轮南油田水质工艺优化与应用

2023-01-14

引言

轮南油田已开采20多年, 地层压力不断下降, 为了保持地层压力, 减少地层亏空, 减缓轮南油田递减速度, 提高油藏的开采速度和采出程度, 油田的注水工作显得日趋重要。

轮一联合站2#注水站主要负责轮南油田污水处理与增压回注工作, 自该站投运以来, 污水处理装置处理效果不佳, 纤维束及核桃壳滤料存在漏失与污染现象;由于二次纤维束过滤罐被污染, 运行过程中压差不断上升……这些因素最终致使污水处理悬浮物含量一直超标, 不能得到有效的控制。造成地层污染, 注水井吸水指数下降、不能满足配注量, 酸化、泡沫洗井等增注成本费用过高, 同时影响注水时率, 最终无法完成全年注水任务, 为油田的注水开发带来很大影响。

一、影响水处理因素研究

1. 污水处理过程中各药剂的作用

⑴助沉剂:助沉剂是一种膨润土利用膨润土的表面吸附和其高密度的特点, 将污水中的悬浮物吸附在粘土上增加悬浮物重量, 有利于沉降。

⑵絮凝剂:絮凝剂是阴离子大分子聚丙烯酰胺, 加入到净水剂A剂之后, 起扫卷和架桥作用, 是为了将絮团进一步变大。

⑶催化剂:催化剂是阳离子大分子聚丙烯酰胺, 加入到污水中使絮团进一步紧缩, 使絮团变密实脱水, 增大絮体密度使絮体快速沉降。

⑷净水剂:主要成分为聚合氯化铝, 是一种多羟基, 多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝剂, 由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。

助沉剂中的粘土有一部分溶水后形成溶胶, 不能被絮凝剂吸附沉降, 而长时间后会再次析出沉降, 如果在纤维丝或滤料上沉降会形成致密泥饼, 使过滤压差增大, 泥饼也会污染滤料;絮凝剂和催化剂如果加药点太近会发生直接絮凝反应而失效这种絮团为白色的丝状物, 密度低一旦形成将不容易沉降;同时由于轮南污水为Ca Cl2型水, 水中矿化度高, 总矿化度达到234384mg/l, 水中富含氯离子、钙离子、钾离子、钠离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子, 细菌含量极少, 故没有必要加助沉剂、催化剂、絮凝剂及杀菌剂。

2. 悬浮物超标影响因素

(1) 净水剂加药浓度

根据实际要求, 根据加药浓度50-80ppm、90-120ppm、130-160ppm, 时间间隔为5min、10min、15min、30min、60min分别作了3组实验, 通过对净水剂A剂的筛选评价, 从吸光度结果我们确定了净水剂A剂 (新药剂) 的最佳加药浓度为80ppm。

通过以上实验, 我们确定了净水剂A剂新药剂的加药浓度为80ppm, 可以认为净水剂加药浓度的调整, 不能本质上改变絮凝效果差, 悬浮物高的原因。因为絮团都上升漂浮在上部, 不能从系统中排出去, 这样不断积累导致了轮一联水处理系统中悬浮物高。

(2) 净水剂配方的改变

根据最佳加药量确定了净水剂A剂对比浓度为80ppm, 通过对比实验发现净水剂A剂新药剂与旧药剂的净水效果相差不大, 絮团均上浮。

(3) 污水中含油量

通过石油醚萃取污水中的原油, 使乳化原油充分与污水及悬浮物分离, 对分离后的污水进行加药, 找到能使污泥絮团沉淀下来的方法。加药浓度为助沉剂80ppm和净水剂A剂 (新药剂) 150ppm, 反应60分钟后可观察到加助沉剂后絮团大且水质明显变清, 但是萃取前絮团仍然不能下沉, 而萃取后絮团大且下沉明显。可以确定引起絮凝效果差的原因是原油中乳化油含量高, 造成絮团吸附油粒后密度变小, 絮团上浮速度加快减少了絮团在水体中捕获悬浮物的几率, 造成絮体变小。

二、水质优化处理方案

1. 优化污水处理药剂

取三相分离器出口污水, 向其中加入净水剂70ppm, 找出适应性最强的单剂。从筛选出的药剂中取2种以上药剂进行复配, 筛选出净水效果最佳的配方。实验效果用沉降60分钟的澄清污水, 用分光光度计在420nm波长测吸光值, 根据吸光值大小判断效果好坏, 吸光度越小效果越好。选择实验结果水最清, 絮体大而密实的药剂作为主剂进行复配。

复配实验选择配方虚体密实、上浮最快, 水色清泥量少, 吸光度也是最低的, 说明悬浮物去除效率最高, 确定为最佳配方。在大量实验的基础上, 我们先后停加了絮凝剂、助沉剂、催化剂、杀菌剂、阻垢剂, 并将净水剂由原来的600kg/d (100ppm) 下调到400kg/d (80ppm) , 取得了很好的效果。