如何提高聚驅采出水油水分離效果及濾前處理水質

大慶油田開發后期進入三次采油階段。 隨著聚合物驅規模的不斷擴大，聚合物驅采出水處理已形成自然沉降—混凝沉降/傳統氣浮—壓濾（重力沉降+過濾）的工藝流程，并趨于成熟。 與油田常規水驅采出水相比，聚合物驅采出廢水具有粘度高、油水乳化嚴重、油滴和固體顆粒上浮或下沉阻力大的特點。 這種水質特性的變化導致采出水嚴重乳化并形成穩定的膠體，使沉淀和分離更加困難。 采用重力沉淀+過濾的處理工藝，但由于進水水質變化，處理效果和效率不高，最終出水達標。 利率低的問題。 因此，如何提高聚合物驅采出水的油水分離效果和過濾前的水質，確保過濾后的水質穩定達標是本次試驗的主要目的。 試驗采用分離效率高、運行穩定的微泡旋流氣浮技術替代傳統的沉淀、氣浮技術作為含聚合物污水過濾前的預處理設備，并進行了現場試驗。

1、技術原理

微泡旋流氣浮裝置（MRF）是一種集微旋流器和氣浮技術于一體的高效水處理裝置。 裝置運行時，處理后的含骨料采出水首先通過重力或增壓泵提升，經過管道靜態混合器（主要考慮加藥時藥劑與污水的混合效果），然后進行微泡旋流氣浮。 該裝置的進水管道沿切線方向進入微氣泡旋流氣浮裝置，與微氣泡發生裝置產生的微氣泡水混合。 在旋流器離心力+空氣浮力的共同作用下，油珠和雜質被去除。 聚集和粘附，從而快速、高效地實現離心浮選分離、除油和去除懸浮固體雜質。 微氣泡水是在微氣泡發生裝置中產生的，微氣泡發生裝置包括氣體注射器和空氣壓縮機等設備。 首先，按照一定的回流比從微泡旋流氣浮裝置的出水管道中取出一部分水（回流水）。 經循環泵加壓后進入氣體噴射器。 同時，空壓機產生的加壓氣體經過過濾器過濾后，還進入氣體噴射器，氣體和水在氣體噴射器中混合，然后進入微氣泡發生器，實現對氣泡的高速切割。速度旋轉狀態。 經過精制、篩選，最終產生含有大量細小氣泡的溶氣水（微氣泡水）。 微泡旋流氣浮裝置工藝流程如圖1所示。

2. 現場測試

為考察微泡旋流氣浮裝置處理含聚合物采出水的處理效果和效率及其作為油田聚合物驅采出水預過濾技術的可行性，進行了處理能力、回流試驗。配比、溶氣水氣液比、用量優化試驗。

試點地點選定為某采油廠興13-1含聚污水站。 該污水站處理的含聚合物污水來自興13-1聯合站采出液油水分離后產生的含油污水。 這被用作試點測試場地。 經試驗裝置處理后的進水，油類質量濃度≤500mg/L，聚丙烯酰胺260～280mg/L，粘度≥0.8mPa·S。

2.1 處理能力優化測試

測試中，選擇了三個處理體積進行測試，不添加化學品，并且溶解氣體與水與氣體和液體的固定比例。 結果見表1。現場測試聚合物質量濃度為260～280mg/L，下同。

由表1可知，中試裝置處理能力分別為5.6、7.8、9.8m3/h時，處理后出水油平均質量濃度分別為38.72、53.97、94.54mg/L，懸浮物平均質量濃度分別為18.89、22.00、29.11mg/L。 可以看出，在回流比變化不大的情況下，處理能力較低，相對污水在容器內停留時間較長，溶氣水壓力較高（釋放的粒徑微氣泡較小），去除油污和懸浮物效率高； 同等條件下，該裝置的除油效果優于懸浮物。

2.2 回流比優化試驗

試驗中，在固定處理量5.6m3/h、氣液比1:10、排渣比1.87%的條件下，選擇3種回流比進行優化試驗。 結果如表2所示。

從表2可以看出，當處理量不變的情況下，增加回流比時，出水含油量隨著回流比的增加而降低。 然而，如果回流比增加得太高，流出物的含油量相對增加。 可見，溶氣水壓的增加有利于除油，對含聚合物污水中的小油滴有更穩定的粘附作用。

2.3 溶氣水氣液比優化試驗

現場觀察表明，當注氣量較大時，制備的溶解氣水微泡的表觀濃度較高。 現場在固定處理水量5.6m3/h、回流比12.1%、排渣比1.82%條件下，選擇3種溶解氣水氣液比進行除油效果測試。 結果如表3所示。

由表3可以看出，在處理量不變的情況下，增加溶解氣與水的氣液比，除油率提高； 當氣液比提高到1.9:10時，現場觀察發現溶解氣體和水的大氣泡數量增多，出水含有油。 金額相對增加。 由此可見，氣液比過大不利于細小油滴的粘附和去除，出水含油量相對會增加。 溶解氣體與水的適宜氣液比為1:10。

2.4 用量優化試驗

現場試驗中，選擇PAC絮凝劑和VM3055油溶性反乳化劑兩種藥劑添加到杏石散聚污水站。 實驗在固定處理量5.6m3/h、不同投加量的條件下進行。 比較添加不同化學品的脫脂效果。 其中VM3O55+PAC按VM3055與PAC用量1:1同時添加。 添加后的測試結果如表4所示。

從表4可以看出，添加該藥劑后，出水除油率明顯提高。 與PAC相比，VM3055用量更小，除油率更高； 當PAC投加量增加時，出水效果較好，但絮體懸浮物（浮渣排出量）較VM3055+PAC模式增加25%），后續增加會增加后續處理負荷。 綜合考慮出水含油量和除油率，選擇VM3055+PAC的投加方式較為合適。

現場觀察發現，加藥后，罐體上部浮渣急劇增加，堆積迅速，流動性差。 現有的集油方式和排渣管道容易堵塞，因此試驗中沒有選擇增加處理能力。

3、運營成本

在試驗條件下，根據中試裝置計算直接運行成本。 結果如表5所示。

從表5可以看出，不添加化學品的運行成本遠低于添加化學品的成本。 綜合處理效果分析及排油排渣觀察，若采用添加化學品的方法提高除油效果，仍與添加VM3055+PAC相同，且噸處理成本更低。

4。結論

在進水油質量濃度150-600mgCL、懸浮物20-150mg/L、聚合物260-280mg/L的工況條件下，對微泡旋流浮選裝置進行了現場試驗。

(1)在不添加化學藥劑的情況下，有效停留時間為7～10分鐘，除油率可達79%，懸浮物去除率為25%～40%，出水油質量濃度為小于50mG，達到油田入門水平。 要求后續過濾所需的量小于50mL。

(2)添加PAC和VM3055藥劑可以達到提高除油效果的目的，但PAC和VM3055一起添加更為經濟，當質量濃度為8Omg/L時，出水油質量濃度可穩定在40mg以下/L。

(3)微泡旋流氣浮裝置的最佳運行參數為：回流比應不小于15%。 增加回流比有利于提高除油率，但需與停留時間綜合考慮； 最佳溶氣水氣液比為1：10； 不添加化學品時，殘油率小于2%； 添加化學品后，殘油率小于3%。

(4)在不加藥條件下，微泡旋流氣浮裝置試驗時的水處理成本為0.1元/rn3。 在投加條件下，添加VM3055+PAC的水處理成本為0.66元/m3。

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