采用支持向量机算法优化电化学处理油田污水的工艺参数

采用支持向量机(SVM)算法,将Box-Behnken设计法与支持向量回归算法(SVR)实验参数优化软件相结合,优化电化学去除油田污水COD的工艺参数。通过量子粒子群算法对SVM算法参数进行优化,从建立的回归模型中找到工艺参数的全局最佳点:电解时间60 min,电解电流3 A,三维电极填充料中石英砂质量695 g。模型得到的COD理论最优去除率为92.48%,验证实验得到的COD去除率为91.43%。     

电絮凝过程中倒极消除极板钝化

针对电絮凝处理污水过程中极板易发生钝化影响电絮凝效果的问题,采用倒极方法消除了极板钝化,并通过SEM和EDS,定性、定量分析不同反应时间段极板的表面形态和元素含量的变化,研究了表面钝化层成分及含量随处理时间的变化趋势。结果表明:电絮凝处理压裂废水中Al阳极钝化层的主要成分是Al_2O_3,阴极钝化层的主要成分是CaCO_3;倒极后的阴极板表面Al_2O_3含量在20 h内由48.94%下降到18.73%,阳极板Al_2O_3含量由11.87%降低到9.28%,这表明倒极能有效消除Al_2O_3氧化膜对极板钝化的影响;对于Ca~(2+)含量较低的压裂废水,倒极使CaCO_3的吸附量控制在0.01%～0.34%,可有效控制极板钝化现象的发生。     

十三烷基苯磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚二元复配溶液的定量分析

采用向十三烷基苯磺酸钠（STBS）和非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚（OP-10）二元复配溶液中添加β-环糊精（β-CD）的方法，降低STBS和OP-10之间定量检测时的相互干扰。实验结果表明：添加β-CD时，可提高STBS的检测准确性，降低STBS对OP-10的检测干扰；在二元复配溶液中，STBS和OP-10的方法回收率分别在100.8%~102.0%，97.4%~102.2%之间，检测误差分别在2.0%和2.6%以内；Cl^-，SO₄^2-，Na⁺，Ca²⁺的存在对二元复配溶液中STBS和OP-10的检测干扰可忽略；将该方法应用于地层水水样中，仍可准确定量分析STBS和OP-10的含量。     

十三烷基苯磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚二元复配溶液的定量分析

采用向十三烷基苯磺酸钠(STBS)和非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)二元复配溶液中添加β-环糊精(β-CD)的方法,降低STBS和OP-10之间定量检测时的相互干扰。实验结果表明:添加β-CD时,可提高STBS的检测准确性,降低STBS对OP-10的检测干扰;在二元复配溶液中,STBS和OP-10的方法回收率分别在100.8%~102.0%,97.4%~102.2%之间,检测误差分别在2.0%和2.6%以内;Cl-,SO42-,Na+,Ca2+的存在对二元复配溶液中STBS和OP-10的检测干扰可忽略;将该方法应用于地层水水样中,仍可准确定量分析STBS和OP-10的含量。     

含聚油泥处理工艺参数优化及交互作用分析

采用自制的油泥分离剂通过热化学分离法处理聚驱油田现场产生的含聚油泥。采用正交实验得到的最佳工艺参数为:剂泥比2.0 m L/g,反应温度80℃,反应时间30 min,搅拌转速500 r/min,在此工艺条件下原油回收率为92.08%。利用支持向量机运算法(SVM)建立模型,分析了各工艺参数之间的交互作用,得出优化后的含聚油泥处理工艺参数为:剂泥比2.5 m L/g,反应温度80℃,反应时间34 min,搅拌转速530 r/min,理论上的最高原油回收率为94.76%。对于模型优选出的工艺参数进行了5组验证实验,平均原油回收率达94.50%。采用优选工艺参数处理3种不同来源的含聚油泥,原油回收率均高于90%。     

聚驱污水含聚量对污水处理设备的影响

JZ9-3油田含聚采油污水粘度高、稳定性强,严重影响到现场污水处理流程和设备的运行。为解决这一问题,通过对JZ9-3油田污水处理流程和单元设备的模拟,进行了现场3种净水剂和不同含聚量的含油污水对斜管除油器、气浮选器和过滤器的影响研究。阳离子型净水剂BHQ-203和ICA的除油效果较阴离子型净水剂BHQ-08的除油效果好,能起吸附电中和及架桥作用,斜管除油器处理不同含聚含油污水后其含油量由263.2 mg/L下降到20.73 mg/L,气浮选器的除油率9%～34%,过滤器在进水含油较低(<50 mg/L)的情况下,起到强化除油的作用;含聚量增加,过滤后悬浮物量呈下降趋势,过滤困难,含聚量达到一定值(>600 mg/L)后无法分析悬浮物量;斜管除油器、气浮选器和过滤器出口水样的ζ电位值在-22.5～-42 mV,随含聚量的增加而变小,污水稳定性增加。研究结果用以指导现场工艺设备的改造。     

涠洲12-1油田油井结垢机理研究

采用X射线衍射法分析了涠洲12-1油田A3油井井筒垢样,并对结垢离子的来源、结垢机理、结垢原因及结垢部位进行了分析。结果表明,涠洲12-1油田中块油井垢样的主要成分中61.3%是BaSr(SO4)2。结垢阳离子主要源于地层中含锶、钡等重矿物在高温、高压及高矿化度条件下的溶解和解离,结垢阴离子主要源于地层中硫酸盐矿物(如BaSO4、SrSO4)溶解、解离及注入水(海水)。结垢是注入水与地层水不配伍引起的,涠洲12-1油田防垢应以预防BaSr(SO4)2为主。     

油田废水处理中絮体/气泡的形态及分形特征

文章采用絮体分形理论,阐述了电絮凝处理油田含聚压裂返排废水中形成的絮体颗粒、产生微气泡的形态变化和分形成长特征,研究了废水停留时间对其形成及变化的影响,用分形维数表征了废水停留时间对絮体和气泡的影响及变化规律。结果表明,处理过程中产生的絮体颗粒和微气泡形态与其分形维数、当量直径变化具有良好的正相关性,与废水浊度呈负相关性,絮体分形维数D_f值达到1.906后稳定变化小,絮体颗粒聚集更加紧实、易于沉降,气泡的分形维数基本不随时间变化,D_f在2.0小幅振荡波动,其当量圆直径为39.31～44.74μm;在体系中产生均匀的微气浮,加快了絮体快速聚集分离的效果,处理废水21 min时浊度降为18.3 NTU。     

海上含聚油泥处理后泥水的回注

采用热化学法处理某海上平台含聚油泥(矿物含量(w)1.30%~3.74%,聚合物含量(w)3.37%~7.42%),研究了反应后分离出的泥水的回注性能,并进行了现场回注试验。实验结果表明:泥水经研磨细化处理后,95%(w)的细化污泥粒径不超过7.86μm,远小于注入地层的平均孔喉直径;在含聚量为1 750 mg/L的注聚液中加入500 mg/L的细化污泥,65℃(油藏温度)下,细化污泥在注聚液中具有很好的稳定性,体系黏度变化小;泥水中的污水与注聚液、采出污水、现场采出液处理系统中使用的各种药剂的配伍性好。现场试验结果表明,将泥水加入注聚液中进行回注,注入井压力保持稳定。     

热化学分离撬装式含聚油泥处理装置

针对聚驱油田现场含聚油泥处理难度大、污染环境的问题,采用研制的油泥分离剂,根据热化学分离处理技术原理,按照海上平台设备的防爆要求,研制出撬装式含聚油泥处理装置,装置取得了中国船级社检验合格报告。13台(套)主设备布置在3个撬装上,设备处理能力5m3/d。平均含油14.89%~34.58%的含聚油泥经该装置处理后,污泥残油可降至0.21%~0.65%,处理完成后,上层原油回收,下层泥水研磨回注。在陆上终端厂、海上平台连续试验结果显示,装置运行稳定,处理效果良好,环保效益显著,达到了设计要求。