如何提高聚驱采出水油水分离效果及滤前处理水质

　　大庆油田开发后期进入三次采油阶段。 随着聚合物驱规模的不断扩大，聚合物驱采出水处理已形成自然沉降—混凝沉降/传统气浮—压滤（重力沉降+过滤）的工艺流程，并趋于成熟。 与油田常规水驱采出水相比，聚合物驱采出废水具有粘度高、油水乳化严重、油滴和固体颗粒上浮或下沉阻力大的特点。 这种水质特性的变化导致采出水严重乳化并形成稳定的胶体，使沉淀和分离更加困难。 采用重力沉淀+过滤的处理工艺，但由于进水水质变化，处理效果和效率不高，最终出水达标。 利率低的问题。 因此，如何提高聚合物驱采出水的油水分离效果和过滤前的水质，确保过滤后的水质稳定达标是本次试验的主要目的。 试验采用分离效率高、运行稳定的微泡旋流气浮技术替代传统的沉淀、气浮技术作为含聚合物污水过滤前的预处理设备，并进行了现场试验。

　　微泡旋流气浮装置（MRF）是一种集微旋流器和气浮技术于一体的高效水处理装置。 装置运行时，处理后的含骨料采出水首先通过重力或增压泵提升，经过管道静态混合器（主要考虑加药时药剂与污水的混合效果），然后进行微泡旋流气浮。 该装置的进水管道沿切线方向进入微气泡旋流气浮装置，与微气泡发生装置产生的微气泡水混合。 在旋流器离心力+空气浮力的共同作用下，油珠和杂质被去除。 聚集和粘附，从而快速、高效地实现离心浮选分离、除油和去除悬浮固体杂质。 微气泡水是在微气泡发生装置中产生的，微气泡发生装置包括气体注射器和空气压缩机等设备。 首先，按照一定的回流比从微泡旋流气浮装置的出水管道中取出一部分水（回流水）。 经循环泵加压后进入气体喷射器。 同时，空压机产生的加压气体经过过滤器过滤后，还进入气体喷射器，气体和水在气体喷射器中混合，然后进入微气泡发生器，实现对气泡的高速切割。速度旋转状态。 经过精制、筛选，最终产生含有大量细小气泡的溶气水（微气泡水）。 微泡旋流气浮装置工艺流程如图1所示。

　　为考察微泡旋流气浮装置处理含聚合物采出水的处理效果和效率及其作为油田聚合物驱采出水预过滤技术的可行性，进行了处理能力、回流试验。配比、溶气水气液比、用量优化试验。

　　试点地点选定为某采油厂兴13-1含聚污水站。 该污水站处理的含聚合物污水来自兴13-1联合站采出液油水分离后产生的含油污水。 这被用作试点测试场地。 经试验装置处理后的进水，油类质量浓度≤500mg/L，聚丙烯酰胺260～280mg/L，粘度≥0.8mPa·S。

　　测试中，选择了三个处理体积进行测试，不添加化学品，并且溶解气体与水与气体和液体的固定比例。 结果见表1。现场测试聚合物质量浓度为260～280mg/L，下同。

　　由表1可知，中试装置处理能力分别为5.6、7.8、9.8m3/h时，处理后出水油平均质量浓度分别为38.72、53.97、94.54mg/L，悬浮物平均质量浓度分别为18.89、22.00、29.11mg/L。 可以看出，在回流比变化不大的情况下，处理能力较低，相对污水在容器内停留时间较长，溶气水压力较高（释放的粒径微气泡较小），去除油污和悬浮物效率高； 同等条件下，该装置的除油效果优于悬浮物。

　　试验中，在固定处理量5.6m3/h、气液比1:10、排渣比1.87%的条件下，选择3种回流比进行优化试验。 结果如表2所示。

　　从表2可以看出，当处理量不变的情况下，增加回流比时，出水含油量随着回流比的增加而降低。 然而，如果回流比增加得太高，流出物的含油量相对增加。 可见，溶气水压的增加有利于除油，对含聚合物污水中的小油滴有更稳定的粘附作用。

　　现场观察表明，当注气量较大时，制备的溶解气水微泡的表观浓度较高。 现场在固定处理水量5.6m3/h、回流比12.1%、排渣比1.82%条件下，选择3种溶解气水气液比进行除油效果测试。 结果如表3所示。

　　由表3可以看出，在处理量不变的情况下，增加溶解气与水的气液比，除油率提高； 当气液比提高到1.9:10时，现场观察发现溶解气体和水的大气泡数量增多，出水含有油。 金额相对增加。 由此可见，气液比过大不利于细小油滴的粘附和去除，出水含油量相对会增加。 溶解气体与水的适宜气液比为1:10。

　　现场试验中，选择PAC絮凝剂和VM3055油溶性反乳化剂两种药剂添加到杏石散聚污水站。 实验在固定处理量5.6m3/h、不同投加量的条件下进行。 比较添加不同化学品的脱脂效果。 其中VM3O55+PAC按VM3055与PAC用量1:1同时添加。 添加后的测试结果如表4所示。

　　从表4可以看出，添加该药剂后，出水除油率明显提高。 与PAC相比，VM3055用量更小，除油率更高； 当PAC投加量增加时，出水效果较好，但絮体悬浮物（浮渣排出量）较VM3055+PAC模式增加25%），后续增加会增加后续处理负荷。 综合考虑出水含油量和除油率，选择VM3055+PAC的投加方式较为合适。

　　现场观察发现，加药后，罐体上部浮渣急剧增加，堆积迅速，流动性差。 现有的集油方式和排渣管道容易堵塞，因此试验中没有选择增加处理能力。

　　从表5可以看出，不添加化学品的运行成本远低于添加化学品的成本。 综合处理效果分析及排油排渣观察，若采用添加化学品的方法提高除油效果，仍与添加VM3055+PAC相同，且吨处理成本更低。

　　在进水油质量浓度150-600mgCL、悬浮物20-150mg/L、聚合物260-280mg/L的工况条件下，对微泡旋流浮选装置进行了现场试验。

　　(1)在不添加化学药剂的情况下，有效停留时间为7～10分钟，除油率可达79%，悬浮物去除率为25%～40%，出水油质量浓度为小于50mG，达到油田入门水平。 要求后续过滤所需的量小于50mL。

　　(2)添加PAC和VM3055药剂可以达到提高除油效果的目的，但PAC和VM3055一起添加更为经济，当质量浓度为8Omg/L时，出水油质量浓度可稳定在40mg以下/L。

　　(3)微泡旋流气浮装置的最佳运行参数为：回流比应不小于15%。 增加回流比有利于提高除油率，但需与停留时间综合考虑； 最佳溶气水气液比为1：10； 不添加化学品时，残油率小于2%； 添加化学品后，残油率小于3%。

　　(4)在不加药条件下，微泡旋流气浮装置试验时的水处理成本为0.1元/rn3。 在投加条件下，添加VM3055+PAC的水处理成本为0.66元/m3。