油田采出水处理系统技术改造

发布时间:2018-3-22 10:35:30

  经过分析油田采出水性质及各种影响因素的内在联系,对采出水某些离子成分进行调整,以控制腐蚀结垢、实现破乳除油、除悬浮物、抑制细菌生长;并引入介孔分子筛增加吸附固体悬浮物的能力,通过局部工艺改造强化药剂效果,充分发挥气浮设备的作用,快速实现絮体与水体的分离,从而在药剂、工艺、设备等方面系统的解决水质的净化、稳定及与储层的配伍性问题。

  2.1水处理药剂配方改进

  根据物理化学理论和油田采出水的性质,可以将采出水看作是一个胶体体系,采出水的净化处理均与胶体的稳定与破坏有关。而胶体的稳定与破坏又与胶体粒子的ζ电位有关。研究资料表明,油田采出水中的乳化油一般为O/W型,其ζ电位约为-20~-65mV,这种负的电位能够阻止乳状液粒的碰撞,减少乳状液破乳的可能性。据此分析,可考虑加入某种高价金属阳离子,中和其表面电荷,并与阴离子型的乳化剂反应以破坏其乳化作用,就能使乳化油破乳聚并成游离油而被分离。进一步研究发现,悬浮物聚结、细菌繁殖、腐蚀与结垢倾向均与水中的离子表面电荷有关,因此,向水中加入选定的离子调整剂,降低污水的ζ电位,使之与废水中过饱和的结垢离子、腐蚀因子、Fe2+、S2-、CO2发生反应、或者使离子相互发生反应生成沉淀,形成聚并的晶核,从而除掉或减少某些引起腐蚀、结垢的离子,增加某些促进稳定的离子,以此来控制腐蚀、结垢、抑制细菌生长,改善水的配伍性。介孔分子筛吸附剂具有高度有序排列的孔道结构、高比表面积、大孔体积及吸附容量及性能、良好的阳离子交换能力,热稳定性好,孔道表面具有易于修饰的硅羟基等特点,可通过自身表面活性基团与采出水吸附质键合。同时复配高效絮凝剂增加其选择性吸附能力,从而使污染物富集分离,且附着了污染物质的吸附剂颗粒间的相互吸附能力也较大,能快速形成粒度和密度较大的絮体,这种理论称之为介孔分子筛-吸附絮凝理论,该物理吸附过程在低温状态下就能进行。基于上面的分析认为,油田采出水的净化与稳定均受到水中各种离子等化学成分的影响;根据酒东油田采出水的特点,加入离子调整剂,调整采出水中有关离子的分布,降低采出水的ζ电位,压缩双电层,形成聚并的“晶核”,同时加入介孔分子筛多孔性固体物质选择性吸附1种或多种有害固体物质,使其富集在吸附剂表面,再利用高分子絮凝剂的支链包裹及桥连作用增大絮体结构,充分发挥气浮设备的净化作用,从而在近中性的条件下,从工艺、设备、药剂等方面系统的解决水质的净化、稳定及与储层的配伍性问题。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

  2.2技术改造方案

  油田采出水处理是一项化学药剂和工艺设备配套的系统工程,两者必须优化组合才能达最佳效果。

  因此,对化学药剂进行优化筛选的基础上,同步进行工艺优化改造,才能根本解决水处理的关键问题。通过分析装置运行时间规律,发现原流程来水沉降时间短,悬浮物絮凝沉降不彻底,导致大量悬浮物被带到采出水处理装置末端,加上排泥系统不够充分,反洗效果差,从而导致砂滤器、改性纤维球深度过滤装置处理负荷过大,严重制约生产。因此,在系统前段将事故罐兼做调储罐使用,既增加了来液缓冲空间,又对来水水质有一定平衡作用。同时对混合箱、调储罐、事故罐排泥系统进行降低改造,使装置内污泥可以及时、有效排放,从而减少了流程内悬浮物含量,降低了系统负荷。在外输泵进口管线低压侧增加在线加粘土稳定剂工艺,段塞注入防膨剂,抑制粘土膨胀。为了避免水质二次污染,取消注水罐注水工艺,采用“泵对泵”输注水技术,实现净化水全程密闭输送与回注。改造后水处理工艺为:三相分离器来水→调储罐/事故罐→离子调整→氧化曝气→油水分离器→混凝吸附→气浮→砂滤→改性纤维球→净化水罐→二氧化氯杀菌→防膨剂→注水撬块。

  3现场应用实验

  实验取部分三相分离器来水,水质特点:氯化镁型水,水温17℃,pH为6.8,表面可见浮动油花,浑浊发黑发臭,在原“pH调整-混凝-絮凝”药剂体系基础上复配加入离子调整剂及水质稳定剂,调整各水处理剂的加注含量对注入水净化与稳度程度。实验结果表明,利用“水质改性-混凝吸附”技术处理后水质清澈透明,絮体致密,水质指标稳定,说明该技术具有较高的应用价值。

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