含油污泥無害化處理技術(shù)研究與應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
在油田開發(fā)過程中，砂巖地層的油井產(chǎn)出液中含有大量泥砂，泥砂在污水罐中沉積形成難以處理的含油污泥，若不經(jīng)處理直接排放，不僅污染環(huán)境，而且也是對(duì)污泥中原油資源的浪費(fèi)，同時(shí)也不符合GB 18598-2001《危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》要求。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于含油污泥無害化處理方法一般有焚燒法、生物處理法、熱洗滌法、溶劑萃取法、化學(xué)破乳法、固液分離法等。
各油田根據(jù)含油污泥的自身特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要，采取了不同的處理措施，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了含油污泥的減量化處理、無害化處理和資源利用。但是，無論是通過物理方法、化學(xué)方法還是生物方法處理都存在著如能耗較高、易造成二次污染、資源回收率低、綜合利用程度不高等問題。
本文主要根據(jù)含油污泥的成分，提出對(duì)含油污泥實(shí)施化學(xué)處理方法，充分利用污泥成分中的固含量制作成污泥顆粒調(diào)剖劑，用于注水井調(diào)剖，調(diào)整注水結(jié)構(gòu)，提高水驅(qū)波及效率。
1 實(shí)驗(yàn)條件與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)條件
1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
部分水解聚丙烯酰胺（相對(duì)分子質(zhì)量2000萬、水解度21.6%，恒聚）；
有機(jī)交聯(lián)劑A（自制）；
穩(wěn)定劑B（自制）；
SDBS乳化劑；
非離子型乳化劑OP-10；
陽(yáng)離子型乳化劑K12（油田服務(wù)公司提供）。
1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
常規(guī)烘箱、天平、DV-Ⅲ黏度計(jì)、玻璃器皿等。激光粒度儀（LA-950）、XRD衍射儀、DSTP-111調(diào)剖堵水流動(dòng)試驗(yàn)儀。
1.1.3 實(shí)驗(yàn)條件
模擬油藏溫度（30℃）；
實(shí)驗(yàn)用水：現(xiàn)場(chǎng)注入污水（礦化度3300mg/L）。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
（1）污泥預(yù)處理：選取樣品進(jìn)行蒸餾，測(cè)試含水率、固含量，應(yīng)用激光粒度儀測(cè)試粒徑分布、X衍射儀測(cè)試礦物成分。
（2）調(diào)剖劑的研制：根據(jù)含油污泥的特性篩選適合油藏溫度條件下的乳化劑、交聯(lián)劑以及穩(wěn)定劑，形成含油污泥調(diào)剖劑。
（3）調(diào)剖劑的評(píng)價(jià)以及應(yīng)用：通過對(duì)含油污泥調(diào)剖劑進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)確定較佳的配比，形成含油污泥調(diào)剖處理技術(shù)。
2 結(jié)果與討論
2.1 含油污泥組成以及粒徑分布
含油污泥樣品外觀呈黑色黏稠狀，主要成分固含量65%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、油含量23.52%、水含量10.9%，其余為雜質(zhì)，pH值顯中性。由XRD射線衍射分析以及粒徑分布可知，固含量主要成分有石英、方解石與鈉長(zhǎng)石。污泥粒徑主要分布在10～100μm之間，約占80%，粒徑的分布較為集中，適合用于注水井調(diào)剖，封堵水竄通道的條件。
2.2 含油污泥乳化劑的選擇
為了使含油污泥能夠在聚合物中均勻分散，考慮加入乳化劑，使油/水形成乳化體系，滿足可泵入性，使含油污泥能夠順利回注地層。選擇陰離子型乳化劑SDBS、非離子型乳化劑OP-10、陽(yáng)離子型乳化劑K12，考察不同加入濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%）乳化劑對(duì)油/水的分層時(shí)間的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，SDBS乳化劑有較好乳化性能，可使油、水、泥分層消失，含油污泥分散性良好，其用量確定在質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.20%～0.30%為宜。
3 含油污泥調(diào)剖體系
3.1 含油污泥調(diào)剖劑研發(fā)思路
含油污泥中含有一定量的固相顆粒，注入地層后具有一定的封堵作用，由于污泥在地面受溫度影響，黏度較大，不具備流動(dòng)性，注入困難。在油泥中加入乳化劑，能使油泥懸浮在聚合物體系中，加入一定配比的交聯(lián)劑、穩(wěn)定劑，形成均勻穩(wěn)定的污泥調(diào)剖劑，隨著柱塞泵注入地層，在地層起到封堵裂縫、大孔道目的。由于污泥形成的調(diào)剖劑體系具有較好的耐剪切、耐沖刷性能，回注油藏后不會(huì)被采出而形成二次污染，真正達(dá)到無害化處理的目的。
3.2 含油污泥調(diào)剖劑配方的確定
含油污泥調(diào)剖劑的配方為：w（聚合物）0.2%～0.25%+w（復(fù)合交聯(lián)劑）0.25%～0.3%。
3.3 含油污泥調(diào)剖劑性能評(píng)價(jià)
3.3.1 體系適應(yīng)溫度的確定
按較佳凝膠配比，模擬油藏溫度為20～100℃條件下，考察油藏溫度對(duì)含油污泥調(diào)剖劑的影響。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，污泥調(diào)剖體系在油藏溫度80℃時(shí)，黏度保留率大于80%；超過80℃時(shí)，黏度保留率下降幅度增加，說明該體系適應(yīng)溫度小于80℃。
3.3.2 含油污泥加量的選擇
含油污泥的含量對(duì)于調(diào)剖劑的封堵能力和選擇性進(jìn)入能力有較大的影響。考察了不同含油污泥加入量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.0%、15.0%和20.0%）對(duì)凝膠體系影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，含油污泥加入量為10%～20%時(shí)，凝膠體系的黏度保持在約13000mPa·s。
3.3.3 含油污泥的巖心封堵性能評(píng)價(jià)
選取目標(biāo)區(qū)塊油藏滲透率，采用0.105～0.147mm石英砂充填2.5cm×100cm填砂管巖心，用ISCO恒速恒壓泵將含油污泥與凝膠復(fù)合調(diào)剖體系段塞注入填砂管中，段塞大小0.1～1.0PV，放置60℃恒溫箱中，候凝72h后，開始注水，注入壓力基本穩(wěn)定時(shí)，計(jì)算封堵率。
含油污泥凝膠調(diào)剖體系的封堵率隨著注入量的增加而增加，封堵率達(dá)到96.0%以上，表明含油污泥調(diào)剖劑能夠?qū)⑽勰喾獯嬖诘貙又校谔幚砗臀勰嗟耐瑫r(shí)能有效改善吸水剖面，增加中、低滲透層的吸液量，提高注入水的波及體積。
4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
含油污泥調(diào)剖技術(shù)在吉林油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施14井次，累計(jì)處理污泥4260m3，通過對(duì)生產(chǎn)井采出液跟蹤檢測(cè)，污泥注入地層后未在相應(yīng)油井產(chǎn)出，未造成二次污染。措施后吸水剖面改善程度達(dá)到80%，措施增油850t、減水6400m3，直接經(jīng)濟(jì)效益158.9萬元。
按照同類區(qū)塊水井調(diào)剖應(yīng)用顆粒堵劑，施工過程中注入壓力上升幅度2不靈活2.5MPa，污泥調(diào)剖劑固含量65%，注入壓力上升2MPa，污泥調(diào)剖劑能夠在地層起到顆粒堵劑同樣的封堵性能，并且起到節(jié)約成本的目的，按照顆粒堵劑單井3t（2.5萬元/t）計(jì)算，14井次節(jié)約成本105萬元，污泥調(diào)剖技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益明顯，投入產(chǎn)出比1:2.2。
5 結(jié)論
（1）含油污泥調(diào)剖技術(shù)不但解決了目前油泥對(duì)環(huán)境的污染問題，而且能夠在注水井注入，起到封堵裂縫大孔道、調(diào)整吸入剖面的問題，從措施效果分析，技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行。
（2）污泥作為調(diào)剖劑回注油層，取代顆粒堵劑，大大降低調(diào)剖成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯，具有巨大的環(huán)保效益和社會(huì)效益。
（3）用活性油泥作為調(diào)剖劑，充分利用現(xiàn)有資源，不僅為油田含油污泥的再生利用找到了一種有效方法，而且也為油田綜合治理、降低生產(chǎn)成本提供了一項(xiàng)技術(shù)措施。
