聚合物驱采出污水处理与利用

【摘要】： 聚合物驱作为提高原油采收率的重要方法,在国内油田得到了广泛的应用,但聚合物驱产生的采出污水也给油田污水处理系统带来一系列的问题。与油田水驱采出污水相比,聚合物驱采出污水具有粘度高,油水乳化严重,携带固体悬浮物能力强,油滴和固体颗粒上浮或下沉阻力大等特点,处理难度很大。本文系统考察了聚合物、表面活性剂、固体悬浮物、油水比、矿化度、温度、时间、pH值等影响聚合物驱采出污水中含油量的因素及其影响程度;通过室内岩心驱替试验并结合油藏数值模拟手段评价了聚合物驱采出污水中残余聚合物的利用价值,确定了采收率提高值与残余聚合物浓度和分子量之间的关系式,提出了两种不同的处理聚合物驱采出污水的方法;对于残余聚合物浓度较低、分子量小于500万的聚合物采出污水,由于其利用价值不大,采用降解残余聚合物后回注或外排,室内优选出了无机高分子絮凝剂和聚合物降解剂的复配体系,经其处理后污水透光率达到90.5%,污水中含油量下降97.26%,溶液粘度接近水的粘度;对于残余聚合物浓度较高、分子量大于500万的采出污水,采取尽量保留其中残余聚合物的处理方法,室内合成优选出了有机絮凝剂与表面活性剂、助凝剂的复配体系,经其处理后污水的透光率达到89.2%,污水中含油量下降93.55%,且溶液的粘度保留率达到88.89%,可用于回注或配注聚合物再利用。 【关键词】：聚合物驱 采出污水 残余聚合物 处理与利用 处理剂
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X741
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 前言9-21
• 1.1 聚合物驱三次采油技术在油田开发中的应用9
• 1.2 油田聚合物驱采出污水的产生及特点9-13
• 1.2.1 油田采出污水的特点9-11
• 1.2.2 聚合物驱采出污水的特点11-12
• 1.2.3 聚合物对于采出污水稳定性作用机理12-13
• 1.3 聚合物驱采出污水的主要处理方法13-18
• 1.3.1 物理法13-15
• 1.3.2 化学法15-18
• 1.4 选题依据与研究内容18-21
• 1.4.1 选题依据及目的意义18-19
• 1.4.2 研究的主要内容19-21
• 第2章 实验仪器、材料与测试方法21-27
• 2.1 实验仪器与药品21-22
• 2.1.1 主要实验仪器21
• 2.1.2 主要实验药品21-22
• 2.2 主要试验与测试方法22-27
• 2.2.1 模拟水样的配制方法22-23
• 2.2.2 聚合物母液的配制方法23
• 2.2.3 模拟含聚污水的配制方法23
• 2.2.4 聚合物溶液粘度的测定23
• 2.2.5 污水含油量的测定23-25
• 2.2.6 污水透光率的测定25
• 2.2.7 聚合物分子量的测定25
• 2.2.8 电导率的测定25-26
• 2.2.9 表面张力的测定26
• 2.2.10 Zeta 电位值的测定26-27
• 第3章 聚合物驱采出污水特性及其影响因素研究27-41
• 3.1 聚合物对油水分离的影响27-31
• 3.1.1 聚合物浓度对污水含油量的影响27-28
• 3.1.2 聚合物浓度对表面张力的影响28-29
• 3.1.3 聚合物浓度对电导率的影响29-30
• 3.1.4 不同聚合物浓度下的溶液粘度30-31
• 3.1.5 聚合物稳定油水乳状液作用机理31
• 3.2 表面活性剂对油水分离的影响31-33
• 3.3 内在因素对油水分离的影响33-37
• 3.3.1 油水质量比对油水分离的影响33-34
• 3.3.2 固体颗粒含量对乳状液稳定性影响34-35
• 3.3.3 矿化度对油水分离的影响35-37
• 3.4 外部条件对油水分离的影响37-40
• 3.4.1 温度对油水分离的影响37-38
• 3.4.2 时间对油水分离的影响38
• 3.4.3 pH 值对油水分离的影响38-39
• 3.4.4 氧气对油水分离的影响39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 聚合物驱采出污水残余聚合物利用价值探讨41-53
• 4.1 聚合物分子量对阻力系数和残余阻力系数的影响42
• 4.2 聚合物浓度对阻力系数和残余阻力系数的影响42-43
• 4.3 数值模拟残余阻力系数对聚合物驱油效果的影响43-49
• 4.3.1 数值模拟残余阻力系数对采收率和含水率影响44-49
• 4.3.2 残余阻力系数对提高采收率程度影响49
• 4.4 残余聚合物再利用价值条件的确定49-51
• 4.5 聚合物驱污水回注驱油试验51-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第5章 聚合物驱采出污水处理剂研究53-74
• 5.1 聚合物降解剂的筛选与性能评价53-56
• 5.1.1 有机物体系53-54
• 5.1.2 过氧化-还原体系54-55
• 5.1.3 复配体系55-56
• 5.1.4 降解剂体系的最佳浓度56
• 5.2 降解残余聚合物药剂体系的筛选及其性能评价56-63
• 5.2.1 无机低分子絮凝剂性能评价56-58
• 5.2.2 聚铝类絮凝剂性能评价58-60
• 5.2.3 聚铁类絮凝剂性能评价60-61
• 5.2.4 无机絮凝剂的复配试验61-62
• 5.2.5 降解残余聚合物污水处理药剂体系的确定62-63
• 5.3 有机絮凝剂的合成及性能评价63-73
• 5.3.1 合成原理63-65
• 5.3.2 合成试验装置65-66
• 5.3.3 合成反应条件66
• 5.3.4 合成药剂性能测试与评价66-67
• 5.3.5 合成药剂与表面活性剂复配试验67-71
• 5.3.6 聚丙烯酰胺类助凝剂的筛选71-72
• 5.3.7 有机絮凝剂与助凝剂复配试验72-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第6章 聚合物驱采出污水处理剂作用机理分析74-82
• 6.1 降解聚合物处理剂体系作用机理分析74-78
• 6.1.1 无机絮凝剂降低Zeta 电位值机理74
• 6.1.2 聚铝与PAM 交联机理74-75
• 6.1.3 聚合物降解剂体系降低聚合物稳定性作用机理75-78
• 6.2 保留聚合物处理剂体系作用机理分析78-82
• 6.2.1 药剂降低Zeta 电位值机理78-79
• 6.2.2 有机高分子絮凝剂絮凝作用机理79-80
• 6.2.3 复合药剂协同作用机理80-82
• 第7章 聚合物驱采出污水处理工艺流程优化82-85
• 7.1 聚合物驱采出污水处理出现的问题82
• 7.2 降解残余聚合物污水处理工艺的设计与优化82-83
• 7.3 保留残余聚合物污水处理工艺的优化83-85
• 结论与认识85-87
• 参考文献87-92
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果92-93
• 致谢93

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