×104595.2624配方19.5×103096.84东一联>6.0×102配方24.5×103093.3324配方12.5×103088东二联2.5×102配方23.0×103090从结果看，采用相应现场杀菌剂杀菌后均使SRB菌的含量在达标范围内，收到了预期的杀菌效果。3.5实验结果①絮凝剂对东三联采出液有杀菌效果，杀菌率达96.2%；②若达到前期实验制定的水质标准（SRB菌<25个/mL），建议东一联、东二联、东三联使用相应联合站的现用杀菌剂50mg/L杀菌处理6个小时，若达到孤东油田目前现场执行的水质标准（SRB菌<60个/mL），建议东一联、东二联、东三联使用相应联合站的现用杀菌剂30mg/L杀菌处理6个小时。38\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第四章处理后水质配伍性评价前期的实验中已优选出适合于孤东油田的絮凝剂、杀菌剂，为了了解各药剂对地层渗透率的影响，还需进行水处理剂与地层的配伍性实验，做相关的室内静态和动态评价实验。4.1水质分析取孤东油田一号联合站、二号联合站、三号联合站现场出站水样，进行水质指标测定，水质分析数据见表4-1。表4-1目前孤东联合站水质情况表（2014年7月21日）Table4-1ThecurrentsituationofwaterqualityinGudongcombinationstationtable(July21,2014)悬浮固体含量含油量悬浮固体中值SRB菌个/平均腐蚀率总矿化度检测点pH值mg/Lmg/LµmmLmm/amg/L3东一联1291393.7811.1×100.0331148773东二联1301405.1431.1×100.028119147.43东三联188654.5527.0×100.04392027孤东油田一号联合站、二号联合站、三号联合站经前期实验制定的水质标准确定的配方处理后，取上清液进行水质指标测定，水质分析数据见表4-2、表4-3。孤东油田目前现场执行的水质标准确定的配方处理后的水质分析数据见附表7、附表8。表4-2新处理的孤东联合站水质情况表（配方1）Table4-2TablewaterGudongnewtreatmentcombinationstation(formula1)悬浮固体含量含油量悬浮固体中值SRB菌平均腐蚀率总矿化度检测点pH值mg/Lmg/Lµm个/mLmm/amg/L东一联5.67.92.67300.022118697东二联7.54.33.41800.051119567东三联4.418.83.33400.02191647表4-3新处理的孤东联合站水质情况表（配方2）Table4-3TablewaterGudongnewtreatmentcombinationstation(formula2)悬浮固体含量含油量悬浮固体中值SRB菌平均腐蚀率总矿化度检测点pH值mg/Lmg/Lµm个/mLmm/amg/L东一联6.63.23.46700.017115327东二联8.72.13.82300.044110877东三联5.213.63.61200.01893137从表中看出，经新配方处理后，三个联合站的悬浮固体含量、含油量等均达39\n第四章处理后水质配伍性评价到了前期制定的水质指标，总矿化度与PH值与目前孤东油田现场处理后的水质相比没有太大变化。4.2处理后水质与地层配伍性实验4.2.1处理后污水静态评价实验（1）处理后污水与地层水的配伍性实验2+2+前期的结垢静态评价实验表明，由于注入水中Ca、Mg离子含量较小，孤东油田结垢（主要是碳酸盐垢）现象并不严重，为了考察新处理后的水质的结垢状况，需做进一步的水质处理静态试验。将东一联、东二联、东三联经配方1和配方2絮凝处理后的进站采出液过滤后与模拟配制的地层水按不同比例混合，在60℃（平均地层温度）下放置24小时后观察其结垢情况。以七区地层水与前期实验制定的水质标准确定的配方处理后的水的结垢实验为例，实验结果见表4-4、表4-5、表4-6。七区地层水与孤东目前现场执行水质标准的配方处理后的水的结垢实验结果见附表9、附表10。表4-4七区地层水与现场注入水混配结垢情况表Table4-4Sevenformationwaterandfieldmixedscalingofsurfacewaterinjection混配比例地层水注入水1：93：75：57：39：160℃60℃60℃60℃60℃东一联微浊微浊微浊微浊微浊七西东二联微浊微浊微浊微浊微浊11Ng4-5东三联微浊微浊微浊微浊微浊东一联微浊微浊微浊微浊微浊七西东二联微浊微浊微浊微浊微浊2+3Ng5东三联微浊微浊微浊微浊微浊东一联微浊微浊微浊微浊微浊七西东二联微浊微浊微浊微浊微浊41Ng5-6东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联微浊微浊微浊微浊清澈七西东二联清澈微浊微浊微浊微浊3+4Ng6东三联微浊微浊微浊微浊微浊东一联微浊微浊微浊微浊微浊七西东二联微浊微浊微浊微浊微浊25-8Ng6+6东三联清澈清澈清澈清澈清澈七中东三联微浊微浊微浊微浊微浊Ng3-6七西馆下东一联清澈清澈清澈清澈清澈7-10东二联微浊微浊微浊清澈清澈40\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文东三联微浊清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈微浊清澈微浊七区沙河东二联微浊微浊微浊微浊微浊街东三联微浊微浊微浊微浊微浊表4-5七区地层水与新处理后的水混配结垢情况表（配方1）Table4-5Sevennewdistrictformationwaterandtreatedwatermixedscalingtable混配比例地层水注入水1：93：75：57：39：1东一联清澈清澈清澈清澈清澈七西东二联清澈清澈微浊清澈清澈11Ng4-5东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈清澈清澈七西东二联清澈清澈清澈微浊清澈2+3Ng5东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈清澈清澈七西东二联清澈清澈清澈清澈清澈41Ng5-6东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈清澈清澈七西东二联清澈清澈清澈清澈清澈3+4Ng6东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈微浊清澈清澈七西东二联清澈清澈清澈清澈清澈25-8Ng6+6东三联清澈清澈清澈清澈清澈七中Ng3-6东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈清澈清澈七西馆下东二联清澈微浊清澈清澈清澈7-10东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈微浊清澈七区沙河东二联清澈清澈清澈清澈清澈街东三联清澈清澈清澈清澈清澈表4-6七区地层水与新处理后的水混配结垢情况表（配方2）Table4-6Sevennewdistrictformationwaterandtreatedwatermixedscalingtable混配比例地层水注入水1：93：75：57：39：1东一联清澈微浊清澈清澈清澈七西东二联清澈清澈微浊清澈清澈11Ng4-5东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈微浊清澈清澈七西东二联清澈清澈清澈微浊清澈2+3Ng5东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈微浊清澈清澈七西东二联清澈清澈清澈清澈清澈41Ng5-6东三联清澈清澈清澈清澈清澈41\n第四章处理后水质配伍性评价东一联清澈清澈清澈微浊清澈七西东二联清澈清澈清澈清澈清澈3+4Ng6东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈微浊清澈清澈七西东二联清澈清澈清澈清澈清澈25-8Ng6+6东三联清澈清澈清澈清澈清澈七中Ng3-6东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈清澈清澈七西馆下东二联清澈清澈微浊清澈清澈7-10东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈微浊清澈清澈七区东二联清澈清澈清澈微浊清澈沙河街东三联清澈清澈清澈清澈清澈从实验结果看出，经新的水质处理配方处理后，孤东油田注水结垢情况明显减弱，说明两种配方不仅具有除油、絮凝、杀菌的功能，而且还具有一定的防垢效果。推测分析认为，两种配方之所以具备防垢效果，有两方面的原因，一是经絮2+2+凝处理后，减少了水中的成核离子，如Ca、Mg，因此使得结垢量明显的减少；二是由于配方中引入了阴离子聚丙烯酰胺AP剂，其与水中残余的聚丙烯酰胺一起经机械剪切作用后，在水中的分子量已大大降低，成为低相对分子质量（小于45×10）的带羧基链节的聚合物，这类聚合物的防垢作用可通过吸附机理来解释：①晶格畸变机理：由于聚合物的吸附，使垢表面的正常结垢状态受到干扰（畸变），抑制或部分抑制了垢晶体的继续长大，使成垢离子处在饱和状态或形成松散的垢为水流带走；②静电排斥机理：由于聚合物在垢表面吸附，能形成如图6-1所示的扩散双电层，使垢表面带电，抑制了垢晶体间的聚并。依据吸附机理，此种类型的聚合物能控制远远大于化学计量的成垢离子。图4-1带羧基链节的聚合物在CaCO3表面产生的扩散双电层Figure4-1DiffusedoublelayerwithcarboxylchainpolymerproducedonthesurfaceofCaCO3（2）处理后污水与储层岩石的配伍性实验为了考察注入水与储层岩石接触是否引起粘土膨胀而造成储层损害，进一步42\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文作了处理后的水与储层岩石的配伍性实验。将储层岩心粉洗油烘干后，过100目筛，称取一定量岩心粉放入具塞量筒中，记下干样体积。然后向具有相同岩心粉的量筒分别加入地层水和处理后的水，充分摇匀恒温60℃静放，让其充分膨胀，达到平衡后，仪器自动显示并纪录样品厚度增量。连续测量24小时后，记下岩心粉在地层水和注入水中的最终体积V1和V2。若V2大于V1，则表明注入水引起岩石粘土膨胀，若V2小于等于V1，则表明注入水不引起岩石粘土膨胀，实验结果见表4-7。表4-7注入水与储层岩石静态配伍性实验数据表Table4-7Ofinjectedwaterwithreservoirrockstaticcompatibilityofexperimentaldata岩心V1V2配方号33地层区块井号深度(m)cmcm12.7六区孤东6-26-5151403.392.622.812.2七区西孤东7-32-1751265.782.122.212.5七区中孤东7-43-1251379.02.822.4由表4-7结果可以看出，地层岩石与注入水接触后的体积V2和与地层水接触后的体积V1相比要小或者接近，因此可以认为，注入水和地层岩石配伍性较好，不会引起储层岩石的粘土膨胀。对比地层水和处理后的水的分析数据可以看出，两种水的总矿化度非常接近，由此可以判断，孤东油田注水生产过程中，不会产生严重的水敏性伤害。（3）处理后污水与地层原油的配伍性实验采用以下两种方法观察处理后的水与原油的配伍性：（1）将等体积的原油与注入水在玻璃瓶中混合，摇匀，在水浴中放置两小时后，取出冷却，在100目筛网上过滤，用精炼油清洗筛上的残余物。（2）将原油滴在玻璃上，加少量水，在显微镜下进行观察在实验（1）中筛上的残余物全部溶解，实验（2）中也未观察到固体物质，说明处理后的水与原油既没有形成淤泥的趋势也没有乳状液形成，这说明两种配方处理后的水与地层原油有较好的适应性。4.2.2处理后污水对地层伤害程度评价实验水质分析的结果表明，采用新配方处理孤东油田采出液已使三个联合站的水质达标，为了定量分析注入水在不同注入阶段对储层渗透率的伤害程度，同时判43\n第四章处理后水质配伍性评价断新处理的水与储层的配伍性，采用体积流过量评价实验来验证新处理过后的水的水质适应性。实验方法1实验流体：实验流体分别为模拟地层水和用新配方处理后的水。地层水的各种离子成分以及矿化度见前期报告表2-3。2实验条件及流程：①实验温度为25℃；②实验流程图见图4-2。3实验步骤：①将清洁岩样烘干、抽空饱和模拟地层水；②将饱和地层水后的岩样装入岩心夹持器，并加环压；③将地层水注入岩心，记录岩心两端的压力差，岩心出口端流量，计算岩心原始渗透率Ki；④将新处理后的水注入岩心，记录注入不同孔隙体积倍数的注入水时，岩心两端压力差，以及岩心出口端流量，计算岩心渗透率随注入量的变化值。实验结束后，绘出液相渗透率与流过量（孔隙体积倍数）关系曲线。该曲线反映了随流过液体体积的增加，岩样的液体渗透率变化的全过程。由于新处理过后的水的矿化度和地层水矿化度接近，从处理后的水与储层岩石的配伍性实验中也看出储层发生粘土膨胀的程度不是很大，在评价实验中采用人造岩心进行实验。将东三联经新配方处理后的水注入不同渗透率的岩心中，注入速度为0.5mL/min。测定在注入70倍孔隙体积倍数时岩样渗透率的变化值，并计算渗透率伤害率。结果见表4-8、图4-3、图4-4。图4-2注水体积流过量实验流程图Figure4-2Injectionvolumeflowexcessexperimentalflowchart44\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文表4-8体积流过量实验数据表Table4-8Excessvolumeflowexperimentdatatable空气渗原始渗透率伤害率KKi100%岩注入透率渗透率Ki样水源2μmKi0PV10PV20PV30PV40PV50PV60PV70PV#11.6731185.1配方1001.82.516.9011.7015.215.72#21.213686.11配方20004.111.0213.0216.918.22018161412108（K-Ki）/Ki6420010203040506070孔隙体积倍数（PV）图4-3配方1体积流过量实验曲线Figure4-3Formula1volumeflowexcessexperimentalcurve2018161412108（Ki-K）/Ki6420010203040506070孔隙体积倍数（PV）图4-4配方2体积流过量实验曲线Figure4-4Formula2volumeflowexcessexperimentalcurve从实验结果看出，经过配方1和配方2处理过的水注进东三联人造岩心后，岩样的渗透率伤害率都随注入孔隙体积倍数的增加而上升，但在累计注入70倍孔隙体积范围内的岩石渗透率的伤害程度都低于20％，说明两个配方对岩心的伤害都较小。4.3实验结果①水质检测数据表明：经新配方处理后，三个联合站的悬浮固体含量、含油量等均达到了前期制定的水质指标，总矿化度与PH值与目前孤东油田现场处理后的水质相比没有太大变化。②新的水质处理配方由于减少了水中的成核离子以及经机械剪切作用后残留的聚丙烯酰胺的作用使得配方具有防垢效果，孤东油田注水结垢情况较之以前明显减弱。45\n第四章处理后水质配伍性评价③处理后的水和地层岩石配伍性较好，不会引起储层岩石的粘土膨胀，在孤东油田注水生产过程中，不会产生严重的水敏性伤害，并且与地层原油有较好的适应性。④动态实验表明，两个配方处理过的水在累计注入东三联人造岩心70倍孔隙体积范围内的岩石渗透率的伤害程度都低于20％，说明两个配方对岩心的伤害都很小。46\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第五章各种药剂对聚合物溶液粘度的影响评价聚合物驱油技术在许多油田得到了较广泛的应用，取得了较好的经济效益。国内部分油田多采用清水配制和注入的工艺，配制聚合物往往需要耗费大量的清水。而另一方面，聚合物驱油后又产生大量的含聚污水，这些含聚污水处理后若不达标，外排后不仅使大量的水资源白白浪费掉，而且又增加了环境的负担。直接注入地层会对地层造成伤害，用来配制聚合物溶液又使其溶液粘度大大降低，严重影响聚合物驱的效果和效益。因此，无论从环保角度还是经济角度来讲，将大量的采油污水进行改性和处理后用来配制聚合物溶液具有非常现实的意义。孤东油田部分区块目前采用清水配制聚合物母液、污水稀释混配的配注方式。其配制聚合物溶液的污水主要来源于三号联合站。一号联合站和二号联合站由于水质处理情况不理想，其污水并未用来配制聚合物溶液。在前期的水处理化学药剂的筛选中已制定出了孤东油田的水处理方案，经室内实验的检测已使各个联合站的处理水达标。为了进一步考察各种药剂对聚合物溶液的粘度影响，我们用处理后的三号联合站水配制了聚合物溶液，考察聚合物溶液粘度随时间的变化情况，并与现场出站污水配制的聚合物溶液粘度进行对比，分析各种水处理剂对聚合物溶液粘度的影响。[20]-[25]5.1影响聚合物溶液粘度特性因素分析5.1.1降解（1）热降解。在升温过程中，聚合物发生了水解反应，然后反应趋向于稳定。（2）氧化降解。氧化降解是指聚合物溶液与一些氧化型物质接触，如氧气，使得聚合物分子结构破坏的过程。（3）剪切降解。剪切降解是指聚合物分子在高剪切应力作用下，分子结构的破坏过程。（4）生物降解。生物降解对聚丙烯酰胺和多糖两者都会产生作用，影响生物降解的变量包括盐水中的细菌种类、压力、温度、含盐量和其它化学剂的存在。5.1.2盐敏效应也称盐效应，是指聚电解质溶液的粘度受盐影响的效应，即其粘度对盐敏感。当聚丙烯酰胺在水中溶解后，其钠羧基解离成羧基，从而使大分子链带有很多负电基团，它们的相互排斥作用使得分子链形成松散的无规线团，因而对水有很好47\n第五章各种药剂对聚合物溶液粘度的影响评价的增粘作用，这也是聚丙烯酰胺的增粘机理。但当水中有无机盐时，无机盐对羧基起到屏蔽作用，即抑制了聚电解质的解离，负电性减小，分子变得卷曲（紧密[21]的无规线团），就使得增粘能力下降。5.2实验方案及药品简介5.2.1材料及试剂材料厂家BrookfieldDV-III+ULTRA可编程控制式美国BROOKFIELD公司流变仪JJ-1电动搅拌器常州国华电器有限公司各种水处理剂及现场注聚用聚丙烯酰胺常规玻璃仪器等[26]-[29]5.2.2实验方法模拟现场清水配制聚合物母液，污水稀释的方法。先用胜利油田的清水把现场注聚用聚丙烯酰胺配制成2‰的母液，由于本实验仅考察各种水处理剂对聚合物溶液的粘度影响，因此在室内条件下将经絮凝处理后的污水用滤纸过滤，以消除悬浮固体对聚合物溶液的粘度影响，在滤液中分别加入杀菌剂、缓蚀剂后将母液稀释成1‰的聚丙烯酰胺溶液，在恒定温度为30℃的条件下用BrookfieldDV-III+流变仪（粘度计）考察聚合物溶液的初始粘度以及15天内粘度随时间的变化。5.3水处理剂对粘度影响实验5.3.1絮凝剂对聚合物溶液粘度的影响在前面的絮凝实验中，已确定出东三联的絮凝配方1和配方2，将东三联进站采出液分别经两个絮凝方案处理的过滤液配制成聚合物溶液，并与现场出站污水做对比，实验结果见表5-1、图5-1。表5-1东三联絮凝剂对聚合物溶液粘度影响Table5-1EffectofNo.threecombinedstationofgudongflocculantontheviscosityofpolymersolution序聚合物溶液粘度mP·s配制的聚合物溶液号0d1d3d5d10d12d15d1现场出站污水9.89.38.78.27.87.77.62絮凝配方①9.79.99.08.48.48.37.73絮凝配方②9.810.39.08.68.58.57.648\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文1110.5现场出站污水10絮凝配方①9.5絮凝配方②98.5粘度mP•s87.576.560123456789101112131415时间d图5-1絮凝剂对聚合物溶液粘度影响Figure5-1Effectofflocculantontheviscosityofpolymersolution从实验结果看出，①污水配制的聚丙烯酰胺溶液的初始粘度在刚开始的一段时间内，粘度呈现增加趋势，在1d左右的时间内粘度达到最大值，其后聚合物溶液粘度都随时间的增加而降低；②由于经过絮凝配方1和配方2的絮凝处理，使水中的污染物含量大大降低，使得配制的聚合物溶液粘度在前期高于现场出站污水配制的聚合物溶液粘度，但随着时间的延长，在将近15天时粘度逐渐趋于一致。5.3.2杀菌剂对聚合物溶液粘度的影响由于实际现场加入杀菌剂处理后水中残余的杀菌剂浓度难以确定，所以本实验以加入50mg/L的杀菌剂来考察。将东三联进站采出液分别经两个配方处理后过滤，在滤液中加入50mg/L的杀菌剂，将加入杀菌剂的滤液按实验方法配制成聚合物溶液，实验结果见表5-2、图5-2、图5-3。表5-2东三联杀菌剂对聚合物溶液粘度影响Table5-2EffectofNo.threecombinedstationofgudongfungicidesonviscosityofpolymersolution序聚合物溶液粘度mP·s配制的聚合物溶液号0d1d3d5d10d12d15d1现场出站污水9.89.38.78.27.87.77.62絮凝配方①9.79.99.08.48.48.37.73配方①+50mg/L杀菌剂10.210.49.89.29.29.28.44絮凝配方②9.810.39.08.68.58.57.65配方②+50mg/L杀菌剂10.210.89.88.88.88.78.249\n第五章各种药剂对聚合物溶液粘度的影响评价11现场出站污水10.5絮凝配方①10配方①+50mg/L杀菌剂9.59粘度mP•s8.587.570123456789101112131415时间d图5-2杀菌剂对聚合物溶液粘度影响（絮凝配方①）Figure5-2EffectsofFungicidesonviscosityofpolymersolution(flocculationFormula1)11现场出站污水10.5絮凝配方②10配方②+50mg/L杀菌剂9.59粘度mP•s8.587.570123456789101112131415时间d图5-3杀菌剂对聚合物溶液粘度影响（絮凝配方②）Figure5-3EffectsofFungicidesonviscosityofpolymersolution(flocculationFormula1)结果显示：杀菌剂能增加聚合物溶液粘度，但在15天内，粘度逐渐降低。由此可见，细菌对聚合物溶液粘度影响比较大，有资料显示，一般的硫酸盐还原菌等细菌会使聚合物降解10%～20%，加入杀菌剂后消除了细菌对聚丙烯酰胺的降解作用，因此粘度比不加杀菌剂的聚合物溶液大。，5.3.3缓蚀剂对聚合物溶液粘度的影响同杀菌剂一样，由于实际现场加入缓蚀剂处理后水中残余的缓蚀剂浓度难以确定，所以统一以加入5mg/L的缓蚀剂来考察。将东三联进站采出液分别经两个配方处理后过滤，在滤液中加入50mg/L的杀菌剂和5mg/L的缓蚀剂，再将滤液按实验方法配制成聚合物溶液，实验结果见表5-3、图5-4、图5-5。从实验结果看出：缓蚀剂对聚合物溶液粘度的影响不大，其初始粘度及粘度随时间的变化与不加缓蚀剂配制的聚合物溶液粘度基本一致。50\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文表5-3东三联缓蚀剂对聚合物溶液粘度影响Table5-3EffectofNo.threecombinedstationofgudonginhibitoronviscosityofpolymersolution序聚合物溶液粘度mP·s配制的聚合物溶液号0d1d3d5d10d12d15d1现场出站污水9.89.38.78.27.87.77.62配方①+50mg/L杀菌剂10.210.49.89.29.29.28.4配方①+50mg/L杀菌剂310.310.69.89.19.19.18.5+5mg/L缓蚀剂SY4配方②+50mg/L杀菌剂10.210.89.88.88.88.78.2配方②+50mg/L杀菌剂510.310.59.78.88.88.88.4+5mg/L缓蚀剂SY11现场出站污水10.5配方①+50mg/L杀菌剂配方①+50mg/L杀菌剂+5mg/L缓蚀剂SY109.59粘度mP•s8.587.570123456789101112131415时间d图5-4缓蚀剂对聚合物溶液粘度影响（絮凝配方①）Figure5-4Theeffectofinhibitorsontheviscosityofpolymersolution(flocculationFormula1)现场出站污水1110.5配方②+50mg/L杀菌剂10配方②+50mg/L杀菌剂+5mg/L缓蚀剂SY9.59粘度mP•s8.587.570123456789101112131415时间d图5-5缓蚀剂对聚合物溶液粘度影响（絮凝配方②）Figure5-5Theeffectofinhibitorsontheviscosityofpolymersolution(flocculationformulaII)51\n第五章各种药剂对聚合物溶液粘度的影响评价5.3.4实验结果①按絮凝方案1、方案2处理后的采油污水配制的聚合物溶液粘度高于现场出站污水聚合物溶液粘度，在近15天时粘度趋于一致。②杀菌剂的加入能提高聚合物溶液的粘度，在考察的15天时间内粘度均比现场出站污水配制的聚合物粘度大。③缓蚀剂对聚合物溶液粘度的影响不大。52\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第六章现场应用6.1.前期实验筛选出各联合站水处理配方表6-1东三联水处理配方Table6-1No.threecombinedstationofgudongWatertreatmentprescription水质检测结果悬浮悬浮平均成本配方号固体含油固体SRB菌总矿pH量腐蚀化度元/方含量中值个/mL率值mg/mg/Lmg/Lµmmm/aL2mg/L的ZO+东三联杀菌剂130mg/L杀菌6小时+10mg/L108535.431450.01891547.50.45的SY缓蚀剂250mg/L的聚合硅酸硫酸铝+东三联杀菌剂30mg/L杀258.743.45.281450.021922871.028菌6小时+10mg/L的SY缓水蚀剂质350mg/L的聚合硫酸铝+东3三联杀菌剂30mg/L杀菌657.148.15.313450.01891427.40.833较小时+10mg/L的SY缓蚀剂清250mg/L的聚合硅酸硫酸铝澈+1.25mg/L的AP+东三联杀420283.486450.021915671.047菌剂30mg/L杀菌6小时+10mg/L的SY缓蚀剂350mg/L的聚合硫酸铝+0.5mg/L的AP+东三联杀菌剂536.846.74.955450.01893427.40.85230mg/L杀菌6小时+10mg/L的SY缓蚀剂250mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2mg/L的AP+东三联杀菌效611.526.44.253150.021975471.098剂50mg/L杀菌6小时果+10mg/L的SY缓蚀剂较400mg/L的聚合硫酸铝+0.5mg/L的AP+东三联杀菌剂好713.725.34.126450.018923570.90630mg/L杀菌6小时+10mg/L的SY缓蚀剂250mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP+东三联杀效84.418.83.334150.0176916471.266菌剂50mg/L杀菌6小时果+10mg/L的SY缓蚀剂最400mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP+东三联杀好95.213.63.612150.0145931371.117菌剂50mg/L杀菌6小时+10mg/L的SY缓蚀剂表6-2东一联水处理配方Table6-2No.onecombinedstationofgudongWatertreatmentprescription水质检测结果悬浮悬浮平均成本配方号含油固体SRB菌总矿pH固体量腐蚀化度元/方含量中值个/mL率值mg/Lmg/Lmg/Lµmmm/a350mg/L的聚合硅酸硫酸铝+水1东一联杀菌剂30mg/L杀菌668.233.44.316300.0211146871.288质小时+10mg/L的SY缓蚀剂53\n第六章现场应用较350mg/L的聚合硫酸铝+东一2联杀菌剂30mg/L杀菌6小时54.328.14.263300.0171254670.833清+10mg/L的SY缓蚀剂澈350mg/L的聚合硅酸硫酸铝+1.25mg/L的AP+东一联杀33621.65.132300.0211157271.307菌剂30mg/L杀菌6小时+10mg/L的SY缓蚀剂350mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP+东一联杀菌0.013效411.622.42.787301151371.326剂30mg/L杀菌6小时8果+10mg/L的SY缓蚀剂较350mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP+东一联杀菌剂300.009好510.210.63.472251179570.852mg/L杀菌6小时+10mg/L的3SY缓蚀剂375mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP+东一联杀菌效65.67.92.67311.50.01711186971.591剂50mg/L杀菌6小时果+10mg/L的SY缓蚀剂最375mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP+东一联杀菌剂50好76.63.23.46700.01161153271.084mg/L杀菌6小时+10mg/L的SY缓蚀剂表6-3东二联水处理配方Table6-3No.twocombinedstationofgudongWatertreatmentprescription水质检测结果悬浮悬浮成本配方号含油SRB菌平均腐总矿pH固体固体量蚀率化度元/方含量中值个/mL值mg/Lmm/amg/Lmg/Lµm500mg/L的聚合硅酸硫酸铝+东二联杀菌剂30mg/L154.338.55.135300.0391325671.678杀菌6小时+10mg/L的SY水缓蚀剂质625mg/L的聚合硫酸铝+东二联杀菌剂30mg/L杀较260.835.24.726300.0311266171.191菌6小时+10mg/L的SY缓清蚀剂澈500mg/L的聚合硅酸硫酸铝+1.25mg/L的AP+东二344.530.44.612300.0391238371.697联杀菌剂30mg/L杀菌6小时+10mg/L的SY缓蚀剂500mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP+东二效426.728.54.113300.02151247271.716联杀菌剂30mg/L杀菌6果小时+10mg/L的SY缓蚀剂较625mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP+东二联好522.134.13.887250.00831206471.209杀菌剂30mg/L杀菌6小时+10mg/L的SY缓蚀剂625mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP+东二效67.54.33.41800.02161195672.566联杀菌剂50mg/L杀菌6果小时+10mg/L的SY缓蚀剂最750mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP+东二联好78.72.13.823150.00861108771.591杀菌剂50mg/L杀菌6小时+10mg/L的SY缓蚀剂注：有效果指按透光率较高（水质比较清澈）的处理效果确定的配方.54\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文效果较好指根据孤东油田目前现场执行的水质标准确定的配方.效果最好指根据前期实验制定的水质标准确定的配方.6.2孤东联合站回注水水质管理局标准表6-4孤东联合站回注水水质管理局标准Table6-4GudonginjectionwaterqualitystandardManagementBureauStation悬浮固体含油量SRB菌平均腐蚀率悬浮物颗粒直径中值含量序号站名标准标准标准标准标准mg/Lmg/L个/mLmm/aμm1东三污3030250.07642东一污3010250.07643东二污5030250.07646.3根据管理局回注水水质标准和前期针对三个联合站制定的污水处理配方，东三联选择配方6、东一联选择配方7、东二联选择配方7进行现场投加。经对水质的现场跟踪检测，效果较好，能达到管理局的污水水质指标要求。6.3.1东三联污水水质检测对比表6-5东三联污水水质跟踪检测结果Table6-5No.threecombinedstationofgudongsewagequalitytrackingtestresults水量含油量悬浮固体含量SRB菌平均腐蚀率站名日期取样时间m3/dmg/Lmg/L个/mLmm/a东三污10:003300023.815.9150.0202014.8.02东三污14:003300021.013.9150.019东三污10:003300022.510.3150.0312014.8.03东三污14:003300022.415.6200.037东三污10:003300027.316.6250.0412014.8.04东三污14:003300020.010.6150.015东三污10:003300025.018.0200.0062014.8.05东三污14:003300029.17.4150.032东三污10:003300026.411.0500.1012014.8.06东三污14:003300025.718.3200.045东三污10:003300025.510.4250.0512014.8.07东三污14:003300022.511.3150.055平均24.313.320.80.03855\n第六章现场应用表6-6东三联水质与去年同期对比结果Table6-6No.threecombinedstationofgudongwaterqualitycomparedwiththesameperiodlastyearresults含油量悬浮固体含量SRB菌平均腐蚀率日期mg/Lmg/L个/mLmm/a2013.0829.117.4600.0322014.0824.313.320.80.038根据表6-5、6-6可以看出，东三联使用新的药剂配方后，污水水质达到了管理局水质指标要求。且比去年同期水质指标整体有所提升。6.3.2东一联污水水质检测对比表6-7东一联污水水质跟踪检测结果Table6-5No.onecombinedstationofgudongsewagequalitytrackingtestresults水量含油量悬浮固体含量SRB菌平均腐蚀率站名日期取样时间mg/Lmg/L个/mLmm/a东一污10:00450003.06.750.0192014.8.02东一污14:00450007.87.760.024东一污10:00450008.63.060.0252014.8.03东一污14:00450004.98.960.022东一污10:00450007.19.760.0252014.8.04东一污14:00450009.82.860.024东一污10:00450005.19.360.0162014.8.05东一污14:00450006.11.850.012东一污10:00450003.01.950.0162014.8.06东一污14:00450009.74.650.017东一污10:00450001.78.850.0122014.8.07东一污14:00450005.64.360.025平均6.05.85.60.020表6-8东一联水质与去年同期对比结果Table6-6No.tonecombinedstationofgudongwaterqualitycomparedwiththesameperiodlastyearresults含油量悬浮固体含量SRB菌平均腐蚀率日期mg/Lmg/L个/mLmm/a2014.0816.114.8250.1672013.086.05.85.60.020根据表6-7、6-8可以看出，东一联使用新的药剂配方后，污水水质达到了管理局水质指标要求。且比去年同期水质指标有大幅提升。6.3.3东二联污水水质检测对比56\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文表6-9东二联污水水质跟踪检测结果Table6-5No.twocombinedstationofgudongsewagequalitytrackingtestresults水量含油量悬浮固体含量SRB菌平均腐蚀率站名日期取样时间mg/Lmg/L个/mLmm/a东二污10:00360003.44.3150.0082014.8.02东二污14:00360001.99.0150.022东二污10:00360005.93.9200.0062014.8.03东二污14:00360005.87.0100.073东二污10:00360006.57.0150.0092014.8.04东二污14:00360006.39.0200.062东二污10:00360006.09.5200.0122014.8.05东二污14:00360007.22.5150.005东二污10:00360006.66.9100.0532014.8.06东二污14:00360003.19.2150.041东二污10:00360001.02.8150.0522014.8.07东二污14:00360003.35.5200.067平均4.86.415.80.034表6-10东二联水质与去年同期对比结果Table6-6No.twocombinedstationofgudongwaterqualitycomparedwiththesameperiodlastyearresults含油量悬浮固体含量SRB菌平均腐蚀率日期mg/Lmg/L个/mLmm/a2014.0847.222.9600.0352013.084.86.415.80.034根据表6-9、6-10可以看出，东二联使用新的药剂配方后，污水水质达到了管理局水质指标要求。且比去年同期水质指标有大幅提升。57\n第七章结论与建议第七章结论与建议根据药剂评价和优化，在室内已筛选出适合于孤东油田三个联合站的水处理配方。经过在三个联合站的现场应用，这些配方不仅使孤东油田各个联合站的各项水处理指标达到了孤东油田现场执行水质标准或前期制定的标准，而且配伍性好，且对后续配制的聚合物溶液粘度没有影响，达到了理想的处理效果，通过本项目，取得的认识及建议如下：1、实验室确定出东三联的絮凝方案后，在东三联现场经多次现场放大实验（由室内的400mL扩大到现场的10000mL）的验证，证明了在实验室条件下确定的东三联絮凝剂配方的适用性，并推广到一联和二联，经过室内复配调整、现场放大实验后，也确定出了一联和二联的絮凝配方：I）根据孤东油田目前现场执行水质标准确定的配方东三联絮凝配方：1、250mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、400mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP东一联絮凝配方：1、350mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、350mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP东二联絮凝配方：1、500mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、625mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的APII）根据前期实验制定的水质标准确定的配方东三联絮凝配方：1、250mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、400mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP东一联絮凝配方：1、375mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、375mg/L的聚合硫酸铝+1.25mg/L的AP东二联絮凝配方：1、625mg/L的聚合硅酸硫酸铝+2.5mg/L的AP2、750mg/L的聚合硫酸铝+2.5mg/L的AP2、絮凝剂对联合站的采出液有杀菌效果，三个联合站进站采出液在经过破乳、絮凝后，若达到前期实验制定的水质标准（SRB菌<25个/mL），建议东一联、东二联、东三联使用相应联合站的现用杀菌剂50mg/L杀菌处理6个小时，若达到孤东油田目前现场执行的水质标准（SRB菌<60个/mL），建议东一联、东二联、东三联使用相应联合站的现用杀菌剂30mg/L杀菌处理6个小时。58\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文3、新的絮凝处理配方不仅具有除油、絮凝的功能，还兼有一定的防垢效果。4、处理后的水和地层水、地层岩石及地层原油的配伍性较好，不会引起储层岩石的粘土膨胀，在孤东油田注水生产过程中，不会产生严重的水敏性伤害，处理后的水对地层伤害程度评价实验表明，前期实验制定的水质标准确定的两个配方处理后的水在累计注入东三联人造岩心70倍孔隙体积范围内的岩石渗透率的伤害程度都低于20％，说明两个配方对岩心的伤害都比较小。5、用新处理后的水配制的聚合物溶液粘度高于现场出站污水配制的聚合物溶液粘度，杀菌剂能增加聚合物溶液粘度，缓蚀剂则影响不大。6、孤东采油厂水处理效果可以从以下几个方面进行提高：（1）进一步提高破乳效果；（2）优化水处理剂配方，提高絮凝效果；（3）改善水处理工艺。59\n附录附录附录内容为达到不同效果的药剂配方，及达到目前现场执行的水质标准的污水的相关实验结果。1、孤东油田各联合站絮凝配方附表1东三联絮凝配方Table1No.threecombinedstationofgudongFlocculationformula水质检测结果配方号悬浮固体悬浮固体平均腐蚀总矿化成本含油量SRB菌元/方含量中值率度pH值mg/L个/mLmg/Lµmmm/amg/L312mg/L的ZO108535.4312.5×100.01891547.50.072250mg/L的聚合2258.743.45.2819.5×100.021922870.650硅酸硫酸铝350mg/L的聚合硫2357.148.15.3139.5×100.01891427.40.455酸铝有效果250mg/L的聚合硅24酸硫酸铝+1.2520283.4869.5×100.021915670.669mg/L的AP350mg/L的聚合硫25酸铝+1.25mg/L的31.633.74.9559.5×100.01893427.40.474AP250mg/L的聚合硅2效果较6酸硫酸铝+2.5mg/L4.418.83.3349.5×100.021916470.688的AP好/效400mg/L的聚合硫果最好7酸铝+1.25mg/L的5.213.63.6129.5×1020.018931370.539AP附表2东一联絮凝配方Table2No.onecombinedstationofgudongFlocculationformula水质检测结果成本配方号悬浮固体悬浮固体平均腐蚀总矿化含油量SRB菌元/方含量中值率度PH值mg/L个/mLmg/Lµmmm/amg/L350mg/L的聚合2168.233.44.3169.5×100.0211146870.91硅酸硫酸铝350mg/L的聚合2254.328.14.2639.5×100.0171254670.455有效果硫酸铝350mg/L的聚合23硅酸硫酸铝+1.253621.65.1329.5×100.0211157270.929mg/L的AP350mg/L的聚合24硅酸硫酸铝+2.511.622.42.7879.5×100.0211151370.948mg/L的AP效果较好350mg/L的聚合25硫酸铝+1.25mg/L10.210.63.4724.5×100.0171179570.474的AP375mg/L的聚合2效果最好6硅酸硫酸铝+2.55.67.92.6739.5×100.0221186971.013mg/L的AP60\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文375mg/L的聚合27硫酸铝+1.25mg/L6.63.23.4674.5×100.0171153270.506的AP附表3东二联絮凝配方Table3No.twocombinedstationofgudongFlocculationformula水质检测结果成本配方号悬浮固体悬浮固体平均腐蚀总矿化含油量SRB菌元/方含量中值率度pH值mg/L个/mLmg/Lµmmm/amg/L500mg/L的聚合2154.338.55.1352.5×100.0391325671.30硅酸硫酸铝2625mg/L的聚合60.835.24.7262.5×1020.0311266170.813有效果硫酸铝3500mg/L的聚合2硅酸硫酸铝+1.2544.530.44.6122.5×100.0391238371.319mg/L的AP4500mg/L的聚合2硅酸硫酸铝+2.526.728.54.1132.5×100.0391247271.338mg/L的AP效果较好5625mg/L的聚合2硫酸铝+1.25mg/L22.134.13.8873.0×100.0311206470.831的AP6625mg/L的聚合2硅酸硫酸铝+2.57.54.33.4182.5×100.0511195671.988mg/L的AP效果最好7750mg/L的聚合硫2酸铝+1.25mg/L8.72.13.8233.0×100.0441108771.013的AP注：有效果指按透光率较高（水质比较清澈）的处理效果确定的配方。效果较好指根据孤东油田目前现场执行的水质标准确定的配方。效果最好指根据前期实验制定的水质标准确定的配方。2.水质分析附表4新处理的孤东联合站水质情况表（配方1）Table4TablewaterGudongnewtreatmentcombinationstation(formula1)总矿化PH值悬浮固体含量含油量悬浮固体中值SRB菌平均腐蚀率检测点度mg/Lmg/Lmg/Lµm个/mLmm/a东一联11.622.42.787300.021115137东二联26.728.54.113300.039124727东三联4.418.83.334450.02191647附表5新处理的孤东联合站水质情况表（配方2）Table5TablewaterGudongnewtreatmentcombinationstation(formula2)总矿化PH值悬浮固体含量含油量悬浮固体中值SRB菌平均腐蚀率检测点mg/Lmg/Lµm个/mLmm/a度mg/L东一联10.210.63.472300.017117957东二联22.134.13.887300.031120647东三联5.213.63.612450.0189313761\n附录3.处理后污水与地层水的配伍性实验附表6七区地层水与新处理后的水混配结垢情况表（配方1）Table6Sevennewdistrictformationwaterandtreatedwatermixedscalingtable(formula1)混配比例地层水注入水1：93：75：57：39：1东一联清澈清澈清澈清澈清澈七西东二联清澈微浊微浊清澈清澈11Ng4-5东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈微浊清澈七西东二联清澈清澈清澈微浊清澈2+3Ng5东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈清澈清澈七西东二联清澈清澈微浊微浊清澈41Ng5-6东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈清澈清澈七西东二联清澈清澈清澈微浊清澈3+4Ng6东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈清澈清澈七西东二联清澈微浊清澈清澈清澈25-8Ng6+6东三联清澈清澈清澈清澈清澈七中Ng3-6东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈微浊微浊清澈七西馆下东二联清澈微浊清澈清澈清澈7-10东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈清澈清澈七区沙河东二联清澈清澈微浊清澈清澈街东三联清澈清澈清澈清澈清澈附表7七区地层水与新处理后的水混配结垢情况表（配方2）Table7Sevennewdistrictformationwaterandtreatedwatermixedscalingtable(formula2)混配比例地层水注入水1：93：75：57：39：1东一联清澈清澈微浊清澈清澈七西东二联清澈清澈微浊清澈清澈11Ng4-5东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈微浊微浊清澈七西东二联清澈清澈清澈微浊清澈2+3Ng5东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈微浊微浊清澈七西东二联清澈清澈清澈微浊清澈41Ng5-6东三联清澈清澈清澈清澈清澈七西东一联清澈清澈清澈清澈清澈3+4Ng6东二联清澈清澈微浊清澈清澈62\n中国石油大学（华东）工程硕士学位论文东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈微浊清澈七西东二联清澈清澈微浊微浊清澈25-8Ng6+6东三联清澈微浊微浊清澈清澈七中Ng3-6东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈清澈清澈七西馆下东二联清澈清澈清澈清澈清澈7-10东三联清澈清澈清澈清澈清澈东一联清澈清澈清澈微浊清澈七区沙河东二联清澈清澈微浊清澈清澈街东三联清澈清澈清澈清澈清澈4.处理后的水与储层岩石的配伍性实验附表8注入水与储层岩石静态配伍性实验数据表Table8Theinjectedwaterandreservoirrockstaticcompatibilityofexperimentaldata岩心V1V2配方号33地层区块井号深度（m）（cm）（cm）孤东12.5六区1403.392.66-26-51522.4孤东12.3七区西1265.782.17-32-17522.1孤东12.7七区中1379.02.87-43-12522.963\n参考文献参考文献[1]于涛等编著.油田化学剂[M].北京：石油工业出版社，2008：112.[2]王慧，李东胜.缓蚀剂在石油化工领域的应用现状[J].广州化工，2006（03）.[3]刘国荣,徐群,左海强.油田含聚污水絮凝处理技术研究[J].流体机械,2005,33（10）.[4][英]R.艾克斯著潘才元译.絮凝技术[M].北京：原子能出版社，1981：5-14.[5]梁为民编著.凝聚与絮凝[M].北京：冶金工业出版社，1987：16-29.[6]于涛等编著.油田化学剂[M].北京：石油工业出版社，2008：118.[7]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