含油污水阳离子-非离子型清水剂的性能评价

唐世旺 寇子敏 王 欣 段美佳 张 茂

中海油(天津)油田化工有限公司 天津 300456

引言

近年来,为了提高原油产量,各种强化采油技术和增产措施防范应用,使油田采出液中水包油(O/W)乳状液的比重越来越大。渤海稠油油田原油属于高密度、高粘度、高胶质和高沥青质含量的环烷酸基质重质稠油。原油处理中污水水质的提升存在一定困难。

目前油田在用非离子型清水剂可破除水包油乳状液,具有处理后水质清,絮团状态松散等优点,但处理速度略慢,而阳离子型反相破乳剂应用范围较广,具有清水速度快,水质清澈的特点,但絮团较为紧密,在处理含聚污水时,聚合物易析出,对流程带来很大负担,而阳离子-非离子清水剂在清水的同时可以有效地减少聚合物的析出。兼顾阳离子类药剂的清水速度快和非离子型药剂的絮团松散状态的优点,在解决原油系统污水水质问题上提供更优的解决手段,而这对如何综合评价渤海油田注聚后返排污水的清水剂的性能效果也提出越来越高的要求。

目前,关于油田污水处理系统在用清水剂评价方法较少,检测指标也比较单一,对于注聚后返排污水的评价方法也不完善。含聚合物污水处理要求比较高,其评价方法与传统方法也不尽相同,原有常规的清水剂检测方法和检测指标已经不能满足当前需求,因此需要探讨含有聚合物污水的性能评价方法及相应检测指标。

笔者根据渤海油田注聚后返排污水的特点,在原有清水剂的评价方法基础上进行了补充和完善,分别从实验条件、实验方法以及检测指标几方面进行了阐述。

1 渤海油田注聚后返排污水特点

1.1 污水杂质较多,含有聚丙烯酰胺聚合物,固体颗粒等

1.2 污水粘度比较大,水中含有胶体,悬浮,沉降困难。

1.3 污水中油水乳化严重,油包水和水包油状态同时存在。

2 阳离子-非离子型清水剂的性能要求

2.1 作用速度快,30min内完成作用

2.2 清水效果好,水质可以达到规定要求

2.3 清水剂作用后,水中含油量越低越好

3 实验部分

3.1 仪器、设备、药剂 100ml刻度离心管;

天平:感量为≤0.01g;

恒温水浴:恒温精度≤±1℃。

配样瓶:80ml

移液枪

去离子水

药剂(标样和待检样品)

手持式振荡器

涂-4粘度计

秒表:分度为0.2S

3.2 实验条件

1)实验时间。实验时间应与污水在现场流程的停留时间保持一致。

2)实验温度。实验温度应与污水在现场流程的温度保持一致。

3.3 实验方法

1)清水剂有效清水浓度的测定。按照石油天然气行业标准SY/T 5796—1993《絮凝剂评价方法》和SY/T 5281—2000《原油破乳剂使用性能检测方法(瓶试法)》测定清水剂有效清水浓度。

具体步骤为:用去离子水将待检清水剂稀释为1.0%的溶液,备用;将采出污水进行油水分离,静置取下层水样80 m L于离心瓶中,置于70℃恒温水浴;按不同浓度用移液枪加入不同量的清水剂溶液,震荡50次后重新置于水浴中;30 min后观察污水变化现象,水体变澄清透明的最低浓度即为有效清水浓度。

2)清水剂有效固含量的测定。称取一定量产物于玻璃表面皿中,置于105℃烘箱内,高温干燥,每间隔2h取出称量,所得质量与初始质量的比值即为固含量;相邻两次计算结果相差不超过0.5%时的固含量即为有效固含量。

3)清水剂粘度的测定。按照GB/T 1723涂料粘度测定法规定的涂-4粘度计法,在规定的温度下进行检测。将清洁、干燥的粘度计置于水平位置,在粘度计漏嘴下放置150m L烧杯。用手指堵住漏嘴,将处于规定温度的试样倒满粘度计中,用玻璃棒将起泡和多余试样刮入凹槽。迅速移开手指,同时启动秒表,待试样流束刚中断时立即停止秒表,读取试样流出时间,记为样品涂-4粘度。

4)清水剂作用后污水含油量的测定。参考《海上碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》(Q/HS 2042一2008)。取处理后水样100 m L,加入萃取溶剂正己烷5 m L,检测萃取液中含油量即可。

3.4 清水性能指标

1.水色。水色可以直接反映出清水剂性能优劣,水质越清澈,也表明清水剂作用效果越好。

2.絮团。絮团形成时间越短,上浮速度越快,絮团越松散表明清水剂作用效果越好。

3.含油量。正己烷萃取液中含油量越低,证明清水剂效果越好。

4 结果与讨论

渤海油田注聚后返排的含油污水成分比较复杂,相应地对阳离子-非离子型清水剂的使用成为发展趋势,相应地对阳离子-非离子型清水剂的性能要求也比较高,而阳离子-非离子型清水剂的性能评价方法就更为重要。原有常规的清水剂检测方法和检测指标对于注聚后返排污水用的清水剂已经不能满足当前需求。针对渤海油田污水特点,阳离子-非离子型清水剂的性能评价方法可以从以下几方面进行着手:

4.1 针对含聚合物返排污水成分复杂的特点,应对处理后污水的水色与含油量进行。

4.2 含有聚合物污水粘度较大,对于絮团产生时间、上浮速度以及絮团松散程度的观察尤为重要。

4.3 经过加入清水剂处理后的污水中含油量的检测可以作为清水剂性能检测的重要指标之一。