含油污泥無害化處理技術研究與應用
行業(yè)動態(tài)
在油田開發(fā)過程中，砂巖地層的油井產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，若不經處理直接排放，不僅污染環(huán)境，而且也是對污泥中原油資源的浪費，同時也不符合GB 18598-2001《危險廢物填埋污染控制標準》要求。目前，國內外對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、化學破乳法、固液分離法等。
各油田根據(jù)含油污泥的自身特點及現(xiàn)場生產需要，采取了不同的處理措施，在一定程度上實現(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，提出對含油污泥實施化學處理方法，充分利用污泥成分中的固含量制作成污泥顆粒調剖劑，用于注水井調剖，調整注水結構，提高水驅波及效率。
1 實驗條件與方法
1.1 實驗條件
1.1.1 實驗材料
部分水解聚丙烯酰胺（相對分子質量2000萬、水解度21.6%，恒聚）；
有機交聯(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；
陽離子型乳化劑K12（油田服務公司提供）。
1.1.2 實驗儀器
常規(guī)烘箱、天平、DV-Ⅲ黏度計、玻璃器皿等。激光粒度儀（LA-950）、XRD衍射儀、DSTP-111調剖堵水流動試驗儀。
1.1.3 實驗條件
模擬油藏溫度（30℃）；
實驗用水：現(xiàn)場注入污水（礦化度3300mg/L）。
1.2 實驗方法
（1）污泥預處理：選取樣品進行蒸餾，測試含水率、固含量，應用激光粒度儀測試粒徑分布、X衍射儀測試礦物成分。
（2）調剖劑的研制：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，形成含油污泥調剖劑。
（3）調剖劑的評價以及應用：通過對含油污泥調剖劑進行靜動態(tài)性能評價確定較佳的配比，形成含油污泥調剖處理技術。
2 結果與討論
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%（質量分數(shù)，下同）、油含量23.52%、水含量10.9%，其余為雜質，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、陽離子型乳化劑K12，考察不同加入濃度（質量分數(shù)為0.05%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%）乳化劑對油/水的分層時間的影響。實驗結果顯示，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，其用量確定在質量分數(shù)0.20%～0.30%為宜。
3 含油污泥調剖體系
3.1 含油污泥調剖劑研發(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。由于污泥形成的調剖劑體系具有較好的耐剪切、耐沖刷性能，回注油藏后不會被采出而形成二次污染，真正達到無害化處理的目的。
3.2 含油污泥調剖劑配方的確定
含油污泥調剖劑的配方為：w（聚合物）0.2%～0.25%+w（復合交聯(lián)劑）0.25%～0.3%。
3.3 含油污泥調剖劑性能評價
3.3.1 體系適應溫度的確定
按較佳凝膠配比，模擬油藏溫度為20～100℃條件下，考察油藏溫度對含油污泥調剖劑的影響。通過實驗結果看出，污泥調剖體系在油藏溫度80℃時，黏度保留率大于80%；超過80℃時，黏度保留率下降幅度增加，說明該體系適應溫度小于80℃。
3.3.2 含油污泥加量的選擇
含油污泥的含量對于調剖劑的封堵能力和選擇性進入能力有較大的影響?？疾炝瞬煌臀勰嗉尤肓浚ㄙ|量分數(shù)為10.0%、15.0%和20.0%）對凝膠體系影響。實驗結果顯示，含油污泥加入量為10%～20%時，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價
選取目標區(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合調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，計算封堵率。
含油污泥凝膠調剖體系的封堵率隨著注入量的增加而增加，封堵率達到96.0%以上，表明含油污泥調剖劑能夠將污泥封存在地層中，在處理含油污泥的同時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)場應用
含油污泥調剖技術在吉林油田現(xiàn)場實施14井次，累計處理污泥4260m3，通過對生產井采出液跟蹤檢測，污泥注入地層后未在相應油井產出，未造成二次污染。措施后吸水剖面改善程度達到80%，措施增油850t、減水6400m3，直接經濟效益158.9萬元。
按照同類區(qū)塊水井調剖應用顆粒堵劑，施工過程中注入壓力上升幅度2不靈活2.5MPa，污泥調剖劑固含量65%，注入壓力上升2MPa，污泥調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）計算，14井次節(jié)約成本105萬元，污泥調剖技術現(xiàn)場應用經濟效益明顯，投入產出比1:2.2。
5 結論
（1）含油污泥調剖技術不但解決了目前油泥對環(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、調整吸入剖面的問題，從措施效果分析，技術經濟可行。
（2）污泥作為調剖劑回注油層，取代顆粒堵劑，大大降低調剖成本，經濟效益明顯，具有巨大的環(huán)保效益和社會效益。
（3）用活性油泥作為調剖劑，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、降低生產成本提供了一項技術措施。
