含聚污水深度过滤过程模拟及技术界限优化

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2018.06.30.01

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2019, Vol. 41 ›› Issue (1): 175-186.DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.06.30.01

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含聚污水深度过滤过程模拟及技术界限优化

王志华^1,2, 李杰训^1,2, 周楠¹, 柏晔¹, 许云飞¹

1. "提高油气采收率"教育部重点实验室·东北石油大学, 黑龙江大庆 163318;
2. 中国石油大庆油田博士后科研工作站, 黑龙江大庆 163458

收稿日期:2018-06-30 出版日期:2019-02-10 发布日期:2019-02-10
通讯作者: 王志华,E-mail:zhihua_wang@nepu.edu.cn
作者简介:王志华,1981年生,男,汉族,甘肃会宁人,教授,博士生导师,主要从事油气集输工艺理论与技术及采出液处理方面的研究。E-mail:zhihua_wang@nepu.edu.cn;李杰训,1968年生,男,汉族,黑龙江肇东人,教授级高级工程师,博士,主要从事油田地面工程建设规划设计与管理方面的研究。E-mail:lijiexun@petrochina.com.cn;周楠,1994年生,男,汉族,黑龙江大庆人,硕士研究生,主要从事油气储运工程方面的研究。E-mail:znvirgo@126.com;柏晔,1993年生,女,汉族,山西临汾人,硕士研究生,主要从事油气集输与矿场加工技术方面的研究。E-mail:baiye666666@126.com;许云飞,1996年生,男,汉族,黑龙江齐齐哈尔人,硕士研究生,主要从事油气集输与矿场加工技术研究。E-mail:xuyunfei103@163.com
基金资助:
中国博士后科学基金（2017M611349）；黑龙江省博士后科学基金（LBH-Z16037）

Simulation of Deep Filtration Process for Wastewater Containing Polymers and Optimization of Technical Boundaries

WANG Zhihua^1,2, LI Jiexun^1,2, ZHOU Nan¹, BAI Ye¹, XU Yunfei¹

1. Key Laboratory for Enhanced Oil & Gas Recovery of the Ministry of Education, Northeast Petroleum University, Daqing, Heilongjiang 163318, China;
2. Post-Doctoral Research Station of Daqing Oilfield, Daqing, Heilongjiang 163458, China

Received:2018-06-30 Online:2019-02-10 Published:2019-02-10

摘要/Abstract

摘要： 针对油田清水资源宝贵、深度处理后的污水水源不足背景下地面系统注采水量失衡的问题，开展了含聚污水在普通处理后进行“双层级配滤料+三层级配滤料”两级过滤的深度处理技术研究，考虑水质含聚浓度的变化及其与过滤工艺参数的关联性，利用数值模拟方法描述了深度过滤流场中油珠及悬浮物粒子的聚集分布特征，确定了深度过滤出水水质中含油与悬浮物含量的变化。结果表明，对含聚污水进行深度过滤而实现油含量、悬浮物含量均控制在5.00 mg/L以内的水质指标是可行的，优化建立的含聚污水深度过滤技术界限关系图版可为提升含聚污水处理指标和效率、保障含聚污水处理工艺运行的负荷与平稳性提供有益指导。

关键词: 过滤速度, 含聚浓度, 深度处理, 聚合物驱采出水, 数值模拟

Abstract: This study addresses the problem of unbalanced water injection and production in a ground system. Based on the existence of insufficient wastewater sources following deep filtration treatments and lack of precious clean water sources in oilfields, this study considers the technology of a two-stage deep filtration treatment that utilizes "double-layered filter material+ three-level graded filter material" after ordinary treatment of polymer-containing wastewater. The advanced treatment technology of two-stage filtration considers variations in polymer concentration and its correlation with filtration process parameters. A numerical simulation is conducted to describe the aggregated distribution characteristics of oil beads and suspended particles in the flow field of the deep filtration process. This is necessary to determine changes in the content of oil and suspended solids in filtered water following deep filtration. The results show that it is feasible to control the water quality indices of oil and the content of suspended solids to within 5.00 mg/L by performing deep filtration on the polymer-containing wastewater. An optimized technical boundary relationship map of the deep filtration technology for polymer-containing wastewater can be used to enhance the indicators and efficiency of its treatment. The operational load and stability of the polymer-containing wastewater treatment process can also be ensured.

Key words: filtration rate, polymer concentration contained, deep treatment, produced water from polymer flooding, numerical simulation

中图分类号:

TE992.2

王志华, 李杰训, 周楠, 柏晔, 许云飞. 含聚污水深度过滤过程模拟及技术界限优化[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(1): 175-186.

WANG Zhihua, LI Jiexun, ZHOU Nan, BAI Ye, XU Yunfei. Simulation of Deep Filtration Process for Wastewater Containing Polymers and Optimization of Technical Boundaries[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(1): 175-186.

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参考文献

[1] 刘德绪. 油田污水处理工程[M]. 北京:石油工业出版社, 2001:3-8.
[2] LIU Yang, WANG Zhihua, ZHUGE Xianglong, et al. An environmentally-friendly method for disposal of the ASP flooding produced water[C]. SPE 166965, 2013. doi:10.-2118/166965-RU
[3] 李长俊,王兵,李进,等. 电解法处理高含氯离子油田污水[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2008, 30(2):155-157. doi:10.3863/j.issn.1000-2634.2008.02.040 LI Changjun, WANG Bing, LI Jin, et al. High chlorideion oil-field produced water treated with electrolysis[J]. Journal of Southwest Petroleum University (Science & Technology Edition), 2008, 30(2):155-157. doi:10.-3863/j.issn.1000-2634.2008.02.040
[4] LIU Yang, CHEN Guanrong. Optimal parameters design of oilfield surface pipeline systems using fuzzy models[J]. Information Sciences, 1999, 120(1-4):13-21. doi:10.-1016/S0020-0255(99)00059-6
[5] 李杰训,诸葛祥龙,王志华. 表征油田含聚污水处理中均质滤料过滤过程的数学模型[J]. 油气田地面工程, 2017, 36(11):37-40. doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2017.11.009 LI Jiexun, ZHUGE Xianglong, WANG Zhihua. Mathematic model characterizing the filtration process of the homogeneous filter material in the treatment of oilfield produced water from polymer flooding[J]. Oil-Gas Field Surface Engineering, 2017, 36(11):37-40. doi:10.3969/j.-issn.1006-6896.2017.11.009
[6] 靖波,张健,檀国荣,等. 海上油田含聚污水中原油状态分析[J]. 油田化学, 2014, 31(2):295-298. JING Bo, ZHANG Jian, TAN Guorong, et al. Measurement on oily forms in produced water from polymer flooding of offshore oilfield[J]. Oilfield Chemistry, 2014, 31(2):295-298.
[7] 罗一菁,张忠智,赵树英,等. 聚合物驱采油污水处理研究进展[J]. 石油化工高等学校学报, 2003, 16(1):9-13. doi:10.3969/j.issn.1006-396X.2003.01.003 LUO Yijing, ZHANG Zhongzhi, ZHAO Shuying, et al. Progressive research of treatment for sewage produced from polymer flooding displacement[J]. Journal of Petrochemical Universities, 2003, 16(1):9-13. doi:10.-3969/j.issn.1006-396X.2003.01.003
[8] 李杰训. 聚合物驱油地面工程技术[M]. 北京:石油工业出版社, 2008:167-170.
[9] 王娟,陈国华,侯继灵,等. 一种新型复合纳滤膜对污水的深度处理研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2008, 30(1):112-115. doi:10.3863/j.issn.1000-2634.2008.01.031 WANG Juan, CHEN Guohua, HOU Jiling, et al. Advanced treatment of produced water with a novel composite nanofiltration membrane[J]. Journal of Southwest Petroleum University (Science & Technology Edition), 2008, 30(1):112-115. doi:10.3863/j.issn.1000-2634.2008.01.-031
[10] 王志华,于雪莹,李杰训,等. 降低油田采出水配制聚合物溶液黏度损失的曝氧调控方法[J]. 油田化学, 2017, 34(1):143-148, 154. doi:10.19346/j.cnki.1000-4092.2017.01.029 WANG Zhihua, YU Xueying, LI Jiexun, et al. Viscosity loss control mechanism of polymer solution prepared by produced water with aeration process[J]. Oilfield Chemistry, 2017, 34(1):143-148, 154. doi:10.19346/j.cnki.-1000-4092.2017.01.029
[11] 吕寻贞. 含油污水过滤处理技术研究[D]. 成都:西南石油学院, 2005:11-30.
[12] 王北福,于水利,镇祥华,等. 超滤处理含聚污水过程中通量衰减机理的研究[J]. 环境科学学报, 2007, 27(4):568-574. doi:10.3321/j.issn:0253-2468.2007.04.006 WANG Beifu, YU Shuili, ZHEN Xianghua, et al. Mechanism of UFmembrane flux decline in process of polymercontained sewage[J]. Acta Scientiae Circum Stantiae, 2007, 27(4):568-574. doi:10.3321/j.issn:0253-2468.-2007.04.006
[13] 刘子健. 聚合物驱采出污水深度处理实验[J]. 油气田地面工程, 2013, 32(1):40-41. doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2013.1.019
[14] 李相远,邵长新,万世清,等. 核桃壳滤料粒径对油田污水过滤的影响研究[J]. 石油机械, 2005, 33(7):23-25, 40. doi:10.3969/j.issn.1001-4578.2005.07.009 LI Xiangyuan, SHAO Changxin, WAN Shiqing, et al. Influence of grain size of walnut shell filtermaterial on oilfield waste water filtering CPM[J]. China Petroleum Machinery, 2005, 33(7):23-25, 40. doi:10.3969/j.issn.1001-4578.2005.07.009
[15] 赵立合. 高浓度聚驱污水处理系统工艺优化[J]. 油气田地面工程, 2013, 32(12):84-85. doi:10.3969/j.issn.-1006-6896.2013.12.046
[16] 于忠臣,牛源麟,李转,等. 含聚浓度对轴向动态反冲洗法过滤和反冲洗效能的影响[J]. 化学通报, 2015, 78(8):733-737. YU Zhongchen, NIU Yuanlin, LI Zhuan, et al. Effect of polymer concentration on filtration and backwashing process by the Axial dynamic backwashing method[J]. Chemistry, 2015, 78(8):733-737.
[17] 王兴旺. 提高油田含聚污水沉降罐处理效果技术研究[D]. 大庆:东北石油大学, 2015:18-23.
[18] 任伯帜,许仕荣,余健. 均质滤料床过滤运行情况的数值模拟[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 1999, 26(5):71-75. doi:10.3321/j.issn:1000-2472.1999.05.015
[19] 耿越超,田园,蔡婷. 固定滤床含油污水过滤过程特征线法数值模拟[J]. 油气田地面工程, 2009, 28(5):24-25. doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2009.05.013
[20] 程雪,赵志顶,何建设,等. 污水过滤装置数值模拟及分析[J]. 石油矿场机械, 2013, 42(3):32-37. doi:10.-3969/j.issn.1001-3482.2013.03.007 CHENG Xue, ZHAO Zhiding, HE Jianshe, et al. Numerical simulation and analysis of de-oiling water filtration separator[J]. Oil Field Equipment, 2013, 42(3):32-37. doi:10.3969/j.issn.1001-3482.2013.03.007
[21] 王志华,于雪莹,李杰训,等. 油田采出水压力式过滤器布水工艺优化[J]. 石油化工高等学校学报,2018,31(1):71-77. doi:10.3969/j.issn.1006-396X.-2018.01.012 WANG Zhihua, YU Xueying, LI Jiexun, et al. Optimization of water distributrion process in pressure filter of oilfield produced water[J]. Journal of Petrochemical Universitites, 2018, 31(1):71-77. doi:10.3969/j.issn.1006-396X.2018.01.012
[22] 吴迪,李建亮. 化学驱采出水回注处理工艺技术进展[J]. 油田化学, 2009, 26(2):222-226. WU Di, LI Jianliang. A critical review on treating technologiesand apparatusand installations for produced waters from chemical flooding reservoirs[J]. Oilfield Chemistry, 2009, 26(2):222-226.
[23] 王福军. 计算流体动力学分析:CFD软件原理与应用[M]. 北京:清华大学出版社, 2004:5-12.
[24] 中华人民共和国建设部. GB 50428-2007油田采出水处理设计规范[S]. 北京:中国计划出版社, 2007.

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Simulation of Deep Filtration Process for Wastewater Containing Polymers and Optimization of Technical Boundaries

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[1]	张博宁, 张芮菡, 吴婷婷, 鲁友常. 致密气藏多级压裂水平井生产动态机理分析[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2020, 42(5): 107-117.
[2]	杨丽娟, 张明迪, 王本成, 温善志, 刘远洋. 基于数值模拟的生物礁气藏地层水分布研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2020, 42(5): 118-126.
[3]	王开宇, 王超, 范家伟, 徐彦龙, 冉丽君. 海相巨厚砂岩油藏夹层精细地质建模方法研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2020, 42(3): 69-79.
[4]	魏兵, 宋涛, 赵金洲, 卡杰特·瓦列里, 蒲万芬. 溶解气回注提高致密油藏采收率效果及敏感性[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(5): 85-95.
[5]	张杰, 陈小华, 鲁鑫, 彭昀飞. 逆断层作用下埋地管道局部屈曲行为研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(3): 169-176.
[6]	徐珂, 戴俊生, 冯建伟, 任启强. 磨溪-高石梯区块断层对裂缝分布的控制作用[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(2): 10-22.
[7]	夏志增, 王学武, 王厉强, 白雅洁. 热水吞吐开采水合物藏数值模拟研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2018, 40(6): 124-130.
[8]	龚迪光, 陈军斌, 曲占庆, 郭天魁. 径向井排引导水力压裂裂缝扩展机理研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2018, 40(5): 122-130.
[9]	刘勇, 彭小龙, 杜志敏. 裂缝性油藏非结构四边形网格数值模拟研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2018, 40(4): 105-115.
[10]	吕心瑞, 韩东, 李红凯. 缝洞型油藏储集体分类建模方法研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2018, 40(1): 68-77.
[11]	曹鹏, 戴传瑞, 马慧, 闫晓芳, 常少英. 白云岩油藏低渗透条带对剩余油分布的影响[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(5): 143-154.
[12]	尹帅, 丁文龙, 高敏东, 周广照. 樊庄北部3号煤层现今应力场分布数值模拟[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(4): 81-89.
[13]	薛江龙, 周志军, 刘应飞. H区块缝洞单元连通方式及注水开发对策研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(3): 128-134.
[14]	张烈辉, 贾鸣, 张芮菡, 郭晶晶. 裂缝性油藏离散裂缝网络模型与数值模拟[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(3): 121-127.
[15]	李宏, 郑丽娜, 刘建军. 储层注气引起地表变形的全场建模与分析[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(3): 147-157.