辽河油田原油采出液破乳实验报告

概述

辽河油田是全国第三大油田，也是我国最大的稠油(高黏度重质稠油，俗称稠油)生产基地，以稠油开采为主，其稠油产量占总产量的70％，其油区油层厚，储量丰度高，储量大，已探明稠油地质储量968 Mt，动用储量665 Mt。同时，辽河油田也是国内油藏类型多、开发难度大、工艺最复杂的开发试验区。

根据2012年上半年统计数据，目前辽河油田日产含油污水总量约l4.86×104 m3，其中稠油污水8.41×104m3，稀油污水4.7×104m3 ，高凝油污水1.75×104m3。稠油污水水量占整个辽河油田污水总量的56.6％。稀油和高凝油区块污水回注率接近100％，稠油污水回注率仅为22．3％，整个油田污水回注率约为62％。中石油要求各油田污水回注率不低于98％，显然不能达到要求，主要因素是稠油污水。在所有油气田污水处理中，稠油污水因其水质成分复杂、油水密度差小、乳化严重，处理难度最大，因此这些数量巨大的稠油污水的合理处置是摆在辽河油田面前的一个非常严峻的经济和技术问题，也是一个亟待解决的难题。

影响稠油污水处理效果的因素主要是：采油过程中加入的各种添加剂，使得污水含油量高，乳化严重，成分复杂，水质波动大；稠油是天然的高黏度、高分子复杂化学物质，且埋藏浅，多蕴藏在砾岩之中，开采时必然从地层中携带出大量矿物成分，水质硬度高，杂质含量大，进一步增加了稠油污水的处理难度；采出液在脱水沉降过程中，加入了破乳剂，大量的化学药剂形成了较稳定的乳状液，这种污水不仅含油量高，而且乳状液的稳定性极强；稠油黏度较大，使污水除油以及净化处理更加复杂，难度更大；由于稠油热采方式的改变及开采年限的增加，使得稠油污水水质变得不稳定，影响除油效果。
本实验所用的稠油污水就是辽河油田产生的此类污水。初步分析表明，该污水油含量：5.94g/L，pH=6.75，COD=15000，产地：辽河油田。针对该稠油污水，课题组首先筛选了几种破乳剂，然后在此基础上进行配合使用，以期达到较好污水处理效果。

污水处理实验

药剂筛选部分：
本实验预选了几种常见破乳剂，与CYD-WU438同时实验，如表1为常用破乳剂及CYD-WU438处理辽河原油废水的破乳效果对比。
表1 破乳剂筛选表格
药剂筛选 辽河原油废水 药剂
浓度
加药量 处理后
油含量 mg/L 处理后
COD mg/L
1 50mL CYD-WU438 2% 0.1g 582 703
2 50mL CPAM 0.2% 1g 588 619
3 50mL THG-A3 2% 2g 1460 1019(超量程)
4 50mL THG-A2 原液 0.52g 1020 1246(超量程)
5 50mL HB-TM 2% 0.16g 511 674
注：CYD-WU438为树枝状聚合物类破乳剂；CPAM为阳离子型聚丙烯酰胺类破乳剂；
THG-A2、THG-A3为聚乙烯多胺类反相破乳剂；
HB-TM为环氧丙烷聚醚类破乳剂。

通过以上实验表明，单独使用CYD-WU438、CPAM、HB-TM 均能得到较好的实验效果，为了进一步验证他们之间配合使用，可能得到较好的效果，特别设计先加破乳剂，再加CYD-WU438。分别设计采用CPAM和HB-TM与CYD-WU438的除油效果。

药剂配合使用部分
实验方案A：
原水图片如下：

（原水50ml先加）CPAM 0.2%， 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
处理水样见如下图片（平行两组）

（后加）CYD-WU438 2% 0.1 g
处理水样见如下图片

实验方案2：
分别取50ml原水样放入5个具塞试管里
分别先加HB-TM 2%， 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
然后再分别加入CYD-WU438 2% 0.1 g
两种方案处理原水样后的数据如表2：油含量(水量50mL)
表2 各种处理条件下处理后水中残油量
含油量（mg/L）
加入量 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1
CPAM0.2% /CYD-WU438 0.1 518 447 316 451 526 381
HB-TM2% /CYD-WU438 0.1 440 156 232 229 291 918

从表中可以计算出CYD-WU438含油最低处理效率：（5.94-0.156）/5.94=97.4%
对应COD去除效果比较如表3：
表3 各种处理条件下处理后水中剩余COD
(mg/L)
加入量 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1
CPAM0.2%/CYD-WU438 0.1 557 488 539 529 517 488
HB-TM2%/CYD-WU438 0.1 799 713 624 760 887 819

通过比较两个表格，可以明显看出，含油量与COD之间不存在明显的正相关，在所处理的水样中，CPAM与CYD-WU438配合使用的的处理水体的COD明显低于使用HB-TM与CYD-WU438的COD，综合起来，CYD-WU438可以很好的应用于原油采出水的破乳过程，并可与PAM复合使用，比单独使用效果更好。

实验初步结论

通过以上实验表明，油田常用破乳剂与CYD-WU438配合使用，可以得到很好的水体除油去除效果，同时能够大幅度降低破乳剂成本。通过实验发现，破乳剂的使用量有一个严格的区间，过多或过少使用破乳剂，将起不到好的除油效果。

通过破乳实验，可以看到，原油采出液为棕褐色不透明液体，经过处理后为澄清透明淡黄色溶液，虽然含油量和COD均达不到直接排放的要求，但可在此基础上容易达到回注要求。这也是为解决油田稠油区块采出液回注问题的一个捷径。