气田站内高含油污水破乳絮凝筛选研究

吴丹，王培森，王克林，闫俊，董旭

（1.天津新翔油气技术有限公司，天津武清301700；2.中国石油华北油田分公司储气库工程所，河北廊坊065000；3.中国石油华北油田分公司二连分公司，内蒙古锡林浩特026000 ；4.中国石油华北油田分公司第四采油厂工程所，河北廊坊065000）

气田污水与产气量相比水量小，不能构成大规模的处理。伴随气田中后期开采的加大，没有形成规模处理的污水如何处理正在逐渐成为各气站内亟待解决的问题。现阶段苏里格气田各站内污水主要是水罐车运送至污水处理厂集中回收处理，成本较高，局限性较大[1]。同时，气田污水属于高含油，高矿化度污水[2]，且水中钙镁离子、氯离子含量普遍偏高属于难处理、处理成本较高的污水。

现阶段气田污水处理主要有以下几种方法：高效絮凝剂处理；新型处理工艺配以药剂共同处理；破乳絮凝双向处理[3]。而现场采用较多的是破乳絮凝双向处理办法，即针对气站内高含油、高矿化度污水先进行破乳处理将凝析油最大程度与污水分离回收，再对破乳后污水进行絮凝处理，提高水质，降低后期处理成本。

1 污水样品参数及现场条件

含油污水取自苏里格气田75 区块集气转接站站内地下罐中。水样中含凝析油在75%～80%之间；水样矿化度在（4.0～7.0）ⅹ104mg/L；水样中氯离子含量在（2.0～3.0）ⅹ104mg/L 之间；水样中钙镁离子、硫酸根离子含量较高；水样pH 在6.5～7.0 之间，属于偏酸性水样；水样中机械杂志及絮凝物含量约3%。水样在絮凝破乳前为稳定的油水混合乳液，颜色为浅灰色，自然静置不能油水分离。

现场各集气转接站将各井来液汇集于站内地下罐中，经过一段时间自然沉降后上层少量凝析油分离出以后被抽送至凝析油储罐，下层剩余高含油污水乳液统一进行破乳处理，破乳后对底层水进行絮凝处理，确保最终凝析油被回收，污水达到处理厂回收要求。

2 破乳絮凝筛选实验

2.1 仪器与试剂

100 mL 具塞玻璃离心管来自天津天波玻璃仪器厂；移液枪（0.1～1mL）来自德国赛默飞世尔公司；移液枪（0～0.2mL）来自德国赛默飞世尔公司；破乳剂（表1）来自天津新翔油气技术有限公司；絮凝剂（表2）来自天津新翔油气技术有限公司

表1 实验用破乳剂

表2 实验用絮凝剂

2.2 实验方法

采用瓶试法[4]按照石油天然气行业标准进行破乳实验，现场取得污水待处理样品如图2 所示。结合现场情况首次筛选破乳剂实验加药量统一为0.5%，在筛选出最优破乳剂后再依次对加药量进行梯度降低考察确定最优加药量。

针对破乳除油后污水按照石油天然气集团公司企业标准Q/SY 90-2012 进行絮凝筛选实验，絮凝剂筛选过程中以现场破乳后污水代替悬浮液，加药量为100×10-4，在确定最优絮凝剂后再依次对絮凝加药量进行梯度降低考察确定最优加量。

图1 污水待处理样品

3 结果与分析

3.1 破乳剂的筛选

实验在室温（30℃），初次加药0.5%的条件下，对选定的8 种破乳剂进行平行样破乳实验。根据现场情况分别对破乳60min、90min、180min 后油水分离情况进行监测，具体破乳情况见表3。

表3 破乳效果对比

根据上述表3 实验结果可得，8 种破乳剂效果最好为SP702 号破乳剂。破乳后油水分离效果最佳：分出油量占比78%，水量占比19%，基本达到最大限度回收分离。

3.2 破乳剂的加药量优化

根据上述筛选结果，进一步对破乳剂SP702进行加药量的优化，以期利用最小加药量解决现场问题。实验考察了加药0.1%、0.2%、0.4%、0.5%破乳效果，具体结果如下表4 所示。

根据不同加药量破乳实验结果，确定破乳药剂SP702 以0.3%加药量加注即可满足破乳需求，达到最大限度的油水分离，确保破乳完全。

表4 SP702 不同加药量破乳效果对比

3.3 絮凝剂的筛选

参考石油天然气集团公司企业标准Q/SY 90-2012 及石油天然气行业标准SY/T 5329—1994《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》对破乳后污水进行絮凝筛选实验，针对6 种絮凝药剂筛选结果如下表5 所示。

表5 絮凝剂效果对比

根据实验结果确定在6 种絮凝药剂中絮凝剂X3206 絮凝效果最优，其絮凝后水样最清澈，絮凝物层最薄，后期处理最快捷。

3.4 絮凝剂加量的优化

参考石油天然气行业标准Q/SY 90-2012 及石油天然气行业标准SY/T 5329—1994 利用破乳后污水对絮凝剂X3206 加药量进行优化实验，不同加药量对比实验结果如下表6 所示。

根据实验结果确定絮凝剂X3206 加药量大于等于100×10-4%时絮凝效果最优，可及时解决现场破乳后污水絮凝问题并使污水最终达到污水处理厂回收标准。

表6 X3206 不同加药量絮凝效果对比

4 结论

1)针对气田站内污水破乳絮凝处理，利用酚醛树脂改性聚醚破乳剂SP702，阳离子均聚物X3206 可解决现场油水分离问题并使污水达到处理厂回收标准[5]。

2)本文通过对8 种破乳剂/6 种絮凝剂进行筛选及加药量考察，最终确定以0.3%加量的SP702进行破乳，100×10-4%加量的X3206 进行絮凝即可以最低成本完成气田站内污水的油水分离及处理回收[6]。