油田含聚合物污水外排处理技术室内模拟研究

聚合物驱油技术大面积应用的同时也产生了含聚丙烯酰胺污水的处理问题.含聚污水具有粘度大、含油多、乳化稳定的特点,传统的污水处理方法及设施难以使该污水处理达到外排水水质的标准.用气浮+生物接触氧化法对孤岛油田含聚污水进行处理,首先利用气浮去除悬浮油和大部分聚合物,然后利用生物接触氧化膜上的烃类降解菌和聚丙烯酰胺降解菌组成的高效降解菌群的生物降解作用去除乳化油和残余的聚合物.研究结果表明:孤岛含聚污水经气浮+生物接触氧化法处理后含油量由300mg·L-1以上降至4mg·L-1以下,CODCr由1 700 mg·L-1以上降至100 mg·L-1以下,聚丙烯酰胺的含量由40 mg·L-1以上降到1.5 mg·L-1以下.出水水质完全达到国标GB8978-1996<污水综合排放标准>规定的一级排放标准.     

不同离子型聚丙烯酰胺的合成与应用研究

采用单因素实验法,对不同离子聚丙烯酰胺进行正交实验.结果表明,三种聚丙烯酰胺的最佳单因素实验、单体质量分数、引发剂加入量、反应温度、PH分别为:AmPAM(33%,0.05%,35℃,8.0);HPAM(3 6%,0.016%,36°,6.5);CPAM(32%,0.084%,37°,7.5).煤泥水沉降实验显示,AmPAM絮凝性能优于HPAM和CPAM.     

部分水解聚丙烯酰胺生物降解的初步研究

聚丙烯酰胺降解细菌G1能在一定浓度的聚丙烯酰胺溶液中生长繁殖,具有降解水解聚丙烯酰胺(HPAM)并降低其溶液黏度的能力。实验通过改变HPAM溶液浓度、pH和降解菌初始接种量、培养温度、培养时间、及连续活化次数等,探究G1菌对HPAM溶液的降解特性。实验结果表明:G1菌连续活化3次,接种量10%,在浓度10 g.L-1HPAM的溶液中,30℃恒温振荡培养10 d,可使溶液黏度损失率达到29.8%。     

适于油田污水的聚丙烯酰胺合成及配制工艺研究

针对目前三次采油用聚丙烯酰胺相对分子质量低、易剪切降解、对盐敏感和不适应高温地层等问题,采用两种途径提高了聚丙烯酰胺的适用性。在由室内试验确定了复合引发剂最佳比值1∶1.3和质量浓度170 mg·L^-1、合成最佳温度10℃、丙烯酰胺单体质量分数25%、电导率3.6μS·m^-1和pH值6.57后,合成出相对分子质量高于2.6×10^7的聚丙烯酰胺,同时通过丙烯酰胺单体复配引入磺酸基团、苯乙烯磺酸基团或同时引入此两种基团,提高了聚合物的抗盐、抗温、抗剪切性能;后针对聚丙烯酰胺与地层水配伍性差的问题,优选出HEDP螯合剂、异噻唑烷酮杀菌剂和除氧剂硫脲,对聚合物稳定效果明显。该工艺的中试结果表明,现场污水配制溶液60 d后粘度保留率40.4%,满足了三次采油对聚丙烯酰胺的要求。     

交联聚合物溶液封堵性能影响因素分析

采用核微孔滤膜过滤法研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)浓度、相对分子质量以及HPAM与交联剂柠檬酸铝(AlCit)的交联比(HPAM与Al的质量比)对交联聚合物溶液(LPS)封堵性能的影响.试验结果表明,随着HPAM浓度和相对分子质量的增加,HPAM与AlCit反应形成的LPS通过1.2 μm核孔膜的过滤时间延长,对核孔膜的封堵程度增大.但是,相对分子质量为1.57×107的HPAM形成的LPS通过核孔膜时易发生剪切,达到封堵平衡时对核孔膜的封堵程度低于7.70×106的HPAM形成的LPS.对LPS来说存在一个最佳交联比值,在此交联比值时LPS对核孔膜的封堵程度最高.同时,从机理上阐述了产生这些结果的原因.     

聚合物驱产出液中聚丙烯酰胺相对分子质量和水解度的测定方法

采用美国Mllipore切向流超滤系统,在消除了油井产出液中盐等杂质影响的前提下,准确测定了产出液中聚丙烯酰胺的相对分子质量和水解度,并与注入聚丙烯酰胺的相对分子质量和水解度进行了对比.结果表明,油井采出的聚丙烯酰胺的相对分子质量大幅度降低,而水解度明显提高;传统方法所测的油井采出液中的聚丙烯酰胺的质量浓度明显偏低.     

驱油剂用磺化聚丙烯酰胺的合成及其性能研究

针对驱油用部分水解聚丙烯酰胺 ( HPAM)耐温抗盐性差的缺点 ,合成了磺化聚丙烯酰胺( SPAM) .探讨了丙烯酰胺单体 ( AM)浓度、引发剂、聚合反应温度、磺化反应温度、体系 p H值等因素对 SPAM制备的影响 ,得出了最佳反应条件 ;产物提纯后用红外光谱进行了表征 .结果表明磺酸基团确实被引入分子中 ,测得 SPAM的分子量在 60 0万以上 .SPAM的溶解性能良好 ,耐盐、抗温性能均比 HPAM有较大提高 ,有望应用于工业实践 .     

复杂岩层钻孔灌注桩泥浆选型试验研究

将聚丙烯酰胺(PAM)和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)作为絮凝剂、防塌剂、增黏剂和堵水剂,用于大直径钻孔灌注桩施工。在吸附试验中,在固液比为1-50、温度为(20±0.2)℃时,采用淀粉-碘化镉比色法,根据PAM(或HPAM)标准曲线,测量其吸附平衡后的离心液浓度,由吸附前后的PAM(或HPAM)浓度计算每克黏土的吸附量。试验结果表明:黏土颗粒随着溶液中钠离子浓度的增加,吸附HPAM的含量也增加;随着溶液pH值、水解度和温度的增加,吸附HPAM含量降低;聚丙稀酰胺的技术参数确定为:阴离子型,相对分子质量为(3.0~5.0)×108,水解度为30%~50%;在施工中,使用该配方调制的泥浆,能有效地防止黏卡事故的发生,成孔率显著提高。     

生物接触氧化法处理油田含聚污水室内模拟实验

在对胜利油田含聚污水水质分析和可生化性分析的基础上,在对含聚污水进行可生化性调整和生物膜的培养与训化后,运用生物接触氧化法进行了含聚污水处理现场模拟试验.监测了污水接种PM-1菌后聚丙烯酰胺的含量变化以及生化处理后污水中的油含量、悬浮物含量、CODCr、BOD5、平均腐蚀率和微生物种群随时间的变化.结果表明:经生化处理后的含聚污水基本达到回注水A级标准.由于污水中聚合物还不能被彻底降解,矿化度仍比较高,还要有相应的后处理.     

红豆杉细胞的筛选培养基优化

运用正交试验优化小细胞团法筛选红豆杉细胞系的筛选培养基 .培养基为改良的MS培养基 ,培养基质量浓度为硝酸钾 1 90 0mg·L-1,硝酸铵 82 5mg·L-1,磷酸氢二钾 1 70mg·L-1,蔗糖质量浓度 30 g·L-1,葡萄糖质量浓度 5 g·L-1,并且添加适量的酵母提取物、甘氨酸、维生素C、叶酸、氯化胆碱、泛酸钙等 .该培养基明显提高了细胞生长率 ,并能增加紫杉醇的含量     

阴、阳离子聚合物交替注入用于注聚区封窜和调剖

胜利孤岛油田注聚区块过早见聚,为封堵聚合物从油井窜流产出和调整注聚剖面,研制出阳离子调剖剂NCP。室内试验结果表明,向用1000mg/L的HPAM驱油后的岩心中注入1.5×10~4～3.0×104mg/L的NCP1.0PV,在70℃恒温24h后的堵油率大于96％,突破压力梯度2.6～3.3MPa/m。注入2.0×10~4mg/L NCP溶液的岩心,连续注入50PV含800mg/LHPAM的地层水,水相渗透率持续下降;在岩心试验中,堵水率随NCP浓度的增大而增大。结果表明:NCP可用于注聚区块调整注聚剖面,在孤岛注聚区进行的5井次封窜试验中,3口井收到良好效果。     

聚丙烯酰胺的高温水解作用及其选型研究

部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在高温条件下的水解作用被认为是HPAM化学降解的主要机理,是选用HPAM时必须要考虑的因素。使用淀粉—碘化镉方法测量了75℃条件下不同老化时间HPAM在清水和污水(油田产出水)中的水解度值,研究了2种不同水解度的HPAM在清水和污水中的水解规律,得出了HPAM的水解度和老化时间之间的关系式。根据这些关系式可以预测任一老化时间的HPAM的水解度值。在清水中,HPAM的水解速度为常数,水解机理介于自加速和自阻滞水解机理之间;在污水中,水解速度随老化时间的增加而下降,呈现出典型的自阻滞水解反应机理。HPAM在污水中的水解速度大于清水,除油藏温度外,配制水的PH值是决定HPAM水解速度和水解机理的关键因素。低水解度HPAM溶液的老化过程是一个粘度增加的过程,HPAM的水解度越低,粘度增加幅度越大,高水解度HPAM溶液的老化过程则是粘度下降过程。因此选用低水解度的HPAM可以提高HPAM溶液的长期热稳定性,把高温水解这一不利因素转化为有利因素。     

硫酸盐还原菌在含水解聚丙烯酰胺介质中的生长繁殖

在碱－复合物二元复合驱中，硫酸盐还原菌（SRB）的存在可能会使水解聚丙烯酰胺（HPAM）生物降解，粘度降低，从而影响驱油效率。为确定SRB能否在碱－聚合物驱生长，在实验室内用模拟水配制HPAM溶液，研究在含有HPAM的环境中SRB的生长情况。结果表明，在含有合适的营养成分和适宜pH值条件下，SRB经驯化培养后能在任何浓度不大于1000mg/L的HPAM中生长繁殖，且在（API＋HPAM）培养基中的生长期延长，而在HPAM溶液中的对数生长期变短，它们的稳定期都比在API培养基中有所延长。因此，在聚合物二元复合驱中也 考虑SRB引起的影响。     

HPAM、CPAM的氧化降解研究

研究了离子型聚丙稀酰胺(HPAM)、阳离子型聚丙稀酰胺(CPAM)溶液在不同环境温度下的氧化降解作用及对Na 、Mg2 、Al3 离子的不同反应.结果表明HPAM、CPAM的化学降解作用主要有氧化作用和水解作用2种.其表观现象为体系黏度的下降和电导率的提高.     

水包水CPAM乳液的制备和结构形态表征

研究通过分散聚合法制备水包水聚丙烯酰胺乳液（CPAM）,结果表明,引发剂、单体和分散剂用量分别为0．05％、7．50％和1．25％时能得到较高特性粘度[η]的乳液;用IR、^1H—NMR和光学显微镜对CPAM的结构和形态进行表征．结果表明：聚合得到的聚合物为单体丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）的...     

钙离子对部分水解聚丙烯酰胺冻胶失水的作用机制研究

冻胶失水导致的体积收缩会缩短油田调剖堵水作业的有效期,因此冻胶失水问题需要引起足够的重视。考察了CaCl_2对部分水解聚丙烯酰胺/铬(HPAM/Cr)冻胶失水规律的影响,研究了CaCl_2对HPAM/Cr冻胶微观形貌、HPAM流体力学半径、黏度的影响;并通过红外光谱技术分析了CaCl_2对HPAM/Cr冻胶失水的作用机理。实验结果表明,高浓度CaCl_2会促进HPAM/Cr冻胶失水,而低浓度CaCl_2具有抑制HPAM/Cr冻胶失水的作用;冻胶容水孔洞减少是高浓度CaCl_2加剧HPAM/Cr冻胶失水的内在原因;HPAM流体力学半径越小,HPAM/Cr冻胶失水越严重,低浓度CaCl_2具有提高HPAM流体力学半径的作用;低浓度CaCl_2能够降低HPAM的黏度损耗速率;Ca~(2+)可与HPAM分子羧基中的C—O发生交联反应,该反应是低浓度CaCl_2能够提高HPAM流体力学半径、降低HPAM黏度损耗速率以及抑制HPAM/Cr冻胶失水的根本原因。明确了CaCl_2对冻胶失水的作用机理,可为今后研制抗盐高稳定性冻胶提供理论参考和支持。     

聚合物驱后期阳离子聚合物堵聚可行性研究

室内实验结果表明 ,阳离子聚合物与阴离子聚合物 (部分水解聚丙烯酰胺 )发生反应可产生稳定的絮状沉淀 ,完全反应时阳、阴离子聚合物的质量比为 30∶1;当絮状沉淀的浓度较高时 ,它具有很好的携砂能力 ,絮状沉淀可使岩心的渗透率降低 88%以上 ,且具有良好的抗冲刷能力。矿场试验表明 ,采用此种阳离子聚合物对产出液中阴离子聚合物浓度高的油井进行封堵 ,具有明显的增油、降水效果。     

高性能深部调驱体系试验

 应用交联聚合物体系对油层进行深部调驱可有效提高原油采收率。在70℃条件下,通过正交试验优选出了一种交联聚合物调驱体系,其主剂基本组成为0.30%聚合物+0.08%有机铬+0.10%六亚甲基四胺+0.08%苯酚。为延长该体系的成胶时间,考查了延迟交联剂草酸钠(SO)对体系成胶时间和强度的影响。选定SO的质量分数为0.04%时,体系的成胶时间约为48h,成胶强度约为0.057MPa。矿化度、温度、pH值等因素可对体系的成胶性能产生影响。在70℃条件下,当Na+质量浓度小于36000mg/L,Cacl2质量浓度小于1000mg/L,pH值为5—7时,体系具有较好的成胶性能;体系在60—90℃条件下生成的冻胶强度大于0.056MPa。使用单管岩心驱替试验模拟了体系的调驱性能,结果表明,体系的调驱效果较好,水驱后采收率提高幅度高达20%以上,封堵率大于95%,加之70℃下成胶时间在48h以上,可以达到油层深部调驱的目的。     

聚合物驱后地层残留聚合物再利用技术研究

聚合物驱转水驱后含水率上升快,同时地下又残留大量聚合物,以溶液溶解、吸附、捕集的形式存在.为了解决这个问题,提出了向地层注入再利用剂将地层残留聚合物再利用,形成弱冻胶或(和)絮凝体,封堵高渗透层,控制水的窜流,通过提高波及系数提高原油采收率.残留聚合物再利用技术包括固定技术和絮凝技术.研究证实,絮凝技术主要利用地下低质量浓度的聚合物,固定技术主要利用地下高质量浓度的聚合物.絮凝剂可用固体颗粒,优化的絮凝剂为稳定化钠土;固定剂可用聚合物交联剂,优化的固定剂由地层温度和矿化度决定,对孤岛油田地层条件优选为醋酸铬与乳酸铬的混合物(YG107).该技术在双河油田和孤岛油田矿场试验取得了很好效果,是聚合物驱后提高采收率首要的接替技术.     

淮河支流西淝河污染物质负荷输出特征

淮河污染物质主要来源于各小流域支流,因此研究支流污染物质输出特征对淮河的污染物质减排和水质管理具有十分重要的科学意义。选取淮河支流西淝河为研究对象,于2018年1—12月期间对流域出水口断面水量、水质[高锰酸盐指数(permanganate index, COD_Mn)、总氮(total nitrogen, TN)和总磷(total phosphorus, TP)等]进行高频次的同步监测,分析污染物质的负荷特征。监测和数据分析分雨期和非雨期进行,其中雨期为3—9月,非雨期1、2、10、11、12月,汛期主要为5—9月。研究结果表明,西淝河出流COD_Mn浓度变化范围是2.8～10.2 mg/L,年均值5.4 mg/L,TN浓度变化范围是0.82～3.80 mg/L,年均值2.04 mg/L,TP浓度变化范围是0.01～0.34 mg/L,年均值为0.11 mg/L。西淝河流域污染物质输出具有明显的季节性变化,COD_Mn、TP浓度和负荷随时间变化趋势与流量一致,雨期浓度均高于非雨期浓度,在汛期达到最大。TN浓度、负荷随时间变化...