CN105527347A - 一种油田采出水水质特性评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油田采出水水质特性评价方法。主要针对现有油田开发后期采出水水质特性差异较大且没有相应采出水水质特性的评价方法来帮助解决油田采出水油、水、固体杂质分离困难的处理技术问题。包括以下步骤：（1）对水质基本特性的评价方法：测定下列指标①采出水中的各种离子含量；②采出水中的驱油剂含量，如聚合物含量、碱和表面活性剂含量；③采出水的黏度；④油水界面张力测定；⑤油珠ZETA电位测定；⑥采出水的油珠粒径分布；（2）对各种采出水的油水沉降分离特性的评价；（3）确定油田采出水的水质特性。该油田采出水水质特性评价方法，能够确定油田采出水的水质基本特性及采出水的油水沉降分离特性，最终给出采出水的水质特性。
Description
技术领域
本发明涉及油田采出水处理技术领域一种油田水质特性评价方法，尤其是一种油田采出水水质特性评价方法。
背景技术
油田进入开发后期，含水率逐渐增高，需要对油田采出水进行有效的处理达标，然后回注地下，从而达到补充地层亏空和提高原油采收率的目的，以及减少外排污染环境和罚款的目的。由于油田开发后期实施注水和各种化学驱油的开发方式，使得油田采出水的水质特性发生了变化。目前油田采出水包括水驱采出水、聚合物驱采出水、三元复合驱采出水等多种水质，它们的水质特性有较大的差异。这些采出水的基本特性及油水分离特性变化规律与水相组成（包括各种离子含量、聚合物含量、表面活性剂含量等）、水相流变性（粘度）、油水界面张力、油水界面双电层ZETA电位、油水沉降分离特性、油珠粒径分布等参数有关。油田采出水中主要含有剩余的油和悬浮固体颗粒杂质，另外因含有聚合物和碱及表面活性剂使得污水粘度增加，表现乳化程度增高，油珠难以聚并分离等特点。
油田采出水（水驱采出水、聚合物驱采出水、三元复合驱采出水）中仍然含有一定数量的原油、大量的悬浮固体、有机物含量也较高，还含有大量的溶解气体，以及离子等物质。因没有相应采出水水质特性的评价方法，污水中因含有少量的污油和杂质，如果不被处理利用，任意排放，不但浪费了水和原油，而且还会严重污染环境，并影响油田安全生产，因此，需要一种评价油田采出水水质特性的方法，为油田采出水处理工艺技术研究提供技术支持。
发明内容
本发明在于克服背景技术中存在的油田开发后期采出水水质特性差异较大且没有相应采出水水质特性的评价方法来帮助解决油田采出水油、水、固体杂质分离困难的处理技术的问题，而提供一种油田采出水水质特性评价方法。该油田采出水水质特性评价方法，能够确定油田采出水水质基本特性中对采出水油水沉降分离特性起到表征作用的特征参数，建立采出水水质基本特性与采出水油水沉降分离特性之间的关系，从而建立油田采出水水质特性的评价方法和确定油田采出水的水质特性。
本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该油田采出水水质特性评价方法，包括以下步骤：
（一）、水质基本特性的评价方法
①各种离子含量的测定
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水后过滤，滤液再次用滤膜过滤将采出水中的油去除，取经过膜滤的滤液200mL再进行稀释5倍，然后再取稀释后的溶液200mL采用ICP-MS和离子色谱测定采出水中的各种离子浓度；通过对离子含量的测定及离子含量的变化确定采出水水质的性质是否发生变化；
②测定驱油剂的含量
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水，然后分别取水样100mL测试水样的碱、表面活性剂、聚合物浓度；根据采出水中驱油剂的含量的大小，确定和判断采出水处理难易的特性。
③测定采出水的黏度
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水，底水于室温下静置24h后用滤纸过滤，然后取滤液100mL使用布氏黏度计测试水样在45℃温度范围内的粘度，然后根据测试结果判断采出水处理的难易程度。
④油水界面张力测定
用容量为5L的桶取联合站未加破乳剂的采出液，将取回的采出液在室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水，用孔径为0.45μm的滤膜过滤，滤后滤液备用；然后取滤液100mL用界面张力仪测试40℃下的油水界面张力及表面张力，并根据油水界面张力及表面张力的大小判断采出水处理的难易程度。
⑤油珠ZETA电位测定
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置4h，取100mL底水加到容量为150mL的玻璃配方瓶中，将配方瓶置于水温为40℃的水浴中预热30min，用注射器从配方瓶底部取水样100mL，用ZETA电位测试仪测定40℃下油水扩散双电层的ZETA电位。
⑥油珠粒径分布测定
用容量为2L的桶，现场取水样2L，投加丙三醇进行固定，然后采用粒度激光测定仪测定现场被处理污水站总来水中油珠粒径的分布，确定采出水的乳化程度，从而判断和确定采出水处理的难易程度，以及采用那种方法有利于进行分离去除。
（二）、对油水沉降分离特性的评价方法
①静止沉降油水分离特性测试
为了确定水驱、聚驱、三元复合驱采出水的静止沉降分离特性，用12个容量为500mL的玻璃柱现场接取采出水500mL，将玻璃柱置于温度为40℃的水浴中，同时取样测试水中的含油量和悬浮固体含量；然后开始记时分别为空白、0.5h、1h、2h、4h、6h、8h、10h、12h、16h、20h、24h进行静止沉降，观察沉降效果，并分别对应不同的沉降时间和沉降柱取样测定污水的剩余含油量，然后根据测定的含油量分析比较在不同的时间点采出水的静止沉降分离特性，由此判断采出水沉降油水分离的难易程度。
②悬浮固体静止沉降分离特性测试
为了得出水驱、聚驱、三元复合驱等采出水水质的悬浮固体颗粒杂质静止沉降分离特性，依托模拟沉降罐的φ100mm和高2m的有机玻璃柱，在静止状态下进行重力作用的沉降效果测试；在有机玻璃柱底部设有取样口，并自沉降柱底部往上每隔20cm设1个取样口，使用静沉试验柱，分别取水驱、聚驱、三元复合驱采出水。实验时将水样从下往上灌入现场污水后，按要求的沉降时间进行静止沉降，静沉以后，自上而下取出不同高度的水样，进行分析不同高度的水中的悬浮固体含量，并根据分析数据可以判断在不同高度所取水样中的悬浮固体含量变化，由此判断污水沉降分离的难易程度。
③离心分离油水分离特性测试
分别取油田不同驱油方式产生的不同性质的采出水，装入实验室台式离心机试管中，设定离心机转速为5000转，并设定离心分离时间为3min，然后停止离心机取出试管，再用针管取试管中下部的水样，分别测试离心后的试管中的剩余含油量和悬浮固体含量，根据分析的数据判断各采出水的油水分离难易程度及其油水分离特性。
（三）、确定油田采出水的水质特性
按照上述步骤测定的采出水的基本性质数据，及对油水沉降分离特性实验获得的数据进行综合分析，由此来判断和确定不同驱油开发方式所产生的采出水油水分离水质特性，得出不同驱油方式产生的水质的处理难易程度，并根据确定的采出水油水分离水质特性，初步确定下一步的研究方案，以及来选择相应的具体的处理工艺。
本发明与上述背景技术相比较，可具有如下有益效果：通过利用该油田采出水水质特性评价方法，为开展各种不同驱油方式（水驱、聚驱、三元复合驱）产生的不同性质的采出水处理工艺技术研究提供技术支持，从而确定技术上适宜的处理工艺技术，使处理后油田采出水达到油田不同驱油方式、不同渗透率油层回注水水质控制标准要求，然后回注到地下油层补充地层亏空和资源化循环利用，减少了水资源的浪费和保护了环境。通过确定采出水水质的基本特性，能够确定对采出水油水沉降分离特性起到表征作用的特征参数，就可以建立油田采出水水质特性的评价方法，从而建立采出水水质基本特性与采出水油水分离特性之间的关系，并依托建立油田采出水水质特性的评价方法，最终指导油田采出水单体处理设备的研制与确定，并通过单体处理设备的组合，形成适合不同驱油方式（水驱、聚驱、三元复合驱）产生的不同性质的采出水水质的处理工艺技术，满足油田开发地面工程建设的需要，使处理后油田采出水达到油田不同驱油方式、不同渗透率油层回注水水质控制标准要求，然后全部回注到地下油层补充地层亏空和资源化循环利用，减少了水资源的浪费和保护了环境。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
该油田采出水水质特性评价方法，包括以下步骤：
一、对水质基本特性的评价方法
①各种离子含量的测定
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水后过滤，滤液再次用滤膜过滤将采出水中的油去除，取经过膜滤的滤液200mL再进行稀释5倍，然后再取稀释后的溶液200mL采用ICP-MS和离子色谱测定采出水中的各种离子浓度；通过对离子含量的测定及离子含量的变化确定采出水水质的性质是否发生变化。
针对油田不同的驱油开发方式（水驱、聚合物驱，三元复合驱等），实现采出液油水分离后产生的采出水（水驱采出水、聚合物驱采出水、三元复合驱采出水等多种水质）的离子含量会发生变化，其中聚合物驱采出水中含有聚合物驱油剂，三元复合驱采出水中含有聚合物、碱和表面活性剂，且三元复合驱采出水pH值相对其它采出水高，达到pH=10（其它采出水pH=7左右）。
②聚合物、碱和表面活性剂的驱油剂含量的测定
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水，然后分别取水样100mL测试水样的碱、表面活性剂、聚合物浓度；根据采出水中驱油剂的含量的大小，确定和判断采出水处理难易的特性。
针对油田水驱、聚合物驱，三元复合驱不同的驱油开发方式，实现采出液油水分离后产生水驱采出水、聚合物驱采出水、三元复合驱采出水水质，其中聚合物驱采出水中含有聚合物驱油剂，而三元复合驱采出水中含有聚合物、碱和表面活性剂。因为采出水中含有的化学驱油剂，使得采出水的水质特性发生变化，聚合物驱采出水因含有聚合物相比水驱采出水难处理，三元复合驱采出水因含有3种驱油剂相比聚合物驱采出水难处理，其中聚合物含量、碱和表面活性剂含量越高，采出水的油水沉降分离特性越差，导致采出水越难处理。
③测定采出水的黏度
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水，底水于室温下静置24h后用滤纸过滤，然后取滤液100mL使用布氏黏度计测试水样在45℃温度范围内的粘度，然后根据测试结果判断采出水处理的难易程度。
针对油田水驱、聚合物驱，三元复合驱等不同的驱油开发方式，因为采出水中含有的聚合物、碱和表面活性剂等化学驱油剂，使得采出水的水质特性发生变化。聚合物驱采出水因含有聚合物相比水驱采出水的黏度值增高；受聚合物、碱和表面活性剂的影响，三元复合驱采出水因含有聚合物、碱和表面活性剂，相比聚合物驱采出水的黏度值也增高，且三元复合驱采出水中的聚合物含量相对聚合物驱采出水高，而聚合物含量越高，污水的黏度值越大，呈线性关系。因为含油污水的油水沉降分离特性都遵循Stokes定律，由公式得出油珠上浮和悬浮固体下沉速率与水相黏度成反比，污水的黏度值越大，油水沉降分离速度减小，说明采出水的水相黏度使油珠上浮和悬浮固体下沉速率减小，使油水沉降分离特性越差，导致采出水越难处理。另外，碱和表面活性剂含量越高，也影响到油水沉降分离特性，致使采出水处理的难度增大。
④油水界面张力测定
用容量为5L的桶取联合站未加破乳剂的采出液，将取回的采出液在室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水，用孔径为0.45μm的滤膜过滤，滤后滤液备用；然后取滤液100mL用界面张力仪测试40℃下的油水界面张力及表面张力，并根据油水界面张力及表面张力的大小判断采出水处理的难易程度。
油田水驱、聚合物驱，三元复合驱等不同的驱油开发方式产生的采出水，因为采出水中含有的化学驱油剂（聚合物、碱和表面活性剂），使得采出水的油水界面张力发生变化。聚合物驱采出水因含有聚合物，油水界面张力相比水驱采出水小；三元复合驱采出水因含有3种驱油剂相比聚合物驱采出水处理难度大，且三元复合驱采出水中的聚合物含量相对聚合物驱采出水高，而聚合物含量越高，污水的黏度越大，致使油水界面张力就越小，也就是说采出水的油水沉降分离特性越差，导致采出水越难处理；另外，油水界面张力随碱和表面活性剂含量增大而降低。界面张力的大小主要取决于油水分子间力的强度，而且黏度增大界面张力降低，界面张力降低的越低，乳化液的稳定性越低。
⑤油珠ZETA电位测定
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置4h，取100mL底水加到容量为150mL的玻璃配方瓶中，将配方瓶置于水温为40℃的水浴中预热30min，用注射器从配方瓶底部取水样100mL，用ZETA电位测试仪测定40℃下油水扩散双电层的ZETA电位。
ZETA电位是表征胶体分散系稳定性的重要指标。Zeta电位的重要意义在于它的数值与胶态分散的稳定性相关。Zeta电位是对颗粒之间相互排斥或吸引力的强度的度量。分子或分散粒子越小，Zeta电位（正或负）越高，体系越稳定，即溶解或分散可以抵抗聚集。反之，Zeta电位（正或负）越低，越倾向于凝结或凝聚，即吸引力超过了排斥力，分散被破坏而发生凝结或凝聚。因此可根据Zeta电位的测量确定判断油田采出水处理的难易程度。
测试Zeta电位负值越大，油珠之间、悬浮固体之间排斥力增大，难以聚并，采出水的油水沉降分离特性越差，从而影响沉降过滤的去除效果。聚合物驱采出水因含有聚合物相比水驱采出水Zeta电位负值增大，三元复合驱采出水因含有聚合物、碱和表面活性剂相比聚合物驱采出水Zeta电位负值增大；另外因为三元复合驱采出水中的聚合物含量相对聚合物驱采出水高，而聚合物含量越高，测试的Zeta电位负值越大；再有Zeta电位随碱含量的增大的变化规律均为先降低后升高，而Zeta电位随表面活性剂含量增大而下降。
⑥油珠粒径分布测定
用容量为2L的桶，现场取水样2L，投加丙三醇进行固定，然后采用粒度激光测定仪测定现场被处理污水站总来水中油珠粒径的分布，确定采出水的乳化程度，从而判断和确定采出水处理的难易程度，以及采用那种方法有利于进行分离去除。从微观上分析：聚合物的存在使污水Zeta电位增加。这些特性的变化就导致了采出水中的油珠以小油珠稳定地存在于水体中，进而增大了采出水的乳化程度，使油水分离的难度加大。
根据油珠粒径大小的分布情况，也可以判定和确定采出水处理的难易程度，也就是说油珠粒径小，且所占百分比率大，说明污水油水沉降分离特性差；相反油珠粒径小所占百分比率小，而油珠粒径大且所占百分比率大，说明污水油水沉降分离特性好，该水质容易处理。另外，三元复合驱采出水因含有聚合物、碱和表面活性剂，相比聚合物驱采出水和水驱采出水，油水乳化程度（油珠粒径大小）增大，当不含有聚合物时，油水乳化程度随碱含量增大而加重，油珠粒径分布随碱含量增大先变窄后变宽，即小油珠的分布密度和大油珠的分布密度同时增大；含有聚合物时油珠粒径随碱含量增大而减小，且油珠粒径分布随碱含量增大先变窄。因此，根据油珠粒径分布，就可以判断采出水的乳化程度和处理难易程度，乳化程度高油水分离困难，乳化程度低油水分离就容易。
二、对油水沉降分离特性的评价方法
①静止沉降油水分离特性测试
为了确定水驱、聚驱、三元复合驱采出水的静止沉降分离特性，用12个容量为500mL的玻璃柱现场接取采出水500mL，将玻璃柱置于温度为40℃的水浴中，同时取样测试水中的含油量和悬浮固体含量；然后开始记时分别为空白、0.5h、1h、2h、4h、6h、8h、10h、12h、16h、20h、24h进行静止沉降，观察沉降效果，并分别对应不同的沉降时间和沉降柱取样测定污水的剩余含油量，然后根据测定的含油量分析比较在不同的时间点采出水的静止沉降分离特性，由此判断采出水沉降油水分离的难易程度。
如果剩余含油量相对较高，说明油珠浮升速度慢（Stokes公式中油珠浮升速度与污水的黏度成反比关系，与油珠粒径直径大小和密度差成正比关系），也就是采出水中的油珠难以聚并成大颗粒很快上浮被分离出去，并且不能随着沉降时间的延长被去除；相反剩余含油量相对较小，说明油珠浮升速度快，也就是采出水中的油珠粒径直径大,乳化程度低，容易聚并成大颗粒很快上浮被分离出去，污水沉降分离容易，该水质容易处理。另外，上述对水质基本特性的评价方法单项测试研究结果得出，随着采出水中含有聚合物和聚合物含量的升高，黏度的增大，油水乳化程度增高，油珠粒径变小且所占比例高，相比水驱采出水同样沉降时间后水中剩余含油量逐渐增大。
②悬浮固体静止沉降分离特性测试
为了得出水驱、聚驱、三元复合驱等采出水水质的悬浮固体颗粒杂质静止沉降分离特性，依托模拟沉降罐的φ100mm和高2m的有机玻璃柱，在静止状态下进行重力作用的沉降效果测试。在有机玻璃柱不同高度设有取样口，并自沉降柱底部往上每隔20cm设1个取样口。使用静沉试验柱，分别取水驱、聚驱、三元复合驱采出水，将水样从下往上灌入现场污水后，按要求的沉降时间进行静止沉降，静沉以后，自上而下取出不同高度的水样，进行分析不同高度的水中的悬浮固体含量，并根据分析数据可以判断在不同高度所取水样中的悬浮固体含量变化，由此判断污水沉降分离的难易程度。理论上讲随着沉降时间的延长，从上往下水中剩余的悬浮固体含量应该逐渐变大，如果底部测试结果相对较小，说明采出水中的悬浮固体颗粒粒径比较小难以沉降被去除，悬浮固体颗粒基本呈现悬浮状态悬浮于水中，采用简单的重力沉降方法去除水中颗粒粒径比较小、且呈悬浮状态的悬浮固体是非常困难的，同时也说明该水质很难处理，要想达到好的沉降分离效果，需要引入其它技术措施；如果测试不同高度水中的悬浮固体含量变化大，且从上往下水中剩余的悬浮固体含量逐渐变大，说明水中的悬浮固体颗粒粒径相对来说比较大，容易依托重力沉降方法被沉降分离去除，同时也说明该水质很容易处理；另外试验得出：采出水中由于聚合物驱采出水和三元复合驱采出水中含有聚合物，黏度增大，油水乳化程度增高，固体颗粒粒径变小且所占比例高，悬浮固体颗粒的沉降分离特性相对变差。
③高速离心分离确定采出水的油水分离特性
分别取油田不同性质（水驱、聚驱、三元复合驱采出水）的采出水，装入实验室台式离心机试管中，设定离心机转速为5000转，并设定离心分离时间为3min，然后停止离心机取出试管，再用针管取试管中下部的水样，分别测试离心后的试管中的剩余含油量和悬浮固体含量，根据分析的数据由此判断各种采出水的油水分离难易程度及其油水分离特性。如果测试的水中剩余含油量和悬浮固体含量值小，说明该种水质容易离心分离，其沉降分离特性好，同时也说明该种水质容易处理；相反如果测试的水中剩余含油量和悬浮固体含量值大，说明该种水质离心分离效果不好，其沉降分离特性差，同时也说明该种水质难处理。试验得出：因水驱采出水离心沉降分离效果好于聚驱采出水，聚驱采出水离心沉降分离效果好于三元复合驱采出水，且随着含有聚合物和聚合物含量的增加，由于黏度的增大，油水乳化程度增高，油珠粒径和固体颗粒粒径变小且所占比例高，测试的水中剩余含油量和悬浮固体含量值增大，采出水离心沉降分离效果逐渐变差，说明该水质难以处理。
三、数据综合分析确定采出水的水质特性
按照上述要求的基本测试内容测定的采出水的基本性质数据（各种离子含量、聚合物含量及碱和表面活性剂含量、污水的黏度、油珠粒径的分布、Zeat电位，以及界面张力等），再加上对油水沉降分离分离特性（油水静止沉降分离特性、悬浮固体静止沉降分离特性、高速离心分离油水分离特性）的实验获得的数据进行综合分析，由此来判断和确定不同驱油开发方式所产生的采出水油水分离水质特性，得出不同驱油方式产生的水质的处理难易程度，并根据确定的采出水油水分离水质特性，初步确定下一步的研究方案，以及如何来选择相应的具体的处理设备和处理工艺。
根据各单项指标判断不同驱油方式采出水特性的原则及处理难易程度，水驱采出水中的离子含量相对聚驱采出水少，水中不含有聚合物、污水的粘度低、测定油水界面张力值大、测定Zeta电位负值小、油珠粒径分布测定得出小油珠所占百分比率值小、油水沉降分离特性效果好（剩余含油量低）、悬浮固体静止沉降分离特性好（剩余悬浮固体含量低），离心分离采出水的油水分离特性好（剩余含油量和悬浮固体含量低），得出水驱采出水相对聚驱采出水容易处理的特性；同样聚驱采出水与三元复合驱采出水相比，水中含有聚合物含量低、污水的粘度相对较低、测定油水界面张力相对较低、测定Zeta电位负值相对较低、油珠粒径分布测定得出小油珠所占百分比率值相对较小、油水沉降分离特性效果好、悬浮固体静止沉降分离特性好，离心分离采出水的油水分离特性相对好，得出聚驱采出水相对三元复合驱采出水容易处理的特性。
Claims (2)
1.一种油田采出水水质特性评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
（一）、对水质基本特性的评价方法
①各种离子含量的测定
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水后过滤，滤液再次用滤膜过滤将采出水中的油去除，取经过膜滤的滤液200mL再进行稀释5倍，然后再取稀释后的溶液200mL采用ICP-MS和离子色谱测定采出水中的各种离子浓度；通过对离子含量的测定及离子含量的变化，确定采出水水质的性质是否发生变化；
②测定驱油剂的含量
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水，然后分别取水样100mL测试水样的碱、表面活性剂、聚合物浓度；根据采出水中驱油剂的含量的大小，确定和判断采出水处理难易的特性；
③测定采出水的黏度
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水，底水于室温下静置24h后用滤纸过滤，然后取滤液100mL使用布氏黏度计测试水样在45℃温度范围内的粘度，然后根据测试结果判断采出水处理的难易程度；
④油水界面张力测定
用容量为5L的桶取联合站未加破乳剂的采出液，将取回的采出液在室温下静置2h后从桶下部放出1500mL底水，用孔径为0.45μm的滤膜过滤，滤后滤液备用；然后取滤液100mL用界面张力仪测试40℃下的油水界面张力及表面张力，并根据油水界面张力及表面张力的大小判断采出水处理的难易程度；
⑤油珠ZETA电位测定
用容量为2L的桶，现场取水样2L，室温下静置4h，取100mL底水加到容量为150mL的玻璃配方瓶中，将配方瓶置于水温为40℃的水浴中预热30min，用注射器从配方瓶底部取水样100mL，用ZETA电位测试仪测定40℃下油水扩散双电层的ZETA电位；
⑥油珠粒径分布测定
用容量为2L的桶，现场取水样2L，投加丙三醇进行固定，然后采用粒度激光测定仪测定现场被处理污水站总来水中油珠粒径的分布，确定采出水的乳化程度，从而判断和确定采出水处理的难易程度，以及采用那种方法有利于进行分离去除；
（二）、对油水沉降分离特性的评价方法
①静止沉降油水分离特性测试
为了确定水驱、聚驱、三元复合驱采出水的静止沉降分离特性，用12个容量为500mL的玻璃柱现场接取采出水500mL，将玻璃柱置于温度为40℃的水浴中，同时取样测试水中的含油量和悬浮固体含量；然后开始记时分别为空白、0.5h、1h、2h、4h、6h、8h、10h、12h、16h、20h、24h进行静止沉降，观察沉降效果，并分别对应不同的沉降时间和沉降柱取样测定污水的剩余含油量，然后根据测定的含油量分析比较在不同的时间点采出水的静止沉降分离特性，由此判断采出水沉降油水分离的难易程度；
②悬浮固体静止沉降分离特性测试
为了得出水驱、聚驱、三元复合驱等采出水水质的悬浮固体颗粒杂质静止沉降分离特性，依托模拟沉降罐的φ100mm和高2m的有机玻璃柱，在静止状态下进行重力作用的沉降效果测试；在有机玻璃柱底部设有取样口，并自沉降柱底部往上每隔20cm设1个取样口；使用静沉试验柱，分别取水驱、聚驱、三元复合驱采出水；实验时将水样从下往上灌入现场污水后，按要求的沉降时间进行静止沉降，静沉以后，自上而下取出不同高度的水样，进行分析不同高度的水中的悬浮固体含量，并根据分析数据可以判断在不同高度所取水样中的悬浮固体含量变化，由此判断污水沉降分离的难易程度；
③离心分离油水分离特性测试
分别取油田不同驱油方式产生的不同性质的采出水，装入实验室台式离心机试管中，设定离心机转速为5000转，并设定离心分离时间为3min，然后停止离心机取出试管，再用针管取试管中下部的水样，分别测试离心后的试管中的剩余含油量和悬浮固体含量，根据分析的数据判断各采出水的油水分离难易程度及其油水分离特性；
（三）、确定油田采出水的水质特性
按照上述步骤测定的采出水的基本性质数据，及对油水沉降分离特性实验获得的数据进行综合分析，由此来判断和确定不同驱油开发方式所产生的采出水油水分离水质特性，得出不同驱油方式产生的水质的处理难易程度，并根据确定的采出水油水分离水质特性，初步确定下一步的研究方案，以及来选择相应的具体的处理工艺。
2.根据权利要求1所述的油田采出水水质特性评价方法，其特征在于：所述的油田不同驱油方式产生的不同性质的采出水包括水驱、聚驱和三元复合驱采出水。
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|---|---|
| CN (1) | CN105527347A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106841310A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-06-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种Zeta电位测定方法及系统 |
| CN107085083A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-08-22 | 合肥永泰新型建材有限公司 | 一种河水水质污染检测方法 |
| CN107831101A (zh) * | 2017-05-08 | 2018-03-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 描述油藏岩石孔隙中水膜存在形态的方法 |
| CN108362794A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-08-03 | 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院 | 色谱法测定聚合物在吸附介质中吸附量的方法 |
| CN111581846A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-25 | 西安长庆科技工程有限责任公司 | 复合驱采出液的残存含水率及稳定程度的确定装置和方法 |
| CN113295841A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-08-24 | 山东大成电子科技有限公司 | 一种采出水离子智能分析系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103771615A (zh) * | 2013-03-13 | 2014-05-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种处理油田多种类型采出水的方法 |
| CN105043936A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种模拟油藏条件测量接触角和界面张力的装置及方法 |
-
2015
- 2015-12-31 CN CN201511018524.4A patent/CN105527347A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103771615A (zh) * | 2013-03-13 | 2014-05-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种处理油田多种类型采出水的方法 |
| CN105043936A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种模拟油藏条件测量接触角和界面张力的装置及方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| FAKHRU’L-RAZI AHMADUN等: "Review of technologies for oil and gas produced water treatment", 《JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS》 * |
| 叶清: "三元复合驱采出水特性分析及其处理方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
| 赵立合: "呼伦贝尔油田采出水特性及其影响因素研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
| 邓述波等: "油田采出水的特性及处理技术", 《工业水处理》 * |
| 陈忠喜等: "大庆油田采出水处理工艺及技术", 《工业用水与废水》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106841310A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-06-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种Zeta电位测定方法及系统 |
| CN107831101A (zh) * | 2017-05-08 | 2018-03-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 描述油藏岩石孔隙中水膜存在形态的方法 |
| CN107831101B (zh) * | 2017-05-08 | 2020-04-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 描述油藏岩石孔隙中水膜存在形态的方法 |
| CN107085083A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-08-22 | 合肥永泰新型建材有限公司 | 一种河水水质污染检测方法 |
| CN108362794A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-08-03 | 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院 | 色谱法测定聚合物在吸附介质中吸附量的方法 |
| CN111581846A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-25 | 西安长庆科技工程有限责任公司 | 复合驱采出液的残存含水率及稳定程度的确定装置和方法 |
| CN111581846B (zh) * | 2020-05-25 | 2023-10-20 | 西安长庆科技工程有限责任公司 | 复合驱采出液的残存含水率及稳定程度的确定装置和方法 |
| CN113295841A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-08-24 | 山东大成电子科技有限公司 | 一种采出水离子智能分析系统 |
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