1992 年胜利油区开展了聚合物驱现场试验,1997 年进入工业推广应用阶段。目前共有注聚井824 口,日注聚合物溶液46358 m3,生产井1415 口,日产油8527 t,综合含水92. 0%。随着注聚合物提高采油率方法的广泛应用,油田注聚区的采出液成份越来越复杂,给脱水和污水处理增加了难度。为解决脱水难的问题并使回注污水达标,自1996 年以来,科研人员分别从改性聚合物分子结构以及多种药剂复配等方面进行了大量的研发工作,但是能够全面解决问题的还不多见。注聚区采出液的特点为: 聚合物驱至今仍然是世界各国应用最多的三采化学驱油技术,其优点是大幅度提高了剩余油的采收率。但聚合物驱采出液乳化状态复杂,包括W/O、O/W 及W/O/W 等乳化类型,而且是非常稳定的混合乳状液。因此,油水分离( W/O 乳状液脱水、O/W 乳状液除油) 难度很大[1]。以上原因造成注聚区采出液污水处理困难。2003 年吴迪等[2]报道在原油产量和采收率显著提高的同时,采出液中的表面活性剂、碱和聚合物使采出液油水乳化严重和油水乳状液破乳难度加大,给地面油水分离,特别是含油污水的处理造成了很大的困难。
1 实验部分
1. 1 药品和仪器
胜利油田孤四联现场采出液( 需在24 h 内使用) ,矿化度6384 mg /L,氯化钙型,含水42%; BHY-69A 破乳剂,滨化集团公司; 高分子水处理剂668,罗门哈斯经济贸易( 上海) 有限公司; SCL-1 油水分离剂由BHY-69A 和668 复配而成; 孤四联现场用药剂LGS-2 预脱水剂,孤岛化工厂; 石油醚,分析试剂,天津东丽区天大化学试剂厂,沸点60 90℃; 蒸馏水。超级恒温水浴,具塞量筒,电子天平( 精度0. 01g) ,722 分光光度计,上海精密仪器有限公司分析仪器总厂。
1. 2 药剂的配制
将0. 1 g BHY-69A,668,LGS-2 和SCL-1 分别放入4 个100 毫升容量瓶中,加蒸馏水至刻度,配成1g /L 水溶液备用。1. 3 脱水率的测定按中国石油天然气行业标准SY/T 5281-2000《破乳剂使用性能检测方法—瓶试法》测定脱水率。
将4 个装有80 mL 采出液的具塞量筒置于55℃恒温水浴中恒温20 min,用注射器分别注入BHY-69A、668、SCL-1 和现场药剂,55℃恒温水浴中静置120 min,读出脱出水的体积,计算脱水率,并观察中间层的情况。
1. 4 水相含油量的测定
采出液脱水后,用注射器从两次平行样中吸取10 mL 下层脱出水至100 毫升分液漏斗中混合,分次加入20 mL 石油醚萃取水中的油,直至萃取干净,
取上层石油醚层,用分光光度计在420 nm 测量光密度值,由标准曲线得到含油量。
2 结果与讨论
668、BHY-69A、SCL-1、LGS-2 的油水分离效果见表1。由表可见,随着各处理剂浓度的减少,120min 脱水量和脱水率降低,中间层体积增加。
由表1 可见,668 的脱水量约10 mL,中间层约3. 5 mL,脱水率约30%,脱出水含油量25. 3 35. 7g /L。清水效果较好,但脱水能力较差,中间层较厚。这是由于668 是一种亲水性较强的高分子水处理剂,其对乳液中的杂质及悬浮物具有架桥吸附作用,没有亲油基团,不能使乳化状态很稳定的乳化层破乳。BHY-69A 的脱水量16. 5 22. 5 mL,中间层微量,脱水率49. 1% 67%,脱水效果较好,但脱出水含油量大于740 mg /L,清水效果差,无法满足现场回注水的要求。SCL-1 复合药剂的脱水量15. 5 20 mL,中间层0. 2 0. 4 mL,脱水率45. 4% 59. 5%,脱出水含油量15. 1 21. 4 mg /L,脱水效果和清水效果均较好,基本消除了中间层。现场药剂LGS-2 的脱水量14 17 mL,中间层0. 5 0. 7 mL,脱水率41. 7% 50. 6%,脱出水含油量98. 8 124. 1 mg /L。SCL-1 油水分离剂的脱水效果和清水效果均优于LGS-2。
3 现场应用
BHY-69A 与668 复配的SCL-1 油水分离剂得到了胜利油田孤岛采油厂的认可,并通过省科委鉴定,2005 年分别获得胜利油田科技进步二等奖和省科技进步二等奖。2005 年7 月SCL-1 油水分离剂在孤四联现场试验前后的污水含油量、外输油含水量见图1。由图可见,SCL-1 复合药剂与现场药剂相比,原油脱水和污水油水分离效果均有较大提高。
4 结论
SCL-1 油水分离剂的破乳和絮凝能力较好,该剂中含有的强亲油性BHY-69A 破乳剂对油珠具有凝集作用,可迅速对油水乳状液破乳; 含有的668 高分子水处理剂对悬浮物有架桥吸附能力,可迅速凝集水中的杂质,使水质变清。SCL-1 可消除乳化层,克服了单独使用668 时乳化层厚的缺点,解决了注聚区脱水及污水除油难的问题,达到了一剂多用的功效。