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。     

改性核桃壳滤料对油田含油污水的过滤效果

采用亚硫酸氢镁蒸煮法对核桃壳滤料进行亲水改性,考察了改性核桃壳滤料对油田含油污水的过滤、反洗效果,探讨了改性前后核桃壳滤料的过滤过程及乳化油捕集机理。实验结果表明:在蒸煮温度为95℃、蒸煮时间为5 h、w(MgHSO_3)为5%的条件下,核桃壳滤料接触角由改性前的117.1°降至62.4°;分4批次过滤含油污水,改性核桃壳滤料的平均出水含油量为32.3 mg/L,平均油去除率为78.5%,平均浊度为7.7 NTU,平均浊度去除率为89.7%;改性核桃壳滤料的反洗效果显著改善,反洗水含油量由520 mg/L提高到840 mg/L,核桃壳滤料增重率由4.3%下降到0.2%。     

电化学脱稳技术处理油田含聚污水

采用"电化学除油器—斜板除油器—核桃壳过滤器"模拟装置处理模拟含聚采油污水,考察了有/无清水剂加入条件下含聚污水的处理效果,并对电化学除油机理进行了分析。实验结果表明:各级处理单元的除油率与电化学处理时间成正比,不加入清水剂、电化学处理40 min时,各级处理单元的除油率均超过92%;在电化学除油器前加入清水剂100 mg/L、电化学处理20 min时,各级处理单元的除油率分别为98.8%~99.4%,处理后污水含油量小于30 mg/L,处理效果优于在斜板除油器前加入清水剂;电化学处理与清水剂处理有良好的协同除油效果,可大幅降低清水剂用量。机理分析结果表明,电化学作用主要使吸附于油-水界面的产出聚合物降解、脱稳,实现了对油-水界面膜强度和界面电荷的有效破坏,除油效果优异且处理后的絮体松散、无黏附性。     

双亲型清水剂处理油田含聚污水

考察了双亲型清水剂QS-03对油田含聚污水处理效果的影响因素,并对其作用机理进行了分析。实验结果表明:当清水剂QS-03的亲水性与亲油性功能基团的摩尔比为2∶1、清水剂加入量大于等于200 mg/L时,处理后污水澄清透明,污水含油量由4 540 mg/L大幅降至26~45 mg/L;在处理温度为50~80℃和污水含油量为3 200~5 800 mg/L的范围内,清水剂QS-03均表现出良好的清水效果,生成的絮体呈松散状,具有良好的流动性。机理分析结果表明,双亲型清水剂QS-03可有效破坏油-水界面双电层、降低界面膜强度,并且与污水中阴离子聚合物的相互作用大幅减弱,因而在高效清水除油的同时可有效避免含聚污水处理中的黏性"含聚油泥"问题。     

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。