南阳油田含表面活性剂污水稳定性及处理方法研究

【摘要】：随着油田开发工作的不断深入,三次采油技术得到了越来越广泛的应用,特别是表面活性剂驱油技术。该技术为了改善驱油效果,向水中添加了驱油剂如聚合物、表面活性剂或两者的复配物,导致采出水成分更加复杂、稳定性显著提高、油水分离难度加大。该组成的污水若不经处理直接注入地下,其中的悬浮固体颗粒和油珠将堵塞油层毛细通道,降低油层渗透率,使注水处的吸水能力下降,最终导致采油率的降低。 本文通过对南阳油田的三次采油产出水的水质分析,测定了油滴表面的Zeta电位,利用冷冻刻蚀扫描电镜方法研究了污水中油水界面结构,探讨了影响污水稳定性的因素,并对其处理方法进行了研究。结果表明：表面活性剂的加入增加了含油污水油水分离的难度,且浓度越高,沉降分离的效果越差。不同离子对采出水油水分离效果的影响程度：Al3+、Na2CO3、Mg2+能够很好的促进油水分离的进行；NaCl的加入能够促进油水分离的进行,但效果不太显著；NaHCO3的加入对油水分离效果的影响较大,且随NaHCO3浓度的变化而变化；Ca2+、Fe3+的存在增加了油水分离的难度；SO42-、S2-、Fe2+对油水分离的影响不大。当含油量值低于2000mg/L时,含油量对污水粘度的影响很小。 同时表面活性剂能够使油水界面的界面张力降低,使油滴表面Zeta电位绝对值增加,但对油水界面剪切粘度几乎无影响。聚合物／表面活性剂二元复合体系中,聚合物、表面活性剂及水中悬浮物形成了具有类似“晶体”结构的热力学不稳定体系。 含表面活性剂污水絮凝处理结果表明,温度为50℃,混凝剂(AS+PAC)浓度为1000mg/L、PAM的浓度为10mg/L进行复配,絮凝时间3min时,处理后模拟污水的透光率可达99.8%。 【关键词】：表面活性剂 絮凝剂 含油污水
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X741
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 采油污水的来源9
• 1.2 采油污水污染、回注及处理现状9
• 1.3 采出水的特性9-10
• 1.4 采油污水的危害10-11
• 1.5 含油污水的处理方法11-12
• 1.5.1 物理法11
• 1.5.2 物理化学法11-12
• 1.5.3 生物法12
• 1.6 含油污水的处理工艺12-14
• 1.7 化学絮凝剂的分类14-15
• 1.7.1 无机絮凝剂14-15
• 1.7.2 有机絮凝剂15
• 1.8 絮凝机理15-18
• 1.8.1 压缩双电层理论16
• 1.8.2 电性中和理论16-17
• 1.8.3 吸附架桥理论17
• 1.8.4 网扫作用机理17-18
• 1.9 本论文的研究目的、意义、内容及技术路线18-20
• 1.9.1 课题研究的目的、意义18
• 1.9.2 本论文的主要研究内容18-19
• 1.9.3 本论文的研究路线19-20
• 第二章 实验材料和方法20-32
• 2.1 实验材料20-21
• 2.1.1 主要试剂20-21
• 2.1.2 实验仪器21
• 2.2 实验方法21-32
• 2.2.1 氯离子含量测定—硝酸银滴定法21-22
• 2.2.2 碳酸根、碳酸氢根和氢氧根离子的测定22-23
• 2.2.3 SO_4~(2-)的测定23
• 2.2.4 Ca~(2+)、Mg~(2+)的测定23-25
• 2.2.5 铁离子的测定(邻菲啰啉法)25
• 2.2.6 钠、钾离子含量的计算方法25
• 2.2.7 悬浮物的测定25-27
• 2.2.8 表面活性剂的定性分析27
• 2.2.9 表面活性剂定量分析27-28
• 2.2.10 聚合物含量分析28-29
• 2.2.11 采出水中油含量分析29-30
• 2.2.12 剪切黏度测定30-31
• 2.2.13 油水界面Zeta电位的测定31
• 2.2.14 冷冻透射电镜(FFTEM)观察31
• 2.2.15 界面张力的测定方法31
• 2.2.16 絮凝评价方法31-32
• 第三章 南阳油田采出水特性分析32-41
• 3.1 实验结果与讨论32-40
• 3.1.1 现场二元驱采出污水水质状况32-33
• 3.1.2 模拟二元复合驱采出水制备33-34
• 3.1.3 静置时间对含油污水特性的影响34-35
• 3.1.4 表面活性剂浓度采出水含油量的影响35
• 3.1.5 离子浓度对采出水含油量的影响35-40
• 3.2 小结40-41
• 第四章 表面活性剂对模拟油田采出水稳定性的影响41-45
• 4.1 含油量对模拟采出水粘度的影响41
• 4.2 表面活性剂浓度对油水界面张力的影响41-42
• 4.3 表面活性剂浓度对油滴表面Zeta电位的影响42
• 4.4 表面活性剂浓度对油水界面剪切黏度的影响42-43
• 4.5 液膜结构43-44
• 4.6 结论44-45
• 第五章 表面活性剂对油田污水絮凝效果的影响45-56
• 5.1 絮凝剂对模拟含表面活性剂污水的作用规律45-49
• 5.1.1 聚合铝铁(PACF)对模拟采出水的絮凝作用45
• 5.1.2 聚合硫酸铝(PAS)对模拟采出水的絮凝作用45-46
• 5.1.3 硫酸铝(AS)对模拟采出水的絮凝作用46-47
• 5.1.4 混凝剂(AS+PAC)对模拟污水的絮凝作用47-48
• 5.1.5 四种絮凝剂处理效果的比较48-49
• 5.2 复配对模拟含表面活性剂污水的作用规律研究49-52
• 5.2.1 PACF与PAM复配对絮凝效果的影响49-50
• 5.2.2 PAS与PAM复配对絮凝效果的影响50
• 5.2.3 AS与PAM复配对絮凝效果的影响50-51
• 5.2.4 混凝剂(AS+PAC)与PAM复配对絮凝效果的影响51-52
• 5.3 温度对絮凝效果的影响52-54
• 5.4 絮凝时间对絮凝效果的影响54
• 5.5 小结54-56
• 第六章 结论56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文62-63
• 详细摘要63-70

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