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河南油田双河区块已开展三元复合驱(聚合物-P、表面活性剂-S和碱-A)矿场试验。三元复合驱油体系具有很好的驱油效果,但采出水的处理却成为三元复合驱油体系应用推广的主要难题,采出原油经油水分离后的采出水中会残留大量三元驱油剂,聚合物、表面活性剂和碱的存在严重改变了采出水的水质特性,采出污水体系稳定性增强,污水处理难度加大。因此,研究三元复合驱采出水水质特性及影响采出水稳定性的主要因素,对采出水处理工艺改进具有重要的指导意义。
研究了现场三元复合驱采出水的物理化学特性。主要包括采出水中油滴粒径大小,采出水的粘度、pH值、电导率的变化范围。提出了污水稳定性常数TSI-1,TSI-1随着驱油剂浓度的增大而增大,污水稳定性增强。
给出了驱油剂对采出水稳定性的影响规律。探讨了三元驱油剂对室内模拟三元复合驱采出水油水分离特性的影响,随着聚合物浓度的增大,模拟采出水油水分离效果先变好后变差;而随着表面活性剂浓度的增大油水分离效果逐渐变差:随着碱浓度的增大,采出水油水分离效果先变差后变好。
研究了驱油剂对采出水稳定性的影响机理。在不同驱油剂浓度变化范围内,考察采出水中油水界面张力、粒径大小、体系粘度、油滴表面ζ电位、在粘土表面吸附特性的变化,进而分析影响污水稳定性的主要机理。聚合物增大了污水粘度,降低了油滴表面ζ电位,油滴粒径变小,污水稳定性增加;表面活性剂主要降低了油水界面张力,油滴ζ电位降低,油水乳化现象严重;碱降低了油水界面张力,污水稳定性也增强;表面活性剂在粘土表面的吸附符合Langmuir型吸附,碱和聚合物降低了表面活性剂在粘土表面的吸附,但聚合物的影响作用较小。
形成了三元复合驱采出水处理工艺技术方案。根据三元复合驱采出水水质特性,室内开展重力沉降法、离心分离法、化学絮凝法、絮凝-气浮法四种污水处理方法,均取得了较好的污水处理效果。