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三元复合驱采油技术与普通水驱采油技术相比,原油采收率提高了20个百分点以上,对油田的稳产增产起到了关键作用。随着三元复合驱技术在国内油田推广应用,产生了大量的三元复合驱采出水。三元复合驱采出水成分复杂,乳化严重、粘度大,处理难度大,成为油田矿场和环境保护面临亟待解决的难题。三元复合驱采出水破乳脱稳是提高油水分离效率的前提。本文从三元复合驱采出水特性认知入手,通过实验室试验和现场中试,分析了三元复合驱采出水界面特性、沉降特性,筛选与复配了合适的破乳剂,最后通过高效分离装置进行了油水分离中试研究。主要内容如下:(1)三元复合驱采出水分离特性分析。配置了三元复合驱采出水模拟水样,考查了碱、聚合物和表面活性剂含量对三元复合驱采出水模拟水样的粘度、Zeta电位和表面张力等界面特性的影响规律;通过沉降试验,考察了三元复合驱采出水体系中驱油剂(碱、聚合物和表面活性剂)相互作用对采出水沉降特性的影响。结果表明,碱存在使体系表面张力降低、Zeta电位增大,碱含量增大稳定性增强;表面活性剂存在使体系表面张力降低、Zeta电位升高,表面活性剂含量增大稳定性增强;聚合物存在使粘度、Zeta电位升高,聚合物含量增大稳定性增强。碱、聚合物和表面活性剂共同存在时,表面活性剂使体系稳定性增强。(2)三元复合驱采出水破乳剂筛选与复配。采用自制的聚醚聚季铵盐反相破乳剂(PPA)、商用水溶性破乳剂SL-Wz与SL-01和商用油溶性破乳剂SL-Le与SL-Wd,比较了其破乳效果,考察了单一破乳剂对三元复合驱采出水体系粘度与Zeta电位影响;在此基础上,通过多种复配方式,考察了复配型破乳剂的破乳效果以及对三元复合驱采出水体系粘度与Zeta电位影响;确定了复配型破乳剂PPA+SL-01为现场中试用破乳剂。(3)三元复合驱采出水柱气浮分离试验。采用旋流-静态微泡气浮柱进行现场油水分离中试研究,考察了循环比、充气量、泡沫层厚度、处理量和破乳剂用量等因素对脱油率的影响,在优化的工况条件下进行了24 h连续运行试验,经一级气浮分离,脱油率达到90%。分析了油滴与气泡的碰撞粘附过程,建立了脱油动力学方程。试验结果表明,旋流-静态微泡气浮柱装置结合气浮分离、旋流分离和粗粒化等过程,具有处理量大、运行成本低、处理效果好等优点。