论文部分内容阅读
[摘 要]本文主要针对聚合物驱采油污水处理技术展开分析，探讨了聚合物驱采油污水处理技术的要点和主要的研究方法，并对其研究进展进行了总结和探讨，可供今后参考。
[关键词]聚合物驱采油，污水处理技术
中图分类号：X741 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0004-01
前言
要想更好的应用聚合物驱采油污水处理技术，就必须要提高其技术的研究水平，所以，在当前研究的基础上，我们需要进一步研究聚合物驱采油污水处理技术的要点和方法。
1.聚合物驱分质分压注入技术的提出
石油是国家经济发展的重要经济命脉。但随着油田的开采，尤其是高含水开采阶段，无论是经济指标，还是技术指标，都将变差。油井含水增加，产量下降，基本建设投资增加，成本增大。如何经济有效地开采水驱开发后残留在地层中60-70%的剩余油，已成为世界各国油藏工程专家努力攻关的课题。
随着大庆油田开发的不断深入，三次采油已成为提高采收率、保持油田可持续发展的重要技术手段。大庆油田聚合物驱于20世纪90年代中期开始工业化推广应用，目前大庆油田已成为世界上聚合物驱油规模最大的油田。
大庆油田属于非均质多油层砂岩油藏，层间渗透率级差对聚合物驱效果影响较大，虽然聚合物有一定的调整剖面的作用，在渗透率级差大于2.5时，采收率下降速度加快。但另一方面，聚合物相对分子量与油层渗透率的匹配关系研究表明，当一套层系注入一种聚合物相对分子质量时，一套层系的层间渗透率级差就不能太大。如果层间渗透率级差较大，低渗透率油层的渗透率太低，就会造成聚合物堵塞或注不进低渗透率油层，从而影响聚合物驱效果。
现场应用表明：主力油层聚驱结束后，聚驱驱替对象转向二、三类油层，由于二、三类油层渗透率低，随着吸附捕集作用增加，阻力系数增大，使薄差油层渗流能力大幅度降低，动用程度低。由于薄差油层对中、高分子量聚合物的适应性较差，采用同一种分子量的聚合物驱替，造成薄差油层注入困难、动用程度低，影响聚驱开发总体效果。
研究表明，在厚度比例较大的情况下，当渗透率层间渗透率级差≥2.5时，需要进行分层注入来缓解层间矛盾，当渗透率级差≥5时，不仅要对分層注入量进行调整，同时还要考虑聚合物降低注入低渗透层聚合物分子量的问题，即实现聚合物驱分质分压注入。
聚合物驱分质分压注入就是对高渗透层注入高分子量聚合物，同时通过降低注入压力来限制注入量；对低渗透油层注入低分子量聚合物，以增加聚驱控制程度。聚合物驱分质分压注入可实现对注入量和分子量的双重调节，在不降低高渗透层聚驱效果的同时，有效增加聚合物分子可进入的低渗透油层孔隙体积，从而提高聚驱控制程度，提高聚驱总体开发效果。
2.聚驱污水处理技术的研究进展
环境问题是中国21世纪面临的最严峻挑战之一，保护环境是保证经济长期稳定增长和实现可持续发展的基本国家利益。环境问题解决得好坏关系到中国的国家安全、国际形象、广大人民群众的根本利益，以及全面小康社会的实现。在油田开发过程中不可避免会产生大量采油污水，而且随着石油开采时间的不断延长，液含水率不断上升，有的甚至达到90%以上，污水处理量增加较快，给环境保护带来了巨大的压力。目前，对大部分石油企业来讲，采油污水处理工艺还是处于传统的“老三套”时期，所谓“老三套”主要是指以混凝、沉降、过滤为基础的传统污水处理方式，这是一种较为初级、单一的处理模式，虽然可以降低污染源中的有机化合物，但经过处理后的水质也很难达到国家外排标准和注水水质要求，严重影响我国石油工业的长期稳定发展，因此搞好油田污水处理成了大多数石油企业的当务之急。
2.1 重力除油技术。重力除油是依靠油水的密度差，通过油与水的自然分离来实现除油效果。重力除油是为了去除废水中的浮油及大部分的分散油，从而达到初步除油的目的。该技术因其处理量大、运行费用低、管理方便而广泛应用于油田污水处理。缺点是占地面积大，对乳化油的处理效果不好，污水停留时间长。重力除油主要包括自然除油、斜板除油、浮板除油、机械分离技术、水力旋流技术。
2.2 气浮技术。气浮法是向含油污水中注入空气产生气泡，悬浮在水中的油滴和固体颗粒与空气泡相接触后浮力增加，油滴和固体颗粒吸附在气泡上随着气泡一起浮向污水水面形成浮渣，从而达到了分离的目的。气浮法对于重质油和乳化油有很好的处理效果。气浮法常作为二级处理技术。气浮技术处理采油废水效果好、但浮选药剂费用过高。
2.3 微生物法。国外水处理研究者在实验中发现细菌的生命活动可以聚丙烯酰胺降解物为营养物质，反过来又可以促进聚丙烯酰胺的降解。我国有关研究人员在对现有处理工艺进行改造时，在一组设备横向流和两级压力滤罐之间增加微生物处理工艺。经过处理后的污水均由原来含油117～192.2mg·L-1，悬浮物38.7～61.23mg·L-1，硫酸盐还原菌降低了86.44%，腐生菌降低了92.22%，铁细菌降低了83.33%，有效地抑制了细菌的滋生。由此可见，微生物法在聚合物驱采油污水处理方面将具有广阔的前景。
3.聚合物驱采油废水处理新技术
3.1 超声波技术。超声波技术是一种较新的废水处理技术。超声波降解聚合物主要在聚合物的解聚上，主链因为空化作用产生的高温高压环境和水力剪切力作用而断裂，形成了自由基，自由基之间再相互反应后形成新化合物。有研究表明，超声波处理后，聚合物溶液的粘度显著降低，超声波的作用功率越高，聚合物溶液的降粘作用越大，超声波的作用频率越低，聚合物溶液的超声降粘幅度越大，处理后的聚合物溶液，粘度具有不可恢复性。超声波处理聚合物溶液可加速其熟化，提高预降粘后聚合物溶液的抗剪切能力。超声波也可以使含油污水破乳，达到油水分离的目的。
3.2 微波破乳技术。微波是波长在1mm～100cm范围内的电磁波，具有节能、加热速度快、内外同时发热和可加快油水分离的特点。微波加热时可以加快水中油滴的上升速度和凝聚速度，从而加速了油水分离过程。微波加热在提高温度和降低粘度的同时也会加快凝聚，有助于增大油滴直径，而直径增大又使油滴上升速度增加，从而进一步提高油水分离效果。有关学者采用“微波絮凝+Fe/C微电解”工艺进行油田采出废水处理，研究表明，微波可以减少絮凝剂的用量，极大地缩短絮凝沉淀时间，并对后续Fe/C微电解具有一定的促进作用，出水COD的平均去除率高达96%，另外微波辐照加速了油水分离，同时促进乳液凝聚，微波絮凝和Fe/C微电解工艺除油效果显著，平均达到95%。
环保要求不断提高，油田注水水质标准也逐渐上升，虽然近年来我国油田采油污水治理技术已经得到明显改善和提高，但总体来讲，污水治理技术的进步远远落后于我国石油事业的蓬勃发展。实现采油污水技术的现代化目标，首先要克服单一技术的限制，采用以一种先进技术为主，多种技术方式为辅的联合整治的策略。其次，近年来国外油田使用生物化学方法治理采油污水，使得污水处理将朝着低污染、低成本、易操作、高效处理方向发展，这可以作为我国治理油田采油污水的借鉴方法。
4.结束语
综上所述，在明确了聚合物驱采油污水处理技术的情况下，我们要进一步总结聚合物驱采油污水处理技术的要求，以及当前技术的对策，这是目前研究的重点和要点。
参考文献
[1] 刘建军，刘潇.新时期油田聚合物驱采油污水处理药剂及工艺研究[J].中国石油石化，2016，S2：36.
[2] 石国峰.胜利油田聚合物驱采油污水处理技术研究[D].中国石油大学（华东），2017.09.
[关键词]聚合物驱采油，污水处理技术
中图分类号：X741 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0004-01
前言
要想更好的应用聚合物驱采油污水处理技术，就必须要提高其技术的研究水平，所以，在当前研究的基础上，我们需要进一步研究聚合物驱采油污水处理技术的要点和方法。
1.聚合物驱分质分压注入技术的提出
石油是国家经济发展的重要经济命脉。但随着油田的开采，尤其是高含水开采阶段，无论是经济指标，还是技术指标，都将变差。油井含水增加，产量下降，基本建设投资增加，成本增大。如何经济有效地开采水驱开发后残留在地层中60-70%的剩余油，已成为世界各国油藏工程专家努力攻关的课题。
随着大庆油田开发的不断深入，三次采油已成为提高采收率、保持油田可持续发展的重要技术手段。大庆油田聚合物驱于20世纪90年代中期开始工业化推广应用，目前大庆油田已成为世界上聚合物驱油规模最大的油田。
大庆油田属于非均质多油层砂岩油藏，层间渗透率级差对聚合物驱效果影响较大，虽然聚合物有一定的调整剖面的作用，在渗透率级差大于2.5时，采收率下降速度加快。但另一方面，聚合物相对分子量与油层渗透率的匹配关系研究表明，当一套层系注入一种聚合物相对分子质量时，一套层系的层间渗透率级差就不能太大。如果层间渗透率级差较大，低渗透率油层的渗透率太低，就会造成聚合物堵塞或注不进低渗透率油层，从而影响聚合物驱效果。
现场应用表明：主力油层聚驱结束后，聚驱驱替对象转向二、三类油层，由于二、三类油层渗透率低，随着吸附捕集作用增加，阻力系数增大，使薄差油层渗流能力大幅度降低，动用程度低。由于薄差油层对中、高分子量聚合物的适应性较差，采用同一种分子量的聚合物驱替，造成薄差油层注入困难、动用程度低，影响聚驱开发总体效果。
研究表明，在厚度比例较大的情况下，当渗透率层间渗透率级差≥2.5时，需要进行分层注入来缓解层间矛盾，当渗透率级差≥5时，不仅要对分層注入量进行调整，同时还要考虑聚合物降低注入低渗透层聚合物分子量的问题，即实现聚合物驱分质分压注入。
聚合物驱分质分压注入就是对高渗透层注入高分子量聚合物，同时通过降低注入压力来限制注入量；对低渗透油层注入低分子量聚合物，以增加聚驱控制程度。聚合物驱分质分压注入可实现对注入量和分子量的双重调节，在不降低高渗透层聚驱效果的同时，有效增加聚合物分子可进入的低渗透油层孔隙体积，从而提高聚驱控制程度，提高聚驱总体开发效果。
2.聚驱污水处理技术的研究进展
环境问题是中国21世纪面临的最严峻挑战之一，保护环境是保证经济长期稳定增长和实现可持续发展的基本国家利益。环境问题解决得好坏关系到中国的国家安全、国际形象、广大人民群众的根本利益，以及全面小康社会的实现。在油田开发过程中不可避免会产生大量采油污水，而且随着石油开采时间的不断延长，液含水率不断上升，有的甚至达到90%以上，污水处理量增加较快，给环境保护带来了巨大的压力。目前，对大部分石油企业来讲，采油污水处理工艺还是处于传统的“老三套”时期，所谓“老三套”主要是指以混凝、沉降、过滤为基础的传统污水处理方式，这是一种较为初级、单一的处理模式，虽然可以降低污染源中的有机化合物，但经过处理后的水质也很难达到国家外排标准和注水水质要求，严重影响我国石油工业的长期稳定发展，因此搞好油田污水处理成了大多数石油企业的当务之急。
2.1 重力除油技术。重力除油是依靠油水的密度差，通过油与水的自然分离来实现除油效果。重力除油是为了去除废水中的浮油及大部分的分散油，从而达到初步除油的目的。该技术因其处理量大、运行费用低、管理方便而广泛应用于油田污水处理。缺点是占地面积大，对乳化油的处理效果不好，污水停留时间长。重力除油主要包括自然除油、斜板除油、浮板除油、机械分离技术、水力旋流技术。
2.2 气浮技术。气浮法是向含油污水中注入空气产生气泡，悬浮在水中的油滴和固体颗粒与空气泡相接触后浮力增加，油滴和固体颗粒吸附在气泡上随着气泡一起浮向污水水面形成浮渣，从而达到了分离的目的。气浮法对于重质油和乳化油有很好的处理效果。气浮法常作为二级处理技术。气浮技术处理采油废水效果好、但浮选药剂费用过高。
2.3 微生物法。国外水处理研究者在实验中发现细菌的生命活动可以聚丙烯酰胺降解物为营养物质，反过来又可以促进聚丙烯酰胺的降解。我国有关研究人员在对现有处理工艺进行改造时，在一组设备横向流和两级压力滤罐之间增加微生物处理工艺。经过处理后的污水均由原来含油117～192.2mg·L-1，悬浮物38.7～61.23mg·L-1，硫酸盐还原菌降低了86.44%，腐生菌降低了92.22%，铁细菌降低了83.33%，有效地抑制了细菌的滋生。由此可见，微生物法在聚合物驱采油污水处理方面将具有广阔的前景。
3.聚合物驱采油废水处理新技术
3.1 超声波技术。超声波技术是一种较新的废水处理技术。超声波降解聚合物主要在聚合物的解聚上，主链因为空化作用产生的高温高压环境和水力剪切力作用而断裂，形成了自由基，自由基之间再相互反应后形成新化合物。有研究表明，超声波处理后，聚合物溶液的粘度显著降低，超声波的作用功率越高，聚合物溶液的降粘作用越大，超声波的作用频率越低，聚合物溶液的超声降粘幅度越大，处理后的聚合物溶液，粘度具有不可恢复性。超声波处理聚合物溶液可加速其熟化，提高预降粘后聚合物溶液的抗剪切能力。超声波也可以使含油污水破乳，达到油水分离的目的。
3.2 微波破乳技术。微波是波长在1mm～100cm范围内的电磁波，具有节能、加热速度快、内外同时发热和可加快油水分离的特点。微波加热时可以加快水中油滴的上升速度和凝聚速度，从而加速了油水分离过程。微波加热在提高温度和降低粘度的同时也会加快凝聚，有助于增大油滴直径，而直径增大又使油滴上升速度增加，从而进一步提高油水分离效果。有关学者采用“微波絮凝+Fe/C微电解”工艺进行油田采出废水处理，研究表明，微波可以减少絮凝剂的用量，极大地缩短絮凝沉淀时间，并对后续Fe/C微电解具有一定的促进作用，出水COD的平均去除率高达96%，另外微波辐照加速了油水分离，同时促进乳液凝聚，微波絮凝和Fe/C微电解工艺除油效果显著，平均达到95%。
环保要求不断提高，油田注水水质标准也逐渐上升，虽然近年来我国油田采油污水治理技术已经得到明显改善和提高，但总体来讲，污水治理技术的进步远远落后于我国石油事业的蓬勃发展。实现采油污水技术的现代化目标，首先要克服单一技术的限制，采用以一种先进技术为主，多种技术方式为辅的联合整治的策略。其次，近年来国外油田使用生物化学方法治理采油污水，使得污水处理将朝着低污染、低成本、易操作、高效处理方向发展，这可以作为我国治理油田采油污水的借鉴方法。
4.结束语
综上所述，在明确了聚合物驱采油污水处理技术的情况下，我们要进一步总结聚合物驱采油污水处理技术的要求，以及当前技术的对策，这是目前研究的重点和要点。
参考文献
[1] 刘建军，刘潇.新时期油田聚合物驱采油污水处理药剂及工艺研究[J].中国石油石化，2016，S2：36.
[2] 石国峰.胜利油田聚合物驱采油污水处理技术研究[D].中国石油大学（华东），2017.09.