隨著油田逐漸進入高含水后期開發階段,剩余可采儲量越來越少,產油量遞減越來越嚴重,因而三次采油技術得到了大規模的發展。三次采油方法繁多,其中聚合物驅油技術占有重要的地位。在所有的聚合物中,聚丙烯酰胺由于具有高相對分子質量和良好水溶性的優點而使用得最多。聚丙烯酰胺溶入水后一方面增大驅替液的粘度,降低油水流度比,最終提高波及系數;另一方面除降低水相滲透率外,還增加了驅替液在油藏高滲透部位的流動阻力,使平面流動更為均勻,進而提高采收率。聚合物驅油技術的推廣產生了一種新型廢水,即含聚丙烯酰胺采油廢水。就目前而言,由于各大油田為了提高原油采儲量而相繼應用該技術,產生的含聚丙烯酰胺采油廢水的數量逐年攀升。加之這類廢水成分極其復雜,還具有高粘度和較強的乳化穩定性,導致其難于進行有效處理。目前,絮凝處理是一種國內外普遍使用的用來提高水質處理效率經濟而簡便的方法。本文采用絮凝法對模擬采油廢水中的PAM進行去除研究,探討主要影響因素對PAM去除效果的影響,從而為該法的工業應用提供技術依據。

1實驗部

分1.1實驗試劑與儀器實驗試劑:700萬分子量聚丙烯酰胺;鹽酸、氫氧化鈉(均為分析純);絮凝劑PAC(工業級)。實驗儀器:AR1530Adventurer通用型電子天平、PHS25A型數字酸度計、V1100D型可見分光光度計、JJ4六聯電動攪拌器。

1.2實驗方法實驗原始水樣為含聚丙烯酰胺采油廢水,取自某油田,由人工配水的方法進行調配。經測定,配制后的模擬水樣pH值為7.3,PAM濃度為120mg/L。絮凝實驗采用燒杯法進行。在燒杯中置入50mL模擬水樣,用六聯電動攪拌器攪拌,然后往燒杯中投加絮凝劑,先快速攪拌一定時間,然后調低轉速進行慢速攪拌,一定時間后停止攪拌,沉降一定時間。取上清液進行測試分析。

1.3實驗分析方法pH值采用玻璃電極法測定。聚丙烯酰胺濃度的測定采用淀粉碘化鎘分光光度法。2結果與討論2.1絮凝劑投加量對絮凝效果的影響考慮價格及去除效果的原因,選定PAC作為絮凝劑。每個燒杯取50mL實驗廢水,不調節pH值, 依次加入不同投加量的1%PAC溶液,快速攪拌2-5min后慢速攪拌15min,靜置25min,取上清液測剩余PAM濃度。實驗結果如圖1。

由圖1可以看出,絮凝劑投加量對絮凝效果有著重要的影響。當投加量從100mg/L提高到300mg/L的過程中,反應迅速,絮凝體沉淀徹底。但是隨著投加量的繼續增加,去除率沒有明顯變化。這是因為投加量為300mg/L的時候,PAM去除率已相當高,水中剩余PAM含量并不多,投加過量的絮凝劑沒有更多的表面活性點來發生吸附架橋作用。根據實驗結果,結合經濟性原則,將絮凝劑最佳投加量定為300mg/L。

2.2󰀁pH值對絮凝效果的影響 每個燒杯取50mL實驗廢水,放在六聯電動攪拌器上,各投加300mg/L1%PAC溶液,調節不同pH值,快速攪拌2.5min后,再慢速攪拌15min,靜置25min,取上清液測剩余PAM濃度。實驗結果如圖2所示。

由圖2可知,pH值對PAM的去除效果也有影響。當pH值低于5時,去除效果相對較差。隨著pH值的增大,PAM去除率也越來越高。當pH值在5到8范圍內時,去除率相近,效果都較好。隨著pH值增加,PAM去除效果變差。由此可見,最佳pH在5到8之間。

2.3󰀁快攪時間對絮凝效果的影

響每個燒杯取50mL實驗廢水,放在六聯電動攪拌器上,將快攪時間作為變量。5個燒杯中各加入300mg/L1%PAC溶液,不調節pH值,快速攪拌不同時間后,再慢速攪拌15min,靜置25min,取上清液測剩余PAM濃度。結果如圖3所示。

根據圖3可知,快攪時間對絮凝效果的影響不是十分突出。快速攪拌時間過短,則混合不充分,絮凝反應不完全。提高快速攪拌時間利于絮凝劑充分混合到水樣中,但是過長的攪拌時間,有可能打碎之前形成的絮體而影響去除效果。根據實驗結果,選擇1.5min作為快速攪拌時間。

2.4󰀁慢攪時間對絮凝效果的影響

每個燒杯取50mL實驗廢水,放在六聯電動攪拌器上,向燒杯加入300mg/L1%PAC溶液,不調節pH值,快速攪拌1.5min后,再慢速攪拌不同時間,靜置25min,取上清液測剩余PAM濃度。結果如圖4。

過短的慢攪時間無法促進絮凝顆粒增長,不利于絮凝劑發揮作用。隨著慢攪時間的提高,PAM去除效果越來越好。當慢攪15min時,PAM的去除效果已經基本穩定。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

2.5󰀁沉降時間對絮凝效果的影

響每個燒杯取50mL實驗廢水,放在六聯電動攪拌器上,向5個燒杯分布加入300mg/L1%PAC溶液,不調節pH值,快速攪拌1.5min后,再慢速攪拌15min,沉降不同時間后取上清液測剩余PAM濃度。實驗結果如圖5。

由圖5可以看出,沉降時間的長短對處理效果的影響不大。當沉降時間為15min的時候,PAM去除率已相當高,剩余濃度僅為3.74mg/L。此后時間繼續增加,處理效果已經穩定。

3󰀁結論

本實驗以PAC為絮凝劑,研究了油田含聚合物模擬廢水中PAM的去除效果。研究表明:絮凝法作為一種水處理領域常用的技術,用來去除采油廢水中的聚丙烯酰胺是可行的。PAC投加量、pH值、攪拌時間、沉降時間對絮凝效果都有重要的影響。在本實驗條件下,當PAC投加量300mg/L,pH值中性,快攪和慢攪時間各為1.5min、15min,沉降時間15min時,PAM去除率可達96.88%,絮凝后廢水中PAM濃度僅為3.74mg/L。