特低渗透油田采出水油水乳状液稳定性及破乳技术研究

论文摘要

石油已成为制约国家经济发展和人民生活水平提高的重要因素。随着国家发展对原油需求量的不断增加及国际原油价格的不断上涨,油藏储量丰富但开发效益相对较差的特低渗透油田正在开发之中。为了保证特低渗透油田的有效开发,特低渗透油田回注水水质指标大幅度提高,由原来低渗透层的“8、3、2”（含油量小于8mg/L、悬浮固体含量小于3mg/L、悬浮固体颗粒粒径中值小于2μm）提高到“5、1、1”（含油量小于5mg/L、悬浮固体含量小于1mg/L、悬浮固体颗粒粒径中值小于1μm） ,为采出水的处理技术带来了新的挑战。本文针对特低渗透油田采出水处理过程中含油不达标的问题展开研究。通过对特低渗透油田采出水的水质分析,确定可能影响特低渗透油田采出水油水乳状液稳定性的因素,以模拟采出水体系分别考察其中重要因素对采出水油水乳状液稳定性的影响,进而确定特低渗透油田采出水油水乳状液稳定机理,据此研制新型药剂并考察其处理效果。通过对特低渗透油田采出水的常规理化性质、有机物成分以及无机离子成分及含量分析,确定可能影响特低渗透油田采出水油水乳状液稳定性的因素为:天然乳化活性物质（脂肪酸、沥青和胶质、蜡）、表面活性剂（十二烷基磺酸钠、ABS、NP-10等）、悬浮物及胶体粒子、无机离子等。采用模拟采出水油水乳状液,通过实验分别考察表面活性剂、固体粒子及无机离子对采出水油水乳状液稳定性的影响,研究中发现:表面活性剂对影响采出水油水乳状液稳定性有促进作用,固体粒子的存在对采出水油水乳状液稳定性的影响不大,无机离子对采出水油水乳状液稳定性有重要影响。通过系列试验考察了单一无机盐对采出水油水乳状液稳定性的影响。根据试验结果并结合实际情况分析确定了特低渗透油田采出水油水乳状液稳定的主要机理为:原油中的有机酸与无机离子作用生成大量界面活性物质,与采出水油水乳状液中的表面活性剂协同作用,增大油珠表面的电荷密度,增强油珠间的斥力进而阻止油珠的聚并,促进了采出水油水乳状液的稳定。根据特低渗透油田采出水油水乳状液稳定的机理,研发了对特低渗透油田采出水具有良好除油功能的破乳絮凝剂FXJ。通过实验比较了多种絮凝剂对采出水的处理效果,结果显示,新型破乳絮凝剂FXJ处理该采出水效果最佳,并确定了最佳操作条件为:投药量6mg/L,搅拌时间120s,沉淀时间35min,搅拌强度200r/min。将FXJ用于处理特低渗透油田现场采出水,处理后污水含油量可稳定达标。上述研究成果为特低渗透油田采出水的达标处理提供了理论与技术上的支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 油田采出水的研究进展
• 1.2.1 油田采出水的来源及其特征
• 1.2.2 特低渗透油田采出水研究进展及存在问题
• 1.2.3 油田采出水油水乳状液稳定性研究进展
• 1.2.4 油田采出水处理技术现状
• 1.3 乳状液稳定和破乳机理
• 1.3.1 乳状液的物理性质和评价方法
• 1.3.2 乳状液的稳定机理
• 1.3.3 乳状液破乳方法
• 1.4 课题研究内容与意义
• 1.4.1 课题研究意义
• 1.4.2 课题来源
• 1.4.3 课题研究内容
• 第2章 实验及分析方法
• 2.1 主要试剂及仪器
• 2.2 水质指标分析方法
• 2.2.1 含油量的测定
• 2.2.2 有机物分析
• 2.2.3 其他检测项目的分析方法
• 2.2.4 模拟采出水油水乳状液的配制
• 第3章 采出水油水乳状液稳定性影响因素分析
• 3.1 特低渗透油田采出水处理流程
• 3.2 特低渗透油田采出水水质分析
• 3.2.1 常规水质分析
• 3.2.2 有机物分析
• 3.2.3 无机离子分析
• 3.3 油水分离特性试验
• 3.4 曝气对特低渗透油田采出水的影响
• 3.5 采出水油水乳状液稳定性影响因素筛选
• 3.6 表面活性剂对采出水油水乳状液含油量的影响
• 3.7 固体粒子对采出水油水乳状液含油量的影响
• 3.8 无机离子对采出水油水乳状液含油量的影响
• 3.9 本章小结
• 第4章 无机离子对采出水油水乳状液稳定性影响
• 4.1 不同离子条件下温度对采出水含油量的影响
• 4.2 不同离子条件下时间对采出水含油量的影响
• 4.3 阴离子对采出水油水乳状液稳定性的影响
• 4.3.1 阴离子对采出水含油量的影响
• 4.3.2 阴离子对采出水Zeta电位的影响
• 4.4 阳离子对采出水油水乳状液稳定性的影响
• 4.4.1 阳离子对采出水含油量的影响
• 4.4.2 阳离子对采出水Zeta电位的影响
• 4.5 特低渗透油田采出水油水乳状液稳定机理
• 4.6 采出水油水乳状液破乳动力学研究
• 4.7 本章小结
• 第5章 新型破乳絮凝剂（FXJ）破乳除油试验
• 5.1 FXJ与常用絮凝剂处理采出水对比试验
• 5.2 FXJ处理采出水单条件试验
• 5.2.1 投药量对FXJ处理采出水效果的影响
• 5.2.2 pH值对FXJ处理采出水效果的影响
• 5.2.3 沉淀时间对FXJ处理采出水效果的影响
• 5.2.4 温度对FXJ处理采出水效果的影响
• 5.2.5 水力条件对FXJ处理采出水效果的影响
• 5.3 FXJ处理采出水正交实验
• 5.4 FXJ对特低渗透油田现场采出水的处理效果
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢