CN101863576B - 含聚丙烯酰胺三次采油采出水的处理方法 - Google Patents

含聚丙烯酰胺三次采油采出水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种含聚丙烯酰胺三次采油采出水的处理方法,属于油田采出水的处理技术。该方法过程包括:采用酸或碱调节三次采油采出水的pH值;在经调节的三次采油采出水中,设置电絮凝装置及添加絮凝剂,以规定的通电时间与断电时间比、电极板电流密度和搅拌条件进行电-化联合絮凝操作,得到预处理三次采油采出水;再对预处理三次采油采出水采用纳米Al2O3·SiO2-聚砜复合膜装置进行分离,得到的处理水达到油田回注要求。本发明的优点在于,利用电-化联合絮凝,设备简单,操作简便,处理能力强。

Description

含聚丙烯酰胺三次采油采出水的处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种含聚丙烯酰胺三次采油采出水的处理方法,属于油田采出水的处理技术。
背景技术
[0002] 随着油田的不断开采,采油技术不断发展,我国大部分油田已进入三次采油期。三次采油是通过向水中添加聚合物等改变油田注水特性向地层补充能量以驱动采油的技术, 如加入聚丙烯酰胺为聚合物驱油,加入碱、表面活性剂及聚丙烯酰胺为三元驱油。所添加聚丙烯酰胺分子量高达上千万,采油过程中由于剪切力等作用分子链断裂后,分子量也在百万以上。伴随而来的是大量含有一定浓度聚合物及保留一定粘度的采出水的排放。
[0003] 目前大多数含聚丙烯酰胺废水的处理仍采用原有水驱废水的“二段”和“三段”处理工艺进行净化,如大庆油田采用自然沉降、过滤流程;辽河油田采用斜板、浮选、过滤流程;大港油田采用聚结分离、浮选、过滤流程。但三次采油采出水由于含有高分子聚丙烯酰胺而粘性增大,且由于聚丙烯酰胺可以起到乳化剂的作用,在油-水之间形成弹性膜。同时由于三元驱油采出水中含有碱和表面活性剂,油水乳化程度增高,导致油水分离缓慢,同时增大水中胶体颗粒稳定性,处理难度增大。出现了设备处理能力降低,沉降时间过长、出水水质不合格等现象。
[0004] 针对三次采油采出水的上述特点,人们采用诸多方法以去除采出水中的聚丙烯酰胺。如采用高铁氧化技术、生物降解法对聚丙烯酰胺进行降解处理,但是降解法对三次采油采出水的复杂体系处理能力不足。采用化学絮凝法处理三次采油采出水,在聚丙烯酰胺含量较低时效果较好,残留的聚合物质量浓度小,采出水处理后具有较高的透光率,而在聚丙烯酰胺浓度较高时,处理效果明显变差,导致絮凝剂用量过大。
[0005] 电絮凝被广泛用于处理食品废水、印染废水、旅馆废水、厨房废水、垃圾渗滤液中的有机污染物以及废水脱氟和含有毒重金属废水处理等。但尚未见用于对含聚丙烯酰胺的三次采油采出水处理。
[0006] 膜分离技术具有过程简单、经济性较好、节能、高效、无二次污染等优点。应用膜分离技术来处理工业废水适用性较强,分离效果高,容易控制,用于三次采油采出水可有效降低固体悬浮物含量。但是膜过程对进水要求高,在油田水处理中主要用于含油废水中的油水分离,若用于含聚丙烯酰胺油田采出水需采用预处理手段对废水进行预处理以保证分离效率。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种含聚丙烯酰胺三次采油采出水的处理方法。该方法过程简单,处理效率高,三次采油采出水经处理后能达到油田回注水的标准。
[0008] 本发明是通过以下技术方案加以实现。一种含聚丙烯酰胺三次采油采出水的处理方法,所述的含聚丙烯酰胺三次采油采出水,是指含聚丙烯酰胺量为600mg/L-1000mg/L的三次采油采出水,其特征在于包括以下过程:
[0009] (1)采用质量浓度为5% -15%盐酸或者用质量浓度为5% -10%的氢氧化钠调节三次采油采出水的PH值为5-9 ;
[0010] (2)在经步骤⑴调节的三次采油采出水中,设置铝板的阴、阳电极,多个电极并联连接,且阴、阳电极间隔排列,相邻两电极间距为l-5cm,浸入三次采油采出水中的单电极板的面积与调节的三次采油采出水体积关系为0. 004m2-0. 015m2/L,电极的电源为脉冲频率为0. 1-0. 5Hz的电源;
[0011] (3)按每升调节的三次采油采出水中加入50_600mg絮凝剂添的标准,向调节的三次采油采出水加入聚合氯化铝、聚硅酸铁和聚硅酸铝三种絮凝剂之中的一种或两种;
[0012] (4)接通电极电源,以通电时间与断电时间比为1 : 0.4-0. 7、电极板电流密度为 50-200A/m2和搅拌转速为80r/min的操作条件,对调节的三次采油采出水进行电-化联合絮凝预处理1小时至3小时后,静置l_2h,得到含聚丙烯酰胺浓度100mg/L以下和含固体悬浮物量为75mg/L以下的预处理三次采油采出水;
[0013] (5)采用纳米Al2O3 ·SiO2-聚砜复合膜装置,以操作压力0. 05-0. 25ΜΙ^对步骤(4) 得到的预处理三次采油采出水进行膜分离,得到的处理水达到油田回注要求,处理水中固体悬浮物含量为20mg/L以下,聚丙烯酰胺含量为5mg/L以下。
[0014] 本发明的优点在于,利用电-化联合絮凝,设备简单,操作简便,且絮凝剂投加量少,处理能力强,对聚丙烯酰胺、固体悬浮物、表面活性剂均有去除作用,适用于含聚丙烯酰胺三次采油采出水的处理。且本发明选用脉冲电源作为电源,可减弱极板钝化作用,提高电絮凝效率。
具体实施方式
[0015] 实施例一
[0016] 取大庆油田三元驱油采出水300ml水样作为处理样品,其中水样中聚丙烯酰胺含量为87;3mg/L,固体悬浮物(指水样通过孔径为0. 45 μ m的滤膜截留在滤膜上并于103〜 105°C烘干至恒重的固体物质,包括泥沙等杂质)含量为23%ig/L,粘度为1. 83 X KT4Pa *S, 初始PH值为9。用质量浓度为10%的盐酸调节水样pH值至7. 5后,将水样加入500mL电解槽中,插入电极板,电极板为铝板,单电极板入水面积为15cm2,两电极板间距为2cm。。化学絮凝剂选用聚合氯化铝,添加量为75mg。接通电絮凝装置电源,脉冲电源频率为0. 15Hz, 通电时间与断电时间比为1 : 0.7,电流密度为80A/m2,在80r/min条件下搅拌2小时,沉降 Ih后真空抽滤,采用浊度法测定滤液中聚丙烯酰胺含量,采用称重法测定固体悬浮物含量。 经测定,聚丙烯酰胺含量为56mg/L,去除率为93. 6%,固体悬浮物含量为49mg/L,去除率为 79. 1%。将上述出水用纳米Al2O3 *Si02-聚砜复合膜处理,运行压力为0. IMPa,稳定后膜通量92L/m2 · h。处理后采用浊度法测定聚丙烯酰胺含量为4. ang/L,采用称重法测定固体悬浮物含量为13mg/L。
[0017] 实施例二
[0018] 取某油田聚合物驱油采出水取300ml水样作为待处理样品,其中水样中聚丙烯酰胺含量为671mg/L,固体悬浮物含量为197mg/L,初始pH值为8。用质量浓度为10%的盐酸调节水样PH值至7. 5后,将水样加入500mL电解槽中,插入电极板,电极板为铝板,单电极板入水面积为15cm2,两电极板间距为2cm。化学絮凝剂选用聚硅酸铁,添加量为90mg。接通电絮凝装置电源,脉冲电源频率为0. 15Hz,通断比为0. 7,电流密度为80A/m2,在80r/min条件下搅拌2小时,,沉降池后过滤,测定滤液中聚丙烯酰胺含量与固体悬浮物含量。经测定, 聚丙烯酰胺含量为63mg/L,去除率为90. 6%,固体悬浮物含量为6%ig/L,去除率为67. 5%。 将上述出水用纳米Al2O3 · SiO2-聚砜复合膜处理,运行压力为0. 2MPa,稳定后膜通量104L/ m2 · h。处理后处理后采用浊度法测定聚丙烯酰胺含量为2. lmg/L,采用称重法测定固体悬浮物含量为9mg/L。
[0019] 实施例三
[0020] 取模拟含聚丙烯酰胺废水1. 5L水样作为待处理样品,其中水样中聚丙烯酰胺含量为1000mg/L。用质量浓度为10%盐酸调节水样pH值至7后,将水样加入2L电解槽中, 插入电极板,电极板为铝板,单电极板入水面积为120cm2,两电极板间距为1cm。化学絮凝剂选用聚硅酸铝,添加量为150mg。接通电絮凝装置电源,脉冲电源频率为0. 3HZ,通断比为 0. 5,电流密度为120A/m2,在80r/min条件下搅拌2.证,沉降Ih后过滤,测定滤液中聚丙烯酰胺含量与固体悬浮物含量。经测定,聚丙烯酰胺含量为81mg/L,去除率为91.9%。将上述出水用纳米Al2O3 · SiO2-聚砜复合膜处理,运行压力为0. IMPa,稳定后膜通量97L/m2-h, 处理后采用浊度法测定聚丙烯酰胺含量为3. 2mg/L0
[0021] 实施例四
[0022] 取模拟含聚丙烯酰胺废水1. 5L水样作为待处理样品,其中水样中聚丙烯酰胺含量为1000mg/L。用质量浓度为10%的盐酸调节水样pH值至7后,将水样加入2L电解槽中, 插入电极板,电极板为铝板,单电极板入水面积为100cm2,两电极板间距为1cm。化学絮凝剂选用聚硅酸铝,添加量为150mg。接通电絮凝装置电源,脉冲电源频率为0. 3HZ,通断比为 0. 5,电流密度为ΙΟΟΑ/m2,在80r/min条件下搅拌2.证,沉降Ih后过滤,测定滤液中聚丙烯酰胺含量与固体悬浮物含量。经测定,聚丙烯酰胺含量为92mg/L,去除率为90.8%。将上述出水用纳米Al2O3 · SiO2-聚砜复合膜处理,运行压力为0. IMPa,稳定后膜通量93L/m2-h, 处理后采用浊度法测定聚丙烯酰胺含量为2. 5mg/L。

Claims (1)

1. 一种含聚丙烯酰胺三次采油采出水的处理方法,所述的含聚丙烯酰胺三次采油采出水,是指含聚丙烯酰胺量为600mg/L-1000mg/L的三次采油采出水,其特征在于包括以下过程:(1)采用质量浓度为5% -15%盐酸或者用质量浓度为5% -10%的氢氧化钠调节三次采油采出水的PH值为5-9 ;(2)在经步骤(1)调节的三次采油采出水中,设置铝板的阴、阳电极,多个电极并联连接,且阴、阳电极间隔排列,相邻两电极间距为l-5cm,浸入三次采油采出水中的单电极板的面积与调节的三次采油采出水体积关系为0. 004m2-0. 015m2/L,电极的电源为脉冲频率为 0. 1-0. 5Hz 的电源;(3)按每升调节的三次采油采出水中加入50-600mg絮凝剂添加的标准,向调节的三次采油采出水加入聚合氯化铝、聚硅酸铁和聚硅酸铝三种絮凝剂之中的一种或两种;(4)接通电极电源,以通电时间与断电时间比为1 : 0.4-0. 7、电极板电流密度为 50-200A/m2和搅拌转速为80r/min的操作条件,对调节的三次采油采出水进行电-化联合絮凝预处理1小时至3小时后,静置1-2小时,得到含聚丙烯酰胺浓度100mg/L以下和含固体悬浮物量为75mg/L以下的预处理三次采油采出水;(5)采用纳米Al2O3 · SiO2-聚砜复合膜装置,以操作压力0. 05-0. 25MPa对步骤(4)得到的预处理三次采油采出水进行膜分离,得到的处理水达到油田回注要求,处理水中固体悬浮物含量为20mg/L以下,聚丙烯酰胺含量为5mg/L以下。
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