三元复合驱采出水中悬浮固体的控制方法

杜 丹，吴 迪，陈忠喜，吴 迪，冯晓敏

(1.中国石油 大庆油田工程有限公司，黑龙江 大庆 163712;

2.中国石油 大庆油田钻井工程技术研究院，黑龙江 大庆 163712)

三元复合驱采出水中悬浮固体的控制方法

杜 丹1，吴 迪2，陈忠喜1，吴 迪1，冯晓敏1

(1.中国石油 大庆油田工程有限公司，黑龙江 大庆 163712;

2.中国石油 大庆油田钻井工程技术研究院，黑龙江 大庆 163712)

采用向三元复合驱采出水中加入水质稳定剂的方法有效降低采出水中悬浮固体的质量浓度。实验结果表明，将100 g采出水依次经滤纸和孔径为0.45 μm的醋酸纤维素膜过滤后，加入1.0 g WSBL－3型水质稳定剂，混合均匀后置于80℃的水浴中静置4 h，取出后再置于40℃的水浴中静置5 min，由此可将采出水中的悬浮固体质量浓度由107 mg/L降至2 mg/L。

三元复合驱;采出水;悬浮固体;水质稳定剂

中国石油大庆油田(简称大庆油田)经历了注水驱油［1－2］后进入了三次采油阶段，聚合物驱油取得了良好的驱油效果。针对聚合物驱油采出水已经有了一套完善的处理工艺［3］。为了进一步提高驱油效果，大庆油田开展了大规模的三元复合驱油工业性试验，并取得了比注水驱油采收率提高20%以上的良好效果，三元复合驱油具有广阔的应用前景［4－7］。但同时，由于三元物质(碱、表面活性剂、聚合物)的注入，三元复合驱采出水(简称采出水)性质变得较为复杂［8－9］。采出水中悬浮固体含量大幅增加，并且悬浮固体沉降性能变差，去除困难，处理后采出水难以达到回注控制指标。目前，寻找适用于三元复合驱采出水的成熟、完善的处理工艺正处于摸索阶段。

本工作研究了采出水中悬浮固体含量增加的原因及控制方法，对降低采出水的处理难度具有重要意义。

1 实验部分

1.1 材料和仪器

实验用采出水取自大庆油田采油一厂北一断东地区强碱体系三元复合驱试验区三元217试验站计量间进液，采出水pH为8.93，水温为35℃，采出水水质见表1。

WSBL －1，WSBL －2，WSBL －3，WSBL －4 型水质稳定剂:自制，有效物质量分数1%。

表1 采出水水质 ρ，mg/L

Agilent 7700x型电感耦合等离子质谱(ICPMS)仪:美国安捷伦科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 静置沉降

将140 mL采出水置于40℃烘箱中沉降一定时间后测定采出水中悬浮固体质量浓度。

1.2.2 膜滤

采用孔径为0.45 μm的醋酸纤维素膜对采出水进行过滤，将膜滤液置于40℃的烘箱中静置一定时间后测定膜滤液中悬浮固体质量浓度。

1.2.3 温度对膜滤液中悬浮固体质量浓度的影响

将经孔经为0.45 μm的醋酸纤维素膜过滤后的膜滤液于不同水温的水浴中静置4 h，取出后置于40℃的水浴中静置5 min，测定膜滤液中悬浮固体质量浓度。

1.2.4 水质稳定剂的加入

向100 g依次经滤纸和孔经为0.45 μm的醋酸纤维素膜过滤后的膜滤液中加入一定量的水质稳定剂，将反应液置于80℃的水浴中静置4 h，取出后置于40℃的水浴中静置5 min，测定膜滤液中悬浮固体质量浓度。

1.3 分析方法

采用ICP－MS仪测定废水中各元素质量浓度;按照SY/T5329—94《碎屑岩油层注水水质推荐指标及分析方法》［10］测定悬浮固体质量浓度。

2 结果与讨论

2.1 静置沉降时间对采出水中悬浮固体质量浓度的影响

静置沉降时间对采出水中悬浮固体质量浓度的影响见表2。

表2 静置沉降时间对采出水中悬浮固体质量浓度的影响

由表2可见:静置沉降时间对采出水中悬浮固体的去除无明显效果;经24 h静置沉降后采出水中的悬浮固体质量浓度仅从107 mg/L降至101 mg/L;静置沉降过程中悬浮固体质量浓度还出现了上下波动的情况。推测在静置沉降过程中还有新的悬浮固体生成。

2.2 膜滤后沉降时间对膜滤液中悬浮固体质量浓度的影响

膜滤后降解时间对膜滤液中悬浮固体质量浓度的影响见表3。由表3可见:膜滤处理可去除采出水中的悬浮固体;但静置后仍有大量新的悬浮固体生成。

表3 膜滤后沉降时间对膜滤液中悬浮固体质量浓度的影响

2.3 水浴温度对膜滤液中悬浮固体质量浓度的影响

水浴温度对膜滤液中悬浮固体质量浓度的影响见图1。由图1可见:随水浴温度的升高，膜滤液中悬浮固体质量浓度逐渐增加;当水浴温度由40℃增至80℃时，膜滤液中悬浮固体质量浓度由64 mg/L增至78 mg/L。这是由于膜滤液为碱性，且处于过饱和状态，随着水浴温度的不断升高，CO23－，HCO3－与Ca2+，Mg2+，Ba2+反应生成的碳酸盐不断析出，因此析出悬浮固体的量在不断增加。

图1 水浴温度对膜滤液中悬浮固体质量浓度的影响

2.4 水质稳定剂对膜滤液中悬浮固体质量浓度的影响

通过实验可以观察到:当加入WSBL－1型水质稳定剂时，水样浑浊，瓶底有乳白色细微颗粒沉淀;当WSBL－2型水质稳定剂加入量达2.0 g时，水样透明，瓶底无沉淀;当WSBL－3和WSBL－4型水质稳定剂加入量为1.0 g时，水样即可保持清澈，瓶底无沉淀。

水质稳定剂加入量对膜滤液中悬浮固体质量浓度的影响见图2。由图2可见，随水质稳定剂的增加，悬浮固体质量浓度逐渐减小;当WSBL－1型水质稳定剂加入量为2.0 g时，悬浮固体质量浓度为43 mg/L;当WSBL－3型水质稳定剂加入量为1.0 g时，悬浮固体质量浓度仅为2 mg/L。这说明水质稳定剂对于降低经过膜滤预处理的采出水中悬浮固体的质量浓度具有一定的作用，尤其以使用WSBL－3型水质稳定剂的效果最佳。

3 结论

a)通过简单静置沉降和膜滤的方法降低采出水中悬浮固体的质量浓度，实验结果表明该方法的去除效果较差。这主要是因为在沉降过程中还会有新的悬浮固体生成。

b)将100 g采出水依次经滤纸和孔径为0.45 μm的醋酸纤维素膜过滤后，加入1.0 g WSBL－3型水质稳定剂，混合均匀后置于80℃的水浴中静置4 h，取出后再置于40℃的水浴中静置5 min，由此可将采出水中的悬浮固体质量浓度由107 mg/L降至2 mg/L。

［1］ 刘正，孙杰，龚小芝，等.采油废水的深度处理回用［J］.化工环保，2010，30(4):323 －326.

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［5］ 李世军，杨振宇，宋考平，等.三元复合驱中乳化作用对提高采收率的影响［J］.石油学报，2003，24(5):71－73.

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［7］ 李建江，赵玲莉.三次采油技术的发展［J］.油气田地面工程，1999，18(2):8 －9.

［8］ 朱南文.三元复合驱采出水特性分析及处理方法研究［D］.上海:上海交通大学环境科学与工程学院，2008.

［9］ 王东.北一断东三元复合驱采出液稳定机理研究［D］.大庆:大庆石油学院石油工程学院，2009.

［10］ 油气田开发专业标准化委员会.SY/T 5329－94碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法［S］.北京:石油工业出版社，1996.

Control of Suspended Solid in ASP Flooding Produced Water

Du Dan1，Wu Di2，Chen Zhongxi1，Wu Di1，Feng Xiaomin1

(1.Daqing Oilfield Engineering Co.Ltd.，CNPC，Daqing Heilongjiang 163712，China;
2.Drilling Engineering Technology Research Institute of Daqing Oilfield，CNPC，Daqing Heilongjiang 163712，China)

The mass concentration of suspended solid in the ASP flooding produced water was effectively reduced by adding water stabilizer.The experimental results show that When 100 g of the produced water is filtered by filter paper and 0.45 μm(bore diameter)cellulose acetate membrane in turn，mixed with 1.0 g WSBL-3 water stabilizer，settled in water bath at 80 ℃ for 4 h and then at 40℃ for 5 min，the mass concentration of suspended solid in the produced water is reduced from 107 mg/L to 2 mg/L.

alkaline-surfactant-polymer(ASP)flooding technology;produced water;suspended solid;water stabilizer

TQ085

A

1006－1878(2011)04－0346－03

2011－01－29;

2011－04－03。

杜丹(1983—)，女，黑龙江省齐齐哈尔市人，硕士，助理工程师，主要研究方向为油田水处理技术。电话0459 －5902520，电邮 dudan@petrochina.com.cn。

(编辑 王 馨)