2024年5月30日发(作者：局小凝)
第
41
卷第
1
期
圆园21
年
1
月
工业水处理
陨灶凿怎泽贼则蚤葬造宰葬贼藻则栽则藻葬贼皂藻灶贼
灾燥造援41晕燥援1
Jan.袁圆园21
DOI院10.11894/iwt.2020-0182
非离子清水剂在渤海
L
油田的研究和应用
曾璐明
袁
赵永平
袁
郭永财
袁
王晶
渊
中海油
渊
天津
冤
油田化工有限公司
袁
天津
300451冤
FQ-503袁
从清水性能
尧Zeta
电位
尧
界面扩张模量和污水中聚合物含量变化等方面
袁
与在该油田开展过试验的阳离子清
咱
摘要
暂
以聚乙烯亚胺为起始剂
袁
氢氧化钾为催化剂
袁
与环氧丙烷和环氧乙烷聚合开发出一种非离子清水剂
加注
20mg/L尧
斜板除油器入口加注
50mg/LFQ-503袁
能显著降低污水系统
OIW袁
同时污水系统聚合物保留率接近
100%袁
无聚合物析出形成胶状物
袁
应用效果稳定
袁
解决了现场污水处理问题
遥
咱
关键词
暂
非离子清水剂
曰
阳离子清水剂
曰
弱凝胶调驱
曰
聚合物析出
咱
文献标识码
暂A咱
中图分类号
暂X703.1
FQ-503
的
OIW
去除率相对较低
袁
但絮体分散
袁
流动性好
遥
在渤海
L
油田的现场应用结果表明
袁
在油气水分离器入口
水剂
YQ-351
进行对比
袁
结果表明
袁YQ-351
的水中含油量
渊OIW冤
去除率更高
袁
水体清澈透亮
袁
但絮体黏稠
尧
流动性差
曰
咱
文章编号
暂1005-829X渊2021冤01-0122-04
ApplicationofnonionicwaterclarifierinBohaiLoilfield
渊CNOOCEner-TechOilfieldChemicalCo.袁Ltd.袁Tianjin300451袁China冤
Abstract院AnonionicwaterclarifierFQ-503wasdevelopedusingpolyethyleneimineasinitiatorandNaOHascata鄄
lyst袁racteristicsincludingclarifyingperformance袁Zetapo鄄
ultsshowedthatthecationicwaterclarifier
theoilremovalefficiencyofnonionicwaterclarifierFQ-503wasrelativelylow袁buttheflocsweredispersedandhad
ZengLuming袁ZhaoYongping袁GuoYongcai袁WangJing
tential袁interfaceexpansionmodulusaswellascontentvariationofpolymerinwastewaterwascomparedwiththeca鄄
hashigheroilremovalefficiencywithclearandbrightwater袁s
licationresultsinBohaiLoilfieldshowedthattheOIWreducedobviouslybyinjectingFQ-503
intotheinletofthree鄄phaseseparatorandinclinedplateoilremover袁atthedosageof20mg/Land50mg/Lseparately.
treatmentinBohaiLoilfield.
Andthepolymerretentionrateinproducedwatersystemclosedto100%.Thereisnopolymerprecipitationorvisco鄄
Keywords院nonionicwaterclarifier曰cationicwaterclarifier曰weakgelprofilecontrol曰polymerprecipitation
近年来
袁
随着海上老油田开发的不断深入
袁
注水
成为海上油田重要的增产方式
也1-2页
遥
其主要作用机理
井调驱工作的重要性也逐渐显现
袁
弱凝胶调驱已经
随着注水的进行
袁
调驱作用逐渐减弱
袁
为改善调驱效
渤海
L
油田实施周期性弱凝胶调驱增产措施
袁
采
ionicwaterclarifierFQ-503hasstableeffectandcansolvetheproblemofproducedwater
果
袁
研究者开发出了周期性注入弱凝胶调驱技术
也4页
遥
为
院
弱凝胶在地层中首先占据阻力小的大孔道
袁
增加
大孔道的流动阻力
袁
迫使注入水改向
袁
进入未被水波
及的小孔隙中
袁
从而提高注入水的波及效率
遥
此外
袁
由
于弱凝胶是水溶的
袁
可在后续注入流体前缘形成高黏
度驱油流体
袁
起到像聚合物驱一样的驱油效果
袁
提高
122
出液含有一定浓度的聚丙烯酰胺类聚合物
遥
为改善油
田污水水质
袁
多个药剂厂家赴油田开展评选
袁
结果显
示阳离子清水剂除油效果好
袁
并开展了数次阳离子型
清水剂中试试验
袁
结果均显示阳离子清水剂加注前
期
袁
污水含油值得到显著改善
袁
但运行数天后出现聚
合物析出形成的大量黏弹性胶状物堵塞管道和设备驱油效率和最终采收率
也3页
遥
但由于弱凝胶强度不高
袁
工业水处理
圆园21-01袁41渊1冤
的情况而导致试验失败
遥
不同类型的清水剂作用机
理不同
袁
对污水中聚合物产生的影响也不同
也5-6页
除清水剂除油性能外
袁
还应重点考虑药剂对污
遥
水中
因此
聚
袁
503
合物的
袁
从
影响
Zeta
遥
电
本
位
研究
尧
界面
开
扩
发
张
出
模
一种
量
非离子清水剂
FQ-
物含量等方面
袁
与在该油田开展过
尧
絮
试
凝
验
后
的
污
阳离
水中
子
聚
清
合
水
剂
YQ-351
进行对比
袁
摸索适合
L
油田应用的清水剂
类型和特点
遥
1.1
1
渤海
L
油田现场概况
渤
油
海
品
L
性质
油田
为
7%~9%袁
胶
为
处理采出液原油密度为
0.945g/cm
3
渊50益冤袁
黏度
质质
813
量
mPa
分数
窑s
为
渊50
19%~23%
益冤袁
沥青
袁
质质
为典型
量分
的
数
重
质
1.2
稠油
现
现
遥
场
场
油
生
水
产
生产
流程
流程见图
1遥
图
1
渤海
L
油田油水生产流程
目前油田实施周期性弱凝胶调驱增产措施
袁
油
田产量约
9000m
3
原油处理系统的油
/d
气
袁
水分
综合
离
含
器
水
初
约
步
80%
处理
遥
后
含
袁
水
外
原
输
油
至
经
下
游平台继续脱水处理
遥
污水系统处理量约
4500m
3
由于无合适药剂
袁
污水系统未加注清水剂
遥
油气水分
/d袁
离器脱出污水中含油量
渊OIW冤
约
2300mg/L袁
斜板
除油器水相出口污水
OIW
约
1800mg/L袁
注水
OIW
约
300mg/L遥
2
2.1
实验部
试验仪器
分
实验仪器
院
和
GSHA
药品
型强磁力耦合搅拌高压反应
釜
袁
蓬莱禄昊化工机械有限公司
曰R2002E
型旋转蒸
发仪
袁
上海申顺生物技术有限公司
曰E2659
型凝胶色
谱仪
袁
美国
Waters
公司
曰HATR-T2
型便携式水中油
测定仪
袁
美国
Wilks
公司
曰TW12
型恒温水浴锅
袁
德
国优
Zeta
莱
电
博
位
技术
仪
袁
英
渊
北京
国马
冤
尔
有
文
限
仪
公司
器
曰
有
Zetasizer
限公司
Nano
曰DSA30
ZS
型
型
曾璐明
袁
等
院
非离子清水剂在渤海
L
油田的研究和应用
界
DR6000
面参数一体
电子天平
型
袁
分光光
测量
梅特勒
度
-
托
计
仪
利
袁
袁
美
德
多
国
国
国
哈
KR
际
希
俟
贸
公司
SSGmbH
易
渊
上
曰LE2
海
冤
有
03E
公司
限
型
曰
公
司
曰
微量取样器
袁
量程为
2~20滋L袁
德国
Brand
公司
遥
实验药品
院
聚乙烯亚胺
渊
相对分子质量为
1800冤袁
工业纯
袁
山东滨州化工集团有限公司
曰
氢氧化钾
尧
氢
氧化钠
尧
环氧乙烷
尧
环氧丙烷
袁
分析纯
袁
国药集团化学
试剂有限公司
曰
二氯甲烷
尧
甲醇
尧
三水合醋酸钠
尧
水合
硫酸铝
尧
溴水饱和溶液
尧
甲酸钠
尧
冰醋酸
尧
碘化钾
尧
淀
粉
袁
分析纯
袁
天津市北方天医化学试剂厂
曰
阳离子清
水剂
YQ-351袁
丙烯酰胺
渊AM冤
与二甲基二烯丙基氯
化铵
渊DMDAAC冤
共聚物
袁
阳离子度为
30%
左右
袁
中
海油
2.2
渊
非
天
离
津
子
冤
油田
清水
化
剂
工
的
有
合
限
成
公司
遥
取
20g
聚乙烯亚胺作为起始剂
袁0.5g
氢氧化钾
为催化剂
袁
投加到高压反应釜中
袁
用真空泵将其抽至
负压
袁
用氮气充分吹扫管路及反应釜
2
次后开始加热
搅拌
袁
温度上升到
80益
时再次抽真空
20min袁
去除原
料中可能残存的水分
遥
当温度升到
130~135益
时
袁
停
止加热
袁
开始缓慢加入
55g
环氧丙烷
袁
控制反应温
度不超过
145益袁
压力不超过
0.3MPa袁
待压力降至
负压时
袁
反应结束
遥
待反应釜降至
120~125益袁
开始缓
慢加入
35g
环氧乙烷
袁
控制反应温度不超过
135益袁
压
45
力
氢氧化
min
不
袁
超
钠
压
过
袁
力
0.3MPa遥
待反应釜压力回落后再反应
采
降
用
至
二
负压
氯甲烷
时
袁
反应
萃取
结
该
束
聚
遥
醚
采
粗
用
品
冰
袁
再
醋
通
酸中和
过旋
转蒸发仪除去二氯甲烷得到浅黄色黏稠液体
袁
为非离
8
子聚醚
袁
以凝胶渗透色谱仪测得其相对分子质量为
的
500
2.3
溶液
遥
袁
以
即
甲
得
醇
目
尧
标
水为
非离
溶
子
剂
清
将
水
合成的
剂
袁
记
聚
为
醚稀释为
40%
清
清
水
水
剂
剂
的
清
评价
水性
方法
能评价
参考
方法
FQ-503遥
SY/T5796要1993叶
絮凝
剂评定方法
曳
及
SY/T5281要2000叶
原油破乳剂使用
性能检测方法
渊
瓶试法
冤曳遥
向脱水瓶中加入
100mL
生产污水
袁
置于
60益
水浴中预热
10min袁
用微量移
液器向脱水瓶中加注一定量的清水剂
袁
盖紧瓶盖
袁
人
工震荡
50
次
袁
静置
袁
观察水色和絮体状态
袁
用移液管
取
2.4
下层
分
污
析
水
方法
检测
OIW遥
油测
OIW
定仪测
采
定
用
曰
美
聚
国
合物质
Wilks
量
HATR-T2
浓度的测
型
定
便
采
携
用
式
石
水中
油天
123
油气田水处理
工业水处理
圆园21-01袁41渊1冤
然气行业标准
SY/T6576要2003叶
用于提高石油采收
率的聚合物评价的推荐作法
曳
中的淀粉
原
碘化镉测
定法
袁
分光光度计为哈希
DR6000
型分光光度计
曰Zeta
电位反映油滴表面带电性及稳定性的强弱
袁
采用英
国马尔文仪器有限公司
ZetasizerNanoZS
型
Zeta
电
位仪测定
曰
界面扩张模量反映油水界面膜强度的大
小
袁
采用德国
KR俟SSGmbH
公司
DSA30
型界面参数
一体测量仪测定
遥
药剂
空白
FQ-503
FQ-503
FQ-503
YF-351
YF-351
YF-351
表
1
清水性能评价结果
水色等级
C
C+
B
A-
B+
A
A
絮体状态
无
松散不黏壁
松散不黏壁
松散不黏壁
紧密黏壁
紧密黏壁
紧密黏壁
3
3.1
结果与讨论
注
院
水色等级中从
A
至
C尧
水色逐渐变差
尧A
为无色透亮
尧B
为灰黄色
尧
C
为灰黑色
遥
加注质量浓度
/
渊mg窑L
-1
冤
要
100
200
300
100
200
300
OIW/
渊mg窑L
-1
冤
2298
1525
376
137
203
25
22
351
进行清水性能评价
袁
水样为渤海
L
油田斜板除
油器入口生产污水
袁
结果见表
1遥
由表
1
可知
袁
非离子清水剂和阳离子清水剂作
用后的污水和絮团状态有较大的区别
遥
加注非离子
清水剂
FQ-503
后形成的絮团较为松散
尧
不黏壁
尧
流
动性好
袁
相反
袁
加注阳离子清水剂
YQ-351
后形成的
絮团较为紧密
尧
黏壁
尧
流动性差
遥
同浓度下阳离子清
清水剂加注质量浓度
/渊mg窑L
冤
加
FQ-503
后污水中油滴
Zeta
电位
/mV
加
YQ-351
后污水中油滴
Zeta
电位
/mV
-1
对非离子清水剂
FQ-503
与阳离子清水剂
YF-
清水剂性能评价
水剂的
OIW
去除率更高
袁
加注
200mg/LYF-351
后
袁
污水即变成透亮清水
袁OIW
去除率达
99%袁
加注
300mg/LFQ-503
的
OIW
去除率为
94%袁
水色仍不
透亮
遥
分析原因为非离子清水剂不会与水中的聚丙
烯酰胺产生作用
袁
使得原水中的聚丙烯酰胺仍存留
3.2
于水中
袁
而且水体中仍有一定量的乳化油
遥
Zeta
电位
Zeta
电位反映油滴表面带电性及稳定性的强
弱
袁
加注不同浓度清水剂后
袁
污水中油滴
Zeta
电位
测定结果见表
2遥
100
-17.99
-10.32
150
-17.88
3.57
200
-17.26
9.36
250
-16.58
13.77
300
-16.12
15.28
表
2
0
-18.78
-18.78
加注不同浓度清水剂后污水中油滴
Zeta
电位
50
-18.31
-15.37
由表
2
可知
袁
随着阳离子清水剂
YQ-351
加注
浓度的提高
袁
污水油滴
Zeta
电位快速增加
袁
加注质
量浓度为
150mg/L
时
袁Zeta
电位变为正
袁
表明油滴
所携带的负电荷被中和
袁
表面双电层被破坏
袁
油滴间
的排斥力减少
袁
从而促进油滴间的凝聚
遥
而非离子清
水剂
FQ-503
加注质量浓度从
0
增加到
300mg/L袁
污水油滴
Zeta
电位电性无变化
袁
绝对值仅有小幅降
低
袁
说明非离子清水剂作用机理与电荷作用无关
遥
3.3
界面扩张模量反映油水界面膜强度的大小
袁
加
图
2
加注不同浓度清水剂后油滴界面扩展模量
界面扩张模量
注不同浓度清水剂后
袁
污水中油滴界面扩展模量变
化见图
2遥
由图
2
可知
袁
加注非离子清水剂和阳离子清水
剂后污水中油滴界面扩展模量变化完全相反
遥
随着
浓度的提高
袁
加注
FQ-503
后污水中油滴界面扩展模
量逐步降低
袁
表明非离子清水剂
FQ-503
显著降低
了油滴表面油水界面膜强度
袁
从而有利于油水破乳
尧
分离
曰
加注
YQ-351
后
袁
界面扩展模量随清水剂浓
124
度逐步增大
袁
表明阳离子清水剂不会破坏界面膜
袁
反
而使界面膜强度增大
遥
结合
Zeta
电位和界面扩展模量
袁
说明了非离子
清水剂和阳离子清水剂作用机理的不同
遥
非离子清水
剂作用机理主要是通过降低油水界面膜强度
袁
从而破
坏其稳定性
袁
达到破乳
尧
油水分离的目的
曰
阳离子清水
工业水处理
圆园21-01袁41渊1冤
剂作用机理主要是通过电中和作用
袁
破坏油滴双电
层
3.4
袁
使
检
清
油
测
水
滴
加
剂
聚
注
对污
结
尧
聚
了清
水中
并
尧
絮
水剂
聚
凝
后
合
袁
袁
物
达到
斜
浓
板
度
油
除
的
水分
油
影响
离的目的
遥
器入口生成污
水中的聚合物质量浓度
袁
考察清水剂对污水中聚合
物质量浓度的影响
袁
结果见图
3遥
图
3
加注不同浓度清水剂后污水中的聚合物质量浓度
由图
3
可知
袁
加注非离子清水剂
FQ-503
后
袁
污
水中的聚合物质量浓度基本保持不变
袁
清水剂加注
质量浓度提高到
300mg/L
时
袁
污水中聚合物保留率
依然达
98%
以上
曰
加注阳离子清水剂
YQ-351
后
袁
随
着清水剂浓度的提高
袁
污水中聚合物质量浓度迅速
降低
遥
上述差异表明由于作用机理的不同
袁
非离子清
水剂和阳离子清水剂对聚合物产生的影响不同
遥
阳
离子清水剂加入后会与水相中带负电荷的聚合物分
子产生电中和反应
袁
发生静电吸附
袁
同时絮凝水体中
的油珠和固体杂质
袁
最终形成大块的黏弹性胶状物
质堵塞流程管线和设备
袁
而非离子清水剂在絮凝过
程中不对聚合物产生影响
袁
不会造成流程中聚合物
析出而形成胶状物
袁
适于含聚产出液油田应用
遥
4
现
2018
场应
年
用
剂
FQ-503
的现
3
月
场
在
试
渤
验
海
袁
根
L
据
油田
现场
开
油
展
水处理
了非离
流
子
程
清
袁
水
在
油气水分离器入口加注
20mg/L尧
斜板除油器入口加
注
2
相出
300
50mg/L
口
mg/L
FQ-503
污水
降低
OIW
至
袁
从
1
分
约
000
离器水相出口污水
OIW
从约
1
mg/L
800mg/L
左右
袁
降低
斜板
至
除
100
油器
mg/L
水
左右
袁
注水
OIW
从试验前约
300mg/L
降低至
30mg/L
以下
袁
达到注水水质标准
遥
污水系统聚合物保留率接
曾璐明
袁
等
院
非离子清水剂在渤海
L
油田的研究和应用
近
100%袁
流程无聚合物析出形成的胶状物
遥
目前该
药剂在现场应用近
2a袁
效果稳定
袁
解决了现场污水
水质问题
遥
5
结论
除率
渊
更高
1冤
同
袁
浓度
水体清
下
澈
阳离
透亮
子
袁
清
但
水
絮
剂
体
YQ-351
黏稠
尧
流动
的
性
OIW
差
曰
去
非
离子清水剂
FQ-503
的
OIW
去除率相对较低
袁
水体
中还残存部分乳化油而略显浑浊
袁
但絮体分散
袁
流动
性好
遥
明
袁
阳离
渊2冤
污
子
水
清
油
水剂
滴
主要
Zeta
通
电
过电中和
位和界面
作
扩
用
展
袁
模
破坏
量结果表
油滴双
电层
袁
使油滴聚结
尧
聚并
尧
絮凝
袁
达到清水效果
曰
非离
子清水剂主要是通过降低油水界面膜强度
袁
从而破
坏其
渊
稳定
3冤
聚
性
合物质
袁
实现
量
破
浓度
乳
袁
从
检
而
测
达到清
结果表明
水效果
袁
加注
遥
清水剂后与污水中带负电荷的聚合物分子产生
阳离
电中
子
和反应
袁
发生静电吸附
袁
同时絮凝水体中的油珠和固
体杂质
袁
最终形成大块的黏弹性胶状物质堵塞流程
管线和设备
袁
而非离子清水剂在絮凝过程中不对聚
合物产生影响
袁
不会造成流程中聚合物析出而形成
胶状物
袁
适于含聚产出液油田应用
遥
水分
渊
mg/L
离
4冤
器
在
入
渤
口
海
加
L
注
油田
20mg/L
的现
尧
场应用
斜板除
结果表明
油
袁
在油气
聚合物
FQ-503
保留率
袁
显著
接近
降低
100%
污
器入口加注
50
袁
水
无
系统
聚合物
OIW
析
袁
同
出
时
形
污
成
水
黏
系统
弹性
胶状物
袁
应用效果稳定
袁
解决了现场污水处理问题
遥
参考文献
咱1暂
赵
26
晔
渊10
.
海
冤院54-58.
31
块弱凝胶调驱技术研究与应用
咱J暂.
石化技术
袁2019袁
咱2暂
胡
驱
勇
技术研究及
袁
张运来
袁
张
应用
吉
咱
磊
J暂
袁
.
等
石
.
油
秦皇
地质
岛
与
32-6
工程
油田
袁2019
稠
袁
油油
33渊3
藏
冤院
弱
109-114.
凝胶调
咱3暂
展
许
咱
定
J暂
佳
.
化
袁
郑
工
永
进
付
展
袁
袁2016
张松
袁
袁
34
等
渊
.
5
调
冤院
剖
1323-1331.
驱油技术中弱凝胶体系研究进
咱4暂
尹
石
丽
油
萍
钻
袁
探
徐
技术
赋海
袁2011
袁
马代
袁39
鑫
渊
袁
4
等
冤院
.
95-98.
周期性弱凝胶技术研究与应用
咱J暂.
咱5暂
成
马
都
永
院
张
西
.
南
嵌
石
段
油
聚
大
醚
学
强
袁
化
2015.
高稳含油污水破乳过程的机理研究
咱D暂.
咱6暂
翟
石
磊
油
袁
与
王
天
秀军
然气
袁
靖
化工
波
袁
袁
2016
等
.
两
袁45
性
渊
清
2冤院
水
98-102.
剂处理聚合物驱含油污水
咱J暂.
要要要
咱
作者简介
要要要要要要要
暂
要
曾璐明
渊1984要冤袁
工程师
遥E鄄mail院****************.cn遥
咱
收稿日期
暂2020-11-24渊
修改稿
冤
125
2024年5月30日发(作者：局小凝)
第
41
卷第
1
期
圆园21
年
1
月
工业水处理
陨灶凿怎泽贼则蚤葬造宰葬贼藻则栽则藻葬贼皂藻灶贼
灾燥造援41晕燥援1
Jan.袁圆园21
DOI院10.11894/iwt.2020-0182
非离子清水剂在渤海
L
油田的研究和应用
曾璐明
袁
赵永平
袁
郭永财
袁
王晶
渊
中海油
渊
天津
冤
油田化工有限公司
袁
天津
300451冤
FQ-503袁
从清水性能
尧Zeta
电位
尧
界面扩张模量和污水中聚合物含量变化等方面
袁
与在该油田开展过试验的阳离子清
咱
摘要
暂
以聚乙烯亚胺为起始剂
袁
氢氧化钾为催化剂
袁
与环氧丙烷和环氧乙烷聚合开发出一种非离子清水剂
加注
20mg/L尧
斜板除油器入口加注
50mg/LFQ-503袁
能显著降低污水系统
OIW袁
同时污水系统聚合物保留率接近
100%袁
无聚合物析出形成胶状物
袁
应用效果稳定
袁
解决了现场污水处理问题
遥
咱
关键词
暂
非离子清水剂
曰
阳离子清水剂
曰
弱凝胶调驱
曰
聚合物析出
咱
文献标识码
暂A咱
中图分类号
暂X703.1
FQ-503
的
OIW
去除率相对较低
袁
但絮体分散
袁
流动性好
遥
在渤海
L
油田的现场应用结果表明
袁
在油气水分离器入口
水剂
YQ-351
进行对比
袁
结果表明
袁YQ-351
的水中含油量
渊OIW冤
去除率更高
袁
水体清澈透亮
袁
但絮体黏稠
尧
流动性差
曰
咱
文章编号
暂1005-829X渊2021冤01-0122-04
ApplicationofnonionicwaterclarifierinBohaiLoilfield
渊CNOOCEner-TechOilfieldChemicalCo.袁Ltd.袁Tianjin300451袁China冤
Abstract院AnonionicwaterclarifierFQ-503wasdevelopedusingpolyethyleneimineasinitiatorandNaOHascata鄄
lyst袁racteristicsincludingclarifyingperformance袁Zetapo鄄
ultsshowedthatthecationicwaterclarifier
theoilremovalefficiencyofnonionicwaterclarifierFQ-503wasrelativelylow袁buttheflocsweredispersedandhad
ZengLuming袁ZhaoYongping袁GuoYongcai袁WangJing
tential袁interfaceexpansionmodulusaswellascontentvariationofpolymerinwastewaterwascomparedwiththeca鄄
hashigheroilremovalefficiencywithclearandbrightwater袁s
licationresultsinBohaiLoilfieldshowedthattheOIWreducedobviouslybyinjectingFQ-503
intotheinletofthree鄄phaseseparatorandinclinedplateoilremover袁atthedosageof20mg/Land50mg/Lseparately.
treatmentinBohaiLoilfield.
Andthepolymerretentionrateinproducedwatersystemclosedto100%.Thereisnopolymerprecipitationorvisco鄄
Keywords院nonionicwaterclarifier曰cationicwaterclarifier曰weakgelprofilecontrol曰polymerprecipitation
近年来
袁
随着海上老油田开发的不断深入
袁
注水
成为海上油田重要的增产方式
也1-2页
遥
其主要作用机理
井调驱工作的重要性也逐渐显现
袁
弱凝胶调驱已经
随着注水的进行
袁
调驱作用逐渐减弱
袁
为改善调驱效
渤海
L
油田实施周期性弱凝胶调驱增产措施
袁
采
ionicwaterclarifierFQ-503hasstableeffectandcansolvetheproblemofproducedwater
果
袁
研究者开发出了周期性注入弱凝胶调驱技术
也4页
遥
为
院
弱凝胶在地层中首先占据阻力小的大孔道
袁
增加
大孔道的流动阻力
袁
迫使注入水改向
袁
进入未被水波
及的小孔隙中
袁
从而提高注入水的波及效率
遥
此外
袁
由
于弱凝胶是水溶的
袁
可在后续注入流体前缘形成高黏
度驱油流体
袁
起到像聚合物驱一样的驱油效果
袁
提高
122
出液含有一定浓度的聚丙烯酰胺类聚合物
遥
为改善油
田污水水质
袁
多个药剂厂家赴油田开展评选
袁
结果显
示阳离子清水剂除油效果好
袁
并开展了数次阳离子型
清水剂中试试验
袁
结果均显示阳离子清水剂加注前
期
袁
污水含油值得到显著改善
袁
但运行数天后出现聚
合物析出形成的大量黏弹性胶状物堵塞管道和设备驱油效率和最终采收率
也3页
遥
但由于弱凝胶强度不高
袁
工业水处理
圆园21-01袁41渊1冤
的情况而导致试验失败
遥
不同类型的清水剂作用机
理不同
袁
对污水中聚合物产生的影响也不同
也5-6页
除清水剂除油性能外
袁
还应重点考虑药剂对污
遥
水中
因此
聚
袁
503
合物的
袁
从
影响
Zeta
遥
电
本
位
研究
尧
界面
开
扩
发
张
出
模
一种
量
非离子清水剂
FQ-
物含量等方面
袁
与在该油田开展过
尧
絮
试
凝
验
后
的
污
阳离
水中
子
聚
清
合
水
剂
YQ-351
进行对比
袁
摸索适合
L
油田应用的清水剂
类型和特点
遥
1.1
1
渤海
L
油田现场概况
渤
油
海
品
L
性质
油田
为
7%~9%袁
胶
为
处理采出液原油密度为
0.945g/cm
3
渊50益冤袁
黏度
质质
813
量
mPa
分数
窑s
为
渊50
19%~23%
益冤袁
沥青
袁
质质
为典型
量分
的
数
重
质
1.2
稠油
现
现
遥
场
场
油
生
水
产
生产
流程
流程见图
1遥
图
1
渤海
L
油田油水生产流程
目前油田实施周期性弱凝胶调驱增产措施
袁
油
田产量约
9000m
3
原油处理系统的油
/d
气
袁
水分
综合
离
含
器
水
初
约
步
80%
处理
遥
后
含
袁
水
外
原
输
油
至
经
下
游平台继续脱水处理
遥
污水系统处理量约
4500m
3
由于无合适药剂
袁
污水系统未加注清水剂
遥
油气水分
/d袁
离器脱出污水中含油量
渊OIW冤
约
2300mg/L袁
斜板
除油器水相出口污水
OIW
约
1800mg/L袁
注水
OIW
约
300mg/L遥
2
2.1
实验部
试验仪器
分
实验仪器
院
和
GSHA
药品
型强磁力耦合搅拌高压反应
釜
袁
蓬莱禄昊化工机械有限公司
曰R2002E
型旋转蒸
发仪
袁
上海申顺生物技术有限公司
曰E2659
型凝胶色
谱仪
袁
美国
Waters
公司
曰HATR-T2
型便携式水中油
测定仪
袁
美国
Wilks
公司
曰TW12
型恒温水浴锅
袁
德
国优
Zeta
莱
电
博
位
技术
仪
袁
英
渊
北京
国马
冤
尔
有
文
限
仪
公司
器
曰
有
Zetasizer
限公司
Nano
曰DSA30
ZS
型
型
曾璐明
袁
等
院
非离子清水剂在渤海
L
油田的研究和应用
界
DR6000
面参数一体
电子天平
型
袁
分光光
测量
梅特勒
度
-
托
计
仪
利
袁
袁
美
德
多
国
国
国
哈
KR
际
希
俟
贸
公司
SSGmbH
易
渊
上
曰LE2
海
冤
有
03E
公司
限
型
曰
公
司
曰
微量取样器
袁
量程为
2~20滋L袁
德国
Brand
公司
遥
实验药品
院
聚乙烯亚胺
渊
相对分子质量为
1800冤袁
工业纯
袁
山东滨州化工集团有限公司
曰
氢氧化钾
尧
氢
氧化钠
尧
环氧乙烷
尧
环氧丙烷
袁
分析纯
袁
国药集团化学
试剂有限公司
曰
二氯甲烷
尧
甲醇
尧
三水合醋酸钠
尧
水合
硫酸铝
尧
溴水饱和溶液
尧
甲酸钠
尧
冰醋酸
尧
碘化钾
尧
淀
粉
袁
分析纯
袁
天津市北方天医化学试剂厂
曰
阳离子清
水剂
YQ-351袁
丙烯酰胺
渊AM冤
与二甲基二烯丙基氯
化铵
渊DMDAAC冤
共聚物
袁
阳离子度为
30%
左右
袁
中
海油
2.2
渊
非
天
离
津
子
冤
油田
清水
化
剂
工
的
有
合
限
成
公司
遥
取
20g
聚乙烯亚胺作为起始剂
袁0.5g
氢氧化钾
为催化剂
袁
投加到高压反应釜中
袁
用真空泵将其抽至
负压
袁
用氮气充分吹扫管路及反应釜
2
次后开始加热
搅拌
袁
温度上升到
80益
时再次抽真空
20min袁
去除原
料中可能残存的水分
遥
当温度升到
130~135益
时
袁
停
止加热
袁
开始缓慢加入
55g
环氧丙烷
袁
控制反应温
度不超过
145益袁
压力不超过
0.3MPa袁
待压力降至
负压时
袁
反应结束
遥
待反应釜降至
120~125益袁
开始缓
慢加入
35g
环氧乙烷
袁
控制反应温度不超过
135益袁
压
45
力
氢氧化
min
不
袁
超
钠
压
过
袁
力
0.3MPa遥
待反应釜压力回落后再反应
采
降
用
至
二
负压
氯甲烷
时
袁
反应
萃取
结
该
束
聚
遥
醚
采
粗
用
品
冰
袁
再
醋
通
酸中和
过旋
转蒸发仪除去二氯甲烷得到浅黄色黏稠液体
袁
为非离
8
子聚醚
袁
以凝胶渗透色谱仪测得其相对分子质量为
的
500
2.3
溶液
遥
袁
以
即
甲
得
醇
目
尧
标
水为
非离
溶
子
剂
清
将
水
合成的
剂
袁
记
聚
为
醚稀释为
40%
清
清
水
水
剂
剂
的
清
评价
水性
方法
能评价
参考
方法
FQ-503遥
SY/T5796要1993叶
絮凝
剂评定方法
曳
及
SY/T5281要2000叶
原油破乳剂使用
性能检测方法
渊
瓶试法
冤曳遥
向脱水瓶中加入
100mL
生产污水
袁
置于
60益
水浴中预热
10min袁
用微量移
液器向脱水瓶中加注一定量的清水剂
袁
盖紧瓶盖
袁
人
工震荡
50
次
袁
静置
袁
观察水色和絮体状态
袁
用移液管
取
2.4
下层
分
污
析
水
方法
检测
OIW遥
油测
OIW
定仪测
采
定
用
曰
美
聚
国
合物质
Wilks
量
HATR-T2
浓度的测
型
定
便
采
携
用
式
石
水中
油天
123
油气田水处理
工业水处理
圆园21-01袁41渊1冤
然气行业标准
SY/T6576要2003叶
用于提高石油采收
率的聚合物评价的推荐作法
曳
中的淀粉
原
碘化镉测
定法
袁
分光光度计为哈希
DR6000
型分光光度计
曰Zeta
电位反映油滴表面带电性及稳定性的强弱
袁
采用英
国马尔文仪器有限公司
ZetasizerNanoZS
型
Zeta
电
位仪测定
曰
界面扩张模量反映油水界面膜强度的大
小
袁
采用德国
KR俟SSGmbH
公司
DSA30
型界面参数
一体测量仪测定
遥
药剂
空白
FQ-503
FQ-503
FQ-503
YF-351
YF-351
YF-351
表
1
清水性能评价结果
水色等级
C
C+
B
A-
B+
A
A
絮体状态
无
松散不黏壁
松散不黏壁
松散不黏壁
紧密黏壁
紧密黏壁
紧密黏壁
3
3.1
结果与讨论
注
院
水色等级中从
A
至
C尧
水色逐渐变差
尧A
为无色透亮
尧B
为灰黄色
尧
C
为灰黑色
遥
加注质量浓度
/
渊mg窑L
-1
冤
要
100
200
300
100
200
300
OIW/
渊mg窑L
-1
冤
2298
1525
376
137
203
25
22
351
进行清水性能评价
袁
水样为渤海
L
油田斜板除
油器入口生产污水
袁
结果见表
1遥
由表
1
可知
袁
非离子清水剂和阳离子清水剂作
用后的污水和絮团状态有较大的区别
遥
加注非离子
清水剂
FQ-503
后形成的絮团较为松散
尧
不黏壁
尧
流
动性好
袁
相反
袁
加注阳离子清水剂
YQ-351
后形成的
絮团较为紧密
尧
黏壁
尧
流动性差
遥
同浓度下阳离子清
清水剂加注质量浓度
/渊mg窑L
冤
加
FQ-503
后污水中油滴
Zeta
电位
/mV
加
YQ-351
后污水中油滴
Zeta
电位
/mV
-1
对非离子清水剂
FQ-503
与阳离子清水剂
YF-
清水剂性能评价
水剂的
OIW
去除率更高
袁
加注
200mg/LYF-351
后
袁
污水即变成透亮清水
袁OIW
去除率达
99%袁
加注
300mg/LFQ-503
的
OIW
去除率为
94%袁
水色仍不
透亮
遥
分析原因为非离子清水剂不会与水中的聚丙
烯酰胺产生作用
袁
使得原水中的聚丙烯酰胺仍存留
3.2
于水中
袁
而且水体中仍有一定量的乳化油
遥
Zeta
电位
Zeta
电位反映油滴表面带电性及稳定性的强
弱
袁
加注不同浓度清水剂后
袁
污水中油滴
Zeta
电位
测定结果见表
2遥
100
-17.99
-10.32
150
-17.88
3.57
200
-17.26
9.36
250
-16.58
13.77
300
-16.12
15.28
表
2
0
-18.78
-18.78
加注不同浓度清水剂后污水中油滴
Zeta
电位
50
-18.31
-15.37
由表
2
可知
袁
随着阳离子清水剂
YQ-351
加注
浓度的提高
袁
污水油滴
Zeta
电位快速增加
袁
加注质
量浓度为
150mg/L
时
袁Zeta
电位变为正
袁
表明油滴
所携带的负电荷被中和
袁
表面双电层被破坏
袁
油滴间
的排斥力减少
袁
从而促进油滴间的凝聚
遥
而非离子清
水剂
FQ-503
加注质量浓度从
0
增加到
300mg/L袁
污水油滴
Zeta
电位电性无变化
袁
绝对值仅有小幅降
低
袁
说明非离子清水剂作用机理与电荷作用无关
遥
3.3
界面扩张模量反映油水界面膜强度的大小
袁
加
图
2
加注不同浓度清水剂后油滴界面扩展模量
界面扩张模量
注不同浓度清水剂后
袁
污水中油滴界面扩展模量变
化见图
2遥
由图
2
可知
袁
加注非离子清水剂和阳离子清水
剂后污水中油滴界面扩展模量变化完全相反
遥
随着
浓度的提高
袁
加注
FQ-503
后污水中油滴界面扩展模
量逐步降低
袁
表明非离子清水剂
FQ-503
显著降低
了油滴表面油水界面膜强度
袁
从而有利于油水破乳
尧
分离
曰
加注
YQ-351
后
袁
界面扩展模量随清水剂浓
124
度逐步增大
袁
表明阳离子清水剂不会破坏界面膜
袁
反
而使界面膜强度增大
遥
结合
Zeta
电位和界面扩展模量
袁
说明了非离子
清水剂和阳离子清水剂作用机理的不同
遥
非离子清水
剂作用机理主要是通过降低油水界面膜强度
袁
从而破
坏其稳定性
袁
达到破乳
尧
油水分离的目的
曰
阳离子清水
工业水处理
圆园21-01袁41渊1冤
剂作用机理主要是通过电中和作用
袁
破坏油滴双电
层
3.4
袁
使
检
清
油
测
水
滴
加
剂
聚
注
对污
结
尧
聚
了清
水中
并
尧
絮
水剂
聚
凝
后
合
袁
袁
物
达到
斜
浓
板
度
油
除
的
水分
油
影响
离的目的
遥
器入口生成污
水中的聚合物质量浓度
袁
考察清水剂对污水中聚合
物质量浓度的影响
袁
结果见图
3遥
图
3
加注不同浓度清水剂后污水中的聚合物质量浓度
由图
3
可知
袁
加注非离子清水剂
FQ-503
后
袁
污
水中的聚合物质量浓度基本保持不变
袁
清水剂加注
质量浓度提高到
300mg/L
时
袁
污水中聚合物保留率
依然达
98%
以上
曰
加注阳离子清水剂
YQ-351
后
袁
随
着清水剂浓度的提高
袁
污水中聚合物质量浓度迅速
降低
遥
上述差异表明由于作用机理的不同
袁
非离子清
水剂和阳离子清水剂对聚合物产生的影响不同
遥
阳
离子清水剂加入后会与水相中带负电荷的聚合物分
子产生电中和反应
袁
发生静电吸附
袁
同时絮凝水体中
的油珠和固体杂质
袁
最终形成大块的黏弹性胶状物
质堵塞流程管线和设备
袁
而非离子清水剂在絮凝过
程中不对聚合物产生影响
袁
不会造成流程中聚合物
析出而形成胶状物
袁
适于含聚产出液油田应用
遥
4
现
2018
场应
年
用
剂
FQ-503
的现
3
月
场
在
试
渤
验
海
袁
根
L
据
油田
现场
开
油
展
水处理
了非离
流
子
程
清
袁
水
在
油气水分离器入口加注
20mg/L尧
斜板除油器入口加
注
2
相出
300
50mg/L
口
mg/L
FQ-503
污水
降低
OIW
至
袁
从
1
分
约
000
离器水相出口污水
OIW
从约
1
mg/L
800mg/L
左右
袁
降低
斜板
至
除
100
油器
mg/L
水
左右
袁
注水
OIW
从试验前约
300mg/L
降低至
30mg/L
以下
袁
达到注水水质标准
遥
污水系统聚合物保留率接
曾璐明
袁
等
院
非离子清水剂在渤海
L
油田的研究和应用
近
100%袁
流程无聚合物析出形成的胶状物
遥
目前该
药剂在现场应用近
2a袁
效果稳定
袁
解决了现场污水
水质问题
遥
5
结论
除率
渊
更高
1冤
同
袁
浓度
水体清
下
澈
阳离
透亮
子
袁
清
但
水
絮
剂
体
YQ-351
黏稠
尧
流动
的
性
OIW
差
曰
去
非
离子清水剂
FQ-503
的
OIW
去除率相对较低
袁
水体
中还残存部分乳化油而略显浑浊
袁
但絮体分散
袁
流动
性好
遥
明
袁
阳离
渊2冤
污
子
水
清
油
水剂
滴
主要
Zeta
通
电
过电中和
位和界面
作
扩
用
展
袁
模
破坏
量结果表
油滴双
电层
袁
使油滴聚结
尧
聚并
尧
絮凝
袁
达到清水效果
曰
非离
子清水剂主要是通过降低油水界面膜强度
袁
从而破
坏其
渊
稳定
3冤
聚
性
合物质
袁
实现
量
破
浓度
乳
袁
从
检
而
测
达到清
结果表明
水效果
袁
加注
遥
清水剂后与污水中带负电荷的聚合物分子产生
阳离
电中
子
和反应
袁
发生静电吸附
袁
同时絮凝水体中的油珠和固
体杂质
袁
最终形成大块的黏弹性胶状物质堵塞流程
管线和设备
袁
而非离子清水剂在絮凝过程中不对聚
合物产生影响
袁
不会造成流程中聚合物析出而形成
胶状物
袁
适于含聚产出液油田应用
遥
水分
渊
mg/L
离
4冤
器
在
入
渤
口
海
加
L
注
油田
20mg/L
的现
尧
场应用
斜板除
结果表明
油
袁
在油气
聚合物
FQ-503
保留率
袁
显著
接近
降低
100%
污
器入口加注
50
袁
水
无
系统
聚合物
OIW
析
袁
同
出
时
形
污
成
水
黏
系统
弹性
胶状物
袁
应用效果稳定
袁
解决了现场污水处理问题
遥
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要要要
咱
作者简介
要要要要要要要
暂
要
曾璐明
渊1984要冤袁
工程师
遥E鄄mail院****************.cn遥
咱
收稿日期
暂2020-11-24渊
修改稿
冤
125