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聚驱采出乳化液稳定机理及SCL-1药剂作用机理研究

丁正功  
【摘要】: 在聚合物驱油技术提高石油采收率,获得石油稳产和高产的同时,也随之产生了大量的采油污水。聚驱采油污水中含有大量残余的聚合物(HPAM),粘度大,乳化程度高,油水分离困难。用油田现有的采油污水处理工艺处理聚驱采油污水,出现了沉降时间过长,出水达不到油田回注水水质要求,外排又严重污染环境等问题。因此针对聚驱采油污水,开发有效的处理及回用技术,已经成为油田继续扩大聚驱作业中亟待解决的问题,有着显著的实际应用价值和良好的环境效益。 目前胜利油田正在孤岛使用的复合药剂SCL-1在注聚区采出污水处理过程中显示出了优良的油水分离和破乳性能,对用处理后的污水配制成的聚丙烯酰胺溶液的粘度无任何不良影响,充分体现了该复合型药剂在污水处理过程中一剂多能的特点。但由于SCL-1的主剂系国外进口药剂,一方面价格较高不利于大规模应用,另一方面该药剂的净水机理不明确,不利于SCL-1复合药剂在其它注聚区块的推广应用以及新型药剂的开发。因此,剖析SCL-1复合药剂的净水机理,进而提出聚驱采出液污水处理剂的研制开发技术路线,将具有重要意义。 本文在大量文献调研和文献分析基础上,围绕油田聚合物驱采油污水处理这一主线,对聚合物驱采油污水的稳定机理和SCL-1复合药剂的净水机理进行系统研究,以期为解决聚合物驱采油污水处理难题提供理论方向和可行方案。主要研究内容及结果如下: 1.根据HPAM在采油污水中的实际分子量分布,以及油水乳状液形成时的条件,配制了模拟水样、油样和乳状液,然后通过水中含油量、油中脱水率、水中油珠Zeta电位及粒径分布等多种方法系统的研究了HPAM对油水乳状液的稳定影响及机理。 实验结果表明,由于HPAM本身具有较长的分子链和良好的延展弹性,当部分HPAM吸附于油水界面上时,会增强界面膜扩张粘弹模量,导致两油珠在碰撞变形的过程中界面膜破裂的难度加大,从而降低油珠的碰撞效率;另外,HPAM可以吸附于油珠表面增强油珠的负电性,使油珠间静电排斥作用得到显著增强,从而降低油珠间的碰撞几率。油水乳状液形成初期大量的小油珠的聚结增长会受到上述两种作用的阻碍,直接结果就是水中油珠粒径的偏小,而粒径的偏小会造成油珠上浮速度变慢,最终导致油水分离的困难。 2.通过多种实验方法手段,讨论了SCL-1药剂针对孤四联采出乳化液的作用机理,表明了污水处理剂SCL-1可以有效克服聚合物的阻碍作用,促进油滴的增长,获得较高的含油去除率。该药剂在絮凝过程中并不是依靠电中和机理来实现油滴的脱稳,与常用的絮凝剂有着不同的净水机理。ROMAX-668和HF-03两药剂复配使用可以获得更快的絮体增长速度和更大的絮体粒径尺寸。


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