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油田化学论文范文1
油田尤其是渗透率比较低的油田,其油藏特征决定了其在开发时普遍需要采取一定的措施进行油井改造,使用比较密集的井网,这就导致了大量油田压裂废水的产生。油田压裂废水中含有多种微生物、原油细菌以及难以生化降解的固体悬浮物与高分子聚合物等,具有化学需氧量高、粘度高的特点,对人们的身体健康与生态环境造成了严重的不良影响,受到了世界各国与广大人民群众的高度重视。本篇论文主要对油田压裂废水处理试验作了研究。
关键词:
油田;压裂;废水处理;试验;研究
自进入21世纪以来,随着科学技术的不断进步,我国的经济水平得到了显著的提高,人们的生活水平、生活质量也得到了不断提高,人们在生产、生活中对石油、天然气的需求量正在不断的增加。水力压裂技术经过近几年的不断研究与实验实践,逐渐成为一种成熟的技术,在油田生产过程中得到了广泛的推广及使用。但是在其发展以及应用过程中,形成了大量的压裂废水。本文主要对油田压裂废水处理试验作了分析与研究。
1油田压裂废水
水力压裂技术作为一项对油层渗流特性进行改造的技术,能够促进注水井增注、油气井增产,从而可以有效提高油田开采效益。经过近几年的不断研究与实验实践,水力压裂技术得到了显著的进步,在油田勘探、开采以及生产等领域内得到了广泛的推广与应用,特别是在渗透率比较低的油田中,应用水力压裂技术能够获得十分明显的效益。但是压裂作业结束之后,压裂液会出现破胶返排到地面的现象,从而导致了大量油田压裂废水的产生。据相关研究统计,我国某油田压裂废水的年产生量高达50000到80000立方米。压裂液返排而产生的压裂废水中,含有压裂液、原油中的多种污染物质,例如硫代硫酸钠、丙烯酰胺、甲醇、瓜胶等无机添加剂,以及咪唑硫代衍生物等有机添加剂,此外,压裂废水中还会带有从地层深处而带出来的岩屑、粘土颗粒等多种污染物质。如果不及时对压裂废水进行处理,经过长时间的存放,压裂废水就会产生恶臭的气味,对油田周围居民的身体健康以及生态环境造成严重的不良影响。不过必经过处理就直接外排,压裂废水就会对周围环境造成严重的污染,特别是会对地表水系、农作物等造成不可挽回的污染。
2油田压裂废水处理试验研究
2.1处理实验所使用的仪器主要有:真空过滤装置、恒温箱、微量加药器、分析天平、旋转粘度仪、化学需氧量测定仪、浊度仪、混凝试验仪以及电热恒温水浴锅等。分析试剂主要包括:分析纯、氢氧化钠、硫酸、氯化钡、硝酸银、硫酸亚铁、丙酮以及油醚。污水处理药剂主要包括:氢氧化钠、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁、聚合氯化铝、高锰酸钾、次氯酸钠、过氧化氢以及氧化钙。本文所采用的试验方法是化学氧化实验以及混凝试验。首先进行化学氧化实验,在烧杯中放入50毫升压裂废水样品,并将其调节到设定的pH值,所使用的药剂是浓硫酸,再加入定量的氧化剂,对其进行充分地搅拌,促进氧化反应,搅拌一段时间后将其静置15分钟,之后取上清液进行水质指标分析;其次进行混凝试验,将进行化学氧化实验后的压裂废水作为实验样品,并加入复合调节剂将其调节到设定的pH值,之后依次加入无机混凝剂以及有机絮凝剂,之后将其静置15分钟,取上清液进行水质指标分析。
2.2结果随着返排时间的变化,压裂废水的黏度、石油类污染物质含量与重铬酸盐指数、悬浮物含量及pH值均有所变化,具体见图1、图2、图3。由图1、图2、图3可知,随着返排时间的不断变化及推移,压裂废水的黏度总体呈现出了下降的趋势;压裂废水中的石油类污染物质含量、重铬酸盐指数、悬浮物含量总体呈现出了增大的趋势;压裂废水的pH值总体呈现出了降低的趋势,并逐渐地趋向于中性。经过试验发现将化学氧化实验的pH值设定为3.0,氧化剂次氯酸钠投入量为12.5毫克每升,氧化时间为20分钟;将混凝试验的pH值设定为9.0,氢氧化钠、氧化钙的投入量分别为200毫克每升、50毫克每升,将聚合氯化铝作为无机混凝剂,投入量为800毫克每升,将1200万分子量的CPAM作为有机絮凝剂,投入量为5毫克每升,将无机混凝剂、有机絮凝剂的投加间隔设为30到40秒时,能够获得最好的处理效果。在上述条件下对压裂废水进行处理,结果压裂废水中的总铁离子、硫化物得到了全部去除,石油类污染物质含量、悬浮物含量最高风别为4.5毫克每升、25.5毫克每升,对压裂废水进行处理后,水质完全符合相关标准的要求。
3结语
综上所述,油田压裂废水属于多相分散体系,构成十分复杂,因此其处理难度也比较大,国内外许多研究学者对油田压裂废水处理试验作了非常多的研究,并取得了非常多的研究成果。本篇论文经过学习与借鉴国内外比较成熟的研究成果,对油田压裂废水处理试验作了研究,望有所帮助。
参考文献:
[1]刘晓辉,沈哲,王琦,王文杰,张晓龙,刘鹏.油田压裂废水处理试验研究[J].石油天然气学报,2011,01:156-160+170.
[2]马云,秦芳玲,田春艳,濮阳.油田压裂废水的絮凝-Fenton氧化-SBR联合处理实验研究[J].石油与天然气化工,2011,01:95-99+12.
油田化学论文范文2
[论文摘要]:目前,微生物采油技术引起了微生物学界、石油工业界、石油地质界和地球化学界等相关学科的广泛兴趣和关注。详细介绍微生物采油技术概况,明确分析微生物采油技术概况机理,并探讨其发展方向。
微生物原油采收率技术(microbialenhanancedoilrecovery,MEOR)
是利用微生物在油藏中的有益活动,微生物代谢作用及代谢产物作用于油藏残余油,并对原油/岩石/水界面性质的作用,改善原油的流动性,增加低渗透带的渗透率,提高采收率的一项高新生物技术。该项技术的关键是注入的微生物菌种能否在地层条件下生长繁殖和代谢产物能否有效地改善原油的流动性质及液固界面性质。与其它提高采收率技术相比,该技术具有适用范围广、操作简便、投资少、见效快、无污染地层和环境等优点。
一、微生物采油技术概况
1926年,美国科学家Mr.Beckman提出了细菌采油的设想。1946年Zobeu研究了厌氧的硫酸盐还原菌从砂体中释放原油的机理,获得微生物采油第一专利。I.D.shtum(前苏联)及其它国家等学者也分别作了大量的创新性工作,奠定了微生物采油的基础。美国的Coty等人首次进行了微生物采油的矿物试验。马来西亚应用微生物采油技术在Bokor油田做先导性矿物试验,采油量增加了47%。2002年至2003年,我国张卫艳等在文明寨油田进行了微生物矿场应用,累计增产原油1695t,累计少产水1943t,有效期达10个月。
美国和俄罗斯在微生物驱油研究和应用方面,处于世界领先地位。美国有1000多口井正在利用微生物采油技术增加油田产量,微生物采油项目在降低产水量和增加采油量方面取得了成功。1985年至1994年,俄罗斯在鞑靼、西西伯利亚、阿塞拜疆油田激活本源微生物,共增产原油13.49x10t,产量增加了10~46%。1988年至1996年,俄罗斯在11个油田44
个注水井组应用本源微生物驱油技术,共增产21x10t。
20世纪60年代我国开始对微生物采油技术进行研究,但发展缓慢。80年代末,大庆油田率先进行了两口井的微生物地下发酵试验(30℃)。大港、胜利、长庆、辽河、新疆等油田与美国Micro~Bac公司合作,分别进行了单井吞吐试验。1994年开始,大港油田与南开大学合作,成功培育了一系列采油微生物,该微生物以原油和无机盐为营养,具有降低蜡质和胶质含量功能,并在菌种选育与评价、菌剂产品的生产、矿场应用设计施工与检测等诸方面取得了成绩。1996年以来,吉林油田与13本石油公司合作,探究了微生物采油技术在扶余油田东189站的29口井进行的吞吐试验,21口井见效,见效率达70%。2000年底,大庆油田采油厂引进了美国NPC公司的耐高温菌种,在Y一16井组进行了耐高温微生物驱油提高采收率研究和现场试验,结果表明,采收率达43.41%,增加可采储量1.81×10t,施工后当年增油615.5t。胜利油田罗801区块外源微生物驱油技术现场试验提高采收率2.66%。
二、微生物采油技术机理
(一)微生物采油技术与油田化学剂
在大庆油田开发的各个阶段都会使用不同性质的化学剂,现以大庆油田为例。当大量化学剂进入油藏后,将发生物理变化和化学变化,对微生物采油过程可能产生不同的影响。化学剂既可引起微生物生存环境(渗透压、氧化还原电位、pH值)的改变,又可直接改变生物的生理(呼吸作用、蛋白质、核酸及影响微生物生长的大分子物质的合成)以及影响微生物细胞壁的功能,从而影响微生物的生长,降低采收率。
(二)微生物驱油机理
因为,微生物提高原油采收率作用涉及到复杂的生物、化学和物理过程,除了具有化学驱提高原油采收率的机理外,微生物生命活动本身也具有提高采收率机理。虽然目前的研究不断深入,但仍然无法对微生物采油技术各个细节进行量化描述,据分析,主要包括以下几个方面:
1.原油乳化机理。微生物的代谢产物表面活性剂、有机酸及其它有机溶剂,能降低岩石一油一水系统的界面张力,形成油一水乳状液(水包油),并可以改变岩石表面润湿性、降低原油相对渗透率和粘度,使不可动原油随注入水一起流动[1引。有机酸能溶解岩石基质,提高孔隙度和渗透率,增加原油的流动性,并与钙质岩石产生二氧化碳,提高渗透率。其它溶剂能溶解孔隙中的原油,降低原油粘度。
2.微生物调剖增油机理。微生物代谢生成的生物聚合物与菌体一起形成微生物堵塞,堵塞高渗透层,调整吸水剖面,增大水驱扫油效率,降低水油比,起到宏观和微观的调剖作用,可以有选择地进行封堵,改变水的流向,达到提高采收率的效果。在较大多孔隙中,微生物易增殖,生长繁殖的菌体和代谢物与重金属形成沉淀物,具有高效堵塞作用。
3.生物气增油机理。代谢产生的CO、CO2、Nz、H、CH和C3H等气体,可以提高地层压力,并有效地融入原油中,形成气泡膜,降低原油粘度,并使原油膨胀,带动原油流动,还可以溶解岩石,挤出原油,提高渗透率。
4.中间代谢产物的作用。微生物及中间代谢产物如酶等,可以将石油中长链饱和烃分解为短链烃,降低原油的粘度,并可裂解石蜡,减少石蜡沉积,增加原油的流动性。脱硫脱氮细菌使原油中的硫、氮脱出,降低油水界面张力,改善原油的流动性。
5.界面效应。微生物粘附到岩石表面上而生成沉积膜,改善岩石孔隙壁面的表面性质,使岩石表面附着的油膜更容易脱落,并有利于细菌在孔隙中成活与延伸,扩大驱油面积,提高采收率。
(三)理论研究
1.国内外的数学模型。20世界80年代末,国外的Islam、Zhang和Chang等建立了微生物采油的数学模型并开展了相应的数值模拟研究。Zhang模型优于Islam模型在于可描述微生物在地层中的活动,却难于现场模拟。Chang模型是三维三相五组分,能描述微生物在地层中的行为,不能描述在油藏中的增产机理。
2.物理模拟。物理模拟研究基本上是应用化学驱的物理模型试验装置及试验过程。微生物驱油模型的核心是岩心管部分,其长度影响微生物的生长繁殖。应建立大型岩心模型,使微生物充分繁殖,便于分析研究微生物的驱油效果。通过物理模拟研究微生物驱油法,可获得微生物在岩心中的推进速度及浓度变化,对岩心渗透率的影响等信息。
(四)源微生物的采油工艺
国内油田(大庆等)已进人高含水开发期,是采用内源微生物驱油还是采用外源微生物驱油,要根据具体油藏内的微生物群落进行分析。若具体油藏中内存在有益微生物驱油的微生物群落,宜采用内源微生物驱油工艺,这是目前国内致力于运用最新微生物采油技术。
三、结语
综上所述,在我国油田中,特别是大庆油田,在微生物采油技术具有提高采收率的效果,对大多数的油藏都能充分发挥微生物采油的优势。制约微生物采油技术的主要因素在于油藏中微生物群落结构、现场试验工艺及物理模拟实验的局限性。外源菌种的选育和评价指标、特性,微生物的研究、菌液的生产和矿场试验等方面还需深化。
参考文献:
油田化学论文范文3
关键词:全日制工程硕士;实践能力;培养体系
中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2016)12-0055-03
2009年,教育部对研究生教育结构类型进行了重大调整,确定开始招收以应届毕业生为主的全日制专业学位硕士研究生,并逐年扩大全日制专业学位研究生的招生比例,国家计划五年内调整为学术型与专业型研究生比例各占 50%,计划十年内调整为专业型研究生占硕士研究生培养总量的 70%,工程硕士是专业学位的一种类型。我国工程硕士专业学位培养起步于1997年,经历了试点培养、规模发展到质量提升三个阶段[1],目前,全日制工程硕士专业学位涵盖40个授权领域,200多家培养单位,是全日制专业学位硕士研究生教育的主要类型。和学术型研究生相比,实践性、应用性、职业性是全日制工程硕士研究生教育的显著特点。
中国石油大学(华东)是我国首批工程硕士专业学位研究生培养单位,2009年按照教育部的部署开始招收全日制专业学位硕士研究生,2009年招收128名全日制工程硕士研究生,2015年招收577名全日制工程硕士研究生,比2009年增加3.5倍。作为石油行业院校,具有石油与天然气工程、地质工程、石油化学等石油特色鲜明的学科领域,承担着培养石油石化高层次应用型专门人才的重任。经过几年的不断探索和发展,中国石油大学(华东)成为教育部深化专业学位研究生教育综合改革工作试点单位,努力打造专业学位教育品牌。
一、全日制工程硕士研究生实践能力培养现状
全日制工程硕士研究生的培养目标是培养研究生成为能掌握工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识,具有较强的解决实际问题的能力,能够承担专业技术或管理工作,具有良好的职业素养的高层次应用型专门人才[2]。它以提升职业能力为导向,以专业实践能力培养为核心,重视工程实践和应用。实践能力培养是全日制工程硕士培养过程的重要环节,是与工学硕士在培养体系上的一个重要区别,也是和在职攻读工程硕士学位研究生教育相区别的重要特征。全日制工程硕士培养基础薄弱,对于如何提高实践能力、达到预期培养目标是大家共同关注的问题。
(一)课程结构失衡,体系不完善
全日制工程硕士研究生招收对象以应届本科毕业生为主,这部分学生严重缺乏实践经验和工作经验。学生入学第一年首先进行课程学习,课程也就成为学生获取理论知识和实践知识的中介与桥梁。因此,课程设置在全日制工程硕士研究生教育中处于重要地位,课程设置是否合理直接影响着研究生专业基础的宽广度和研究潜力能否发挥,决定着研究生培养规格和培养目标的实现程度[3]。
经过多年发展,学术型研究生在课程教学方面形成了比较完备的课程体系。在全日制工程硕士研究生培养方案制定之初,石油学科的课程设置仍沿用学术型研究生培养思路,课程重理论轻实践,实践课程严重缺乏。选修课程偏少。除政治、外语和专业基础课外,选修课程所占学分相对较少,有些领域选修课学分仅占学生总学分的1/4。
(二)“双导师”指导效果欠佳
导师是研究生培养过程中的直接指导者,在研究生各个环节都起着举足轻重的作用。全日制硕士专业学位研究生教育采取“双导师制”,研究生不仅有校内导师指导还拥有由企业专业人员担任的校外导师指导。双导师的设定就是为了弥补校内导师工程实践经验不足的缺点,发挥校外导师的作用,达到共同指导的目的。
石油学科聘请100余名企业专家担任全日制工程硕士研究生的校外导师。但是校外导师因对人才培养认识不足,而参与研究生培养过程环节较少。即使在企业实践基地,工程应用工作并未让研究生过多参与,甚至个别学生处于无人管理的“放羊”状态,实践能力培养未达到预期的效果。
(三)实践基地建设有待加强
教育部《关于制订全日制工程硕士专业学位研究生培养方案的指导意见》中,明确要求全日制专业学位研究生中的应届本科生要参与不少于一年的专业实践。对学校而言,实践基地的建设对培养研究生工程实践能力方面显得尤为重要。
专业学位教育起步较晚,适应全日制工程硕士研究生实践能力培养的实践教学基地建设经验不足。全日制工程硕士研究生规模逐年增加,增幅较大,而实践教学平台数量与学生规模相比明显偏少。管理部门对已建立的实践基管理缺乏有效的监管。一是学校和企业相距较远,与企业沟通不够,从而对实践基地建设情况掌握不及时。二是培养基地的管理水平不高,导致实践方案不落实或落实不到位,影响培养效果。
(四)毕业论文缺乏工程实践设计
全日制工程硕士研究生培养采取教育部推荐的“课程学习”+“专业实践”+“学位论文”的三段式培养模式。学位论文的选题强调应用性、开发性和实践性,考察研究生综合运用科学理论、方法和技术解决实际问题的能力。专业学位研究生毕业论文所依托的课题一般应直接来源于工程实际或具有明确的工程技术背景和应用价值,但在学位论文完成阶段,很多工程硕士研究生的论文选题与学术型研究生的相似,在工程实践方面涉及较少,并且与专业实践环节相脱节,缺乏工程实践设计。
二、全日制工程硕士研究生实践能力培养体系的构建
石油学科针对全日制工程硕士研究生实践能力培养过程中逐渐暴露的问题,结合实践能力培养实际,构建由课程设置、实践教学、学位论文工程背景等方面为组成要素的培养体系,这些要素之间互相关联,互相支撑,逐步形成以课程设置为基础,以实践教学为手段,以学位论文为载体的培养体系(见图1)。
(一)发挥石油学科优势,构建特色实践课程体系
服务国家能源战略、满足石油石化企业人才需求是中国石油大学(华东)石油学科领域研究生培养的主要目的。课程体系是培养方案中最核心的组成部分,是实现培养目标的关键。2014年教育部颁布的《关于改进和加强研究生课程建设的意见》指出,“科学设计课程分类,根据需要增加研究方法类、研讨类和实践类等课程”,“鼓励培养单位与企事业单位合作开设实践性课程”。该意见强化了实践教学在课程体系建设中的重要性。
1.优化课程结构,广泛开设选修课。结合石油石化企业的人才培养目的及知识结构需求,按照用人单位的实际需要,根据学科领域和专业的性质,制定培养方案,着力体现工程硕士培养的工程性、实践性和职业性,课程设置由公共必修课、专业基础课和选修课三部分组成,适当调整开设的专业课程,强调理论性与应用性的有机结合。在选修课方面强调涵盖内容广,除开设油味浓的专业课外,还开设交叉课程,包含现代管理、技术经济、计算机等方面的课程,学生根据自己的需求选课,知识面得到扩充。
2.改变教学模式,增设实训课程。以往的教学模式基本都是“填鸭式”教学,石油学科改革教学模式,采取“授课”和“实训”相结合的模式,为全日制工程硕士研究生开设了校内实训课程,采取理论学习、案例教学的方式,增强了课程的实践性。例如:地质工程领域开设“油气勘探地质综合技术实训”、“油藏地质基本技能实训”、“综合地球物理勘探实训”和“地球物理测井综合实训”,石油与天然气工程领域开设“油气田开发设计与应用”、“油气井工程设计及应用”、“采油采气工程设计实训”、“油田化学工程与应用”实训课程。实训课程的开设,使专业理论知识和实践知识得到有机融合,培养研究生初步具备分析工程实践问题和掌握基本的工程实践能力,为以后的专业实践打下良好的基础。
(二)加强导师队伍建设,完善“双导师”指导
学校在工程硕士导师队伍建设方面大力探索,以期最大限度地发挥“双导师”指导作用,为工程硕士研究生实践能力培养提供保障。
1.加大对指导教师的考核与遴选力度,包括校内教师和企业专家,主要采取每两年对在岗导师和申请新增导师进行全面的考核和遴选。采取能上也能下的制度,对不符合当年遴选条件的导师实行停止招生。将理论基础扎实,工程实践经验丰富,并且在企业科研项目较多的教师选担任全日制工程硕士研究生的指导教师,以保证全日制工程硕士研究生的学习更加结合实际。
2.加强企业导师培训,充分发挥企业指导教师的作用。企业导师对行业工程应用方面深入了解,对指导学生的方式方法等知之甚少。通过对企业导师培训,明确包括授课、讲座、工程实践、学位论文、实践基地建设等在内的导师职责,使导师充分认识全日制工程硕士的培养特点和发展规律,激发企业导师参与全日制工程硕士培养的热情。
3.全面提升校内导师的工程实践能力。培养和建设一支具有扎实的理论基础和丰富的工程实践经验的教师队伍是提高石油主干学科全日制工程硕士研究生实践能力的基础。工程硕士研究生工程实践能力培养不能完全依赖于企业导师,应逐步提高校内导师工程实践能力。鼓励校内导师参与石油石化生产一线的生产实践,参与应用型课题研究,也鼓励教师到企业挂职锻炼。
(三)深化与石油石化企业的产学研合作,构建综合实践平台
实践教学平台是石油学科全日制工程硕士研究生培养的载体和依托。经过几年的发展,石油学科建成了校内实践实训平台、校企联合培养基地相互依托的综合实践教学平台(见图2)。校内实践实训平台是依托学校建设的,科研实力较强的研究所、实验室和工程技术中心或者校办企业,除了开设一般实验课程,校内实践基地还着力建设高仿真训练系统,加大全日制工程硕士研究生的工程实践能力培养;加强产学研合作,积极建设校企联合培养基地。依托产学研合作,学校逐步在胜利油田、中原油田、辽河油田、塔里木油田、大庆油田等石油石化企业建立石油学科全日制硕士专业研究生校企联合培养基地近40个,包括企业实习基地、全日制硕士专业研究生企业工作站等。
图2 综合实践教学平台
建立有效的管理机制。联合培养基地建立以后,如何有效管理、最大化地发挥其培养研究生工程实践能力是目前大家关注的问题。校企双方协商成立联合培养基地管理委员会,由其全面负责培养基地的运行。管理委员会人员来自校企双方,通过定期协调、沟通和反馈,有效保障培养基地的运行。培养基地如果连续三年没接纳研究生参加专业实践和论文研究或不具备培养条件或管理混乱,协议将取消。
工程硕士研究生在培养基地参与到科研课题和技术改造中去,使研究生能发现问题,解决实际问题并能得到及时的指导。企业同时将大量的科研开发资金投入到培养基地开展科研攻关,来自企业、学校和学生之间的内在激励机制使学生能够主动去开展工作,提升科研能力,也为完成高水平论文提供有力的保障。
(四)将学位论文与专业实践紧密结合
学位论文阶段是全日制工程硕士培养的最后一个阶段,应和专业实践阶段紧密结合。首先,论文开题在第二学期末或第三学期初进行,此时学生对生产实际、行业现状有了一定认识,可以结合专业实践内容,选定论文题目,边实践,边开展论文。其次,学位论文选题应具有工程背景,强调实践性、应用性、创新性和可行性,选题应来源于生产实际,或者是导师已立项以及准备立项的技术课题,有明确的生产背景和应用价值。最后,审查专业实践完成情况。学生不参加专业实践或专业实践考核未通过的,不能申请毕业和学位论文答辩,需要重新参加专业实践环节等。评定研究生论文还应参考现场实践工作量、综合表现及现场实践单位的反馈意见等,综合评定论文成绩。
通过专业实践环节,明确生产实际问题,针对问题进行论文选题,在国家油气重大专项项目、校企联合科研项目的支撑下,由校内导师和企业导师共同指导开展学位论文工作,最终由企业专家为主导,进行质量把关。通过这些学习环节的衔接,激发学生实践创新意识,提升解决实际生产难题的能力。
具有较强的实践能力是全日制工程硕士研究生培养的重点和目标。石油学科全日制工程硕士研究生实践能力培养体系的构建,为石油学科应用型人才的培养提供了保障,为其他学科全日制工程硕士研究生培养树立了典范。培养体系建设不仅巩固了研究生的基本理论知识,培养了研究生发现问题解决问题的创新思维,也促进了研究生专业能力和实践应用能力的全面提升,为研究生更好地适应工作环境与岗位要求奠定了基础。
参考文献:
[1]宋平,杨连茂,甄良等.浅议全日制工程硕士生实践能力
培养体系的构建[J].学位与研究生教育,2011,(3).
[2]教育部.关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作
的若干意见[Z].教研〔2009〕1号,2009-03-19.
油田化学论文范文4
关键词:钻井废弃泥浆 生物处理 微生物
改革开放以来我国经济高速增长,对石油的依赖和需求也逐年上升,勘探开发的石油井数量也逐年增加,随之产生大量的钻井废弃液带来的污染问题越来越受到世界各国的重视.如不加以处理就直接排放,必然会对自然生态环境造成一定的破坏。
一、钻井废弃泥浆的污染物组成及危害
废弃钻井泥浆成分复杂大多呈碱性,pH值在8-12之间,甚至达到13以上,且色度大,外观呈粘稠流体或半流体状,具有颗粒细小,含水率高,不易脱水,粘度大等特点,由于钻井泥浆中含有多种有机和无机类化学处理剂,个别污染指标甚至超出国家允许排放浓度的数百倍,其中的主要污染物有:(1)悬浮物(2)酸碱物(3)有机质及其分解产物(4)油类(5)重金属(6)盐类(7)其他化学添加剂。
由于废弃钻井液成份比较复杂,钻井废弃泥浆对环境的影响也是多方面的,表现为:(1)污染地表水和地下水资源(2)各种重金属滞留于土壤影响植物的生长和微生物的繁殖(3)过高的pH、高浓度的可溶性盐及石油类造成土壤板结,危害动植物的生长(4)废物中的有机处理剂使水体的COD、BOD增高,影响水生生物的正常生长。
二、钻进废弃泥浆的主要处理方法
目前国内外对钻井废液的处理方法主要有固化、注入地层、处理后直接排放、回注、焚烧、填埋等化学和物理方法。化学固化法被固化后的有害物质不再向环境扩散和迁移,但固化处理需一定的成本,一次性处理量大;回注法是废弃泥浆经化学絮凝等方法处理后应用于配制泥浆或将其注入井中,但是优良的絮凝剂较少;焚烧法处理成本高,而且会给空气造成二次污染;填埋法易对地表及地层水产生污染。这些方法虽然在一定程度上对钻井废泥浆进行了处理,但是钻井废泥浆中的有机污染物并未分解,依然对环境可能造成污染。
三、钻进废弃泥浆的生物处理方法概述
广义的生物处理技术指一切以利用生物为主体的环境污染治理技术,包括利用动物、植物和微生物吸收,降解,转化土壤或水体中的污染物,使污染物的浓度降低到可以接受的水平,或将有毒有害污染物转化为无害的物质,也包括将污染物稳定化,以减少其向周边环境扩散。目前钻井废弃泥浆的生物处理技术已成为国内外石油天然气勘探开发作业技术中的研究热点,根据生物处理技术所利用的生物种类,可分为动物处理、植物处理、微生物处理以及微生物——植物联合处理技术。目前,以微生物处理技术研究和利用的最为广泛,并取得了可喜的研究成果。
四、微生物法处理钻进废弃泥浆的研究进展
微生物处理技术是在人为优化的条件下,利用自然环境中生息的微生物或人为投加的特效微生物的生命代谢活动来分解污染物,微生物对物质进行各种转化作用的生理学基础是其新陈代谢活动,即分解代谢和合成代谢,可用于生物处理的微生物有很多,包括细菌,真菌等。
1.微生物法处理钻井废弃泥浆的影响因素
人们对微生物处理废弃钻井泥浆的研究较多。主要是从废弃钻井泥浆中筛选出高效降解微生物,然后将其投加到废弃钻井泥浆中,调整微生物作用环境,如温度,营养元素,pH值,盐度等。部分地区受环境因素的影响,生物降解速率慢,通过提高温度,施加营养元素,接种专性细菌等方法促进生物降解。
2.微生物法的室内研究
崔靖园等利用从平湖油田钻井废弃液中分离的一株菌株对废弃液进行处理,使COD和TOC的降解率达到50%以上;樊琳从石油污染土壤中分离出一株假丝酵母菌株Y2,通过正交实验确定最佳培养温度、pH值、营养因子构成,使废弃泥浆中的石油烃降解率达到91%;廖玲通过色度和CODcr去除率的高低从四川井场中筛选出六株高效降解菌种,并对其中五个菌株做了16srDNA分析,构建了系统发育图。
3.微生物法的现场应用
通过向废弃泥浆池投入菌剂以及必要的营养物质,达到使废弃物降解和富集的过程。陕西省科学院酶工程研究所生产的复合菌剂在长庆油田应用,陈立等利用目标泥浆池筛选优化的复合菌剂,处理陕北地区58个油气田的废弃泥浆,经30-60天的微生物处理,治理效果完全达到国家标准。高磊等从废弃泥浆池中筛选出四个优势菌种,利用正交试验确定菌种最佳配比及培养最佳条件,在目标泥浆池投入菌剂,经四十天处理后,废弃泥浆完全固化,残余烃含量明显降低,龟裂度较高,pH值由碱性恢复中性。
五、展望
目前低污染低成本的微生物处理技术处理效果好,生化处理后污染物残留量低,对环境影响小,对人体无害。但是目前的微生物处理技术还不完善,还需要开展进一步研究。
1.如今多数降解菌是从污染物中直接分离出的,广谱性不强,具有降解多种污染物的基因工程菌的研究还比较少。
2.研究微生物,动物植物联合降解废弃物,充分发挥各自的优势,并相互协同,从而达到高效降解有害物的目的。
3.微生物处理废弃物的时间较长,如何提高菌种的降解速率是一个亟待解决的问题。
4.建立已有降解菌的数据库,研究每一分支的降解机理,建立废弃泥浆组成的数据库,研发二者相关联的应用软件,以便为目的废弃泥浆快速选择相应的降解菌。
参考文献
[1]崔靖园,李辉,牟伯中.生物法处理钻井废液的研究.[J]石油炼制与化工,2011.41(12):56-60.
[2]黄汉仁,杨坤鹏,罗平亚.泥浆工艺原理[M].北京:石油工业出版社,1984.
[3]丁克强等.石油污染土壤的生物降解研究[J].生态学杂志,2001,20(4):16-18.
[4]陈立.陕北地区油气田钻井混合废弃物的微生物原位修复技术研究[学位论文].西安:西北大学,2009.
[5]廖玲.钻井废弃泥浆降解菌的分离及特性研究:[学位论文].成都:四川农业大学,2010.
[6]徐同台,王奎才,门廉魁.我国石油钻井泥浆发展状况与趋势[J].油田化学,1995;12(1):74-83.
油田化学论文范文5
关键词:外输管线;防腐技术; 阴极保护
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
0、引言:金属材料在使用过程中易受环境作用随时间的延长而逐渐受到损坏或性能下降,根据发达国家的调查统计,全世界每年因腐蚀损失高于7000亿美元。由此可见,金属腐蚀问题十分严重和普遍。
1、概述
1.1管线的腐蚀原理分析
传统的腐蚀理论认为金属腐蚀是金属材料及其制件在周围介质的作用下逐渐产生损坏或变质现象。输油管道按其腐蚀作用机理主要分为化学腐蚀、流速腐蚀、电化学腐蚀。这三种腐蚀都会给管线造成不同程度的损坏。
化学腐蚀是金属直接和介质起作用,在腐蚀过程中没有电流伴随。确定被输送介质的质量,从腐蚀观点分析,如下成分将极大影响腐蚀速度:各种盐、有机酸、水、氧、二氧化碳、硫化氢、细菌、生成的硫化物等。这些物质和管道内壁发生化学反应,一方面造成管道内部腐蚀,另一方面产物在管内的积累,会引起管内结垢。
流速大能减少腐蚀,所以水管内的流速建议不小于0.9m/s,水管内间时流速不应小于0.3m/s,设计时应给出使腐蚀最小的流速控制范围。流速的下限应使杂质保持悬浮在介质中的速度,从而使管线中的腐蚀物质的积存量小;流速的上限应使磨蚀、腐蚀、气蚀或冲击作用最小。
电化学腐蚀是金属和电解质组成原电池而使金属腐蚀的过程。金属在腐蚀的过程中有电流伴随。碳钢有主要成分(Fe)、少量的碳化铁(Fc3C)和碳(c)及其他合金元素,由于Fc,C具有不同的电位,C的电位局(惰性)是阴极,Fe的电位低(活泼)是阳极,Fc―C之间存在电位差,在导电介质中就产生腐蚀电流造成电位低的铁腐蚀,即铁转变成铁离子。在油田管线腐蚀过程中,电化学腐蚀起主导作用。
1.2油田阴极保护简介
外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极,迫使电流从土壤中流向被保护金属,为其表面上进行的还原反应提供电子,使被保护金属结构电位低于周围环境,从而抑阻被保护体自身的腐蚀过程。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构,如长输埋地管道。外加电流法阴极保护则是利用外部电源对被保护体施加阴极电流。
2、油田外输管线的保护措施
2.1联合保护的优越性
联合保护的优越性主要表现在以下三个方面:
一是延长防腐层的保护寿命,消除防腐层破损造成穿孔的隐患。单凭防腐层保护还存在腐蚀穿孔的隐患,有阴极电流保护使裸铁部位不再发生腐蚀。同时,钢管不生锈,不会造成锈层因体积膨胀而使防腐层鼓破、脱落,大大延长防腐层寿命。
二是可减少阴极保护电流的消耗。由于大面积防腐层,使保护电流只消耗在裸铁部位的小面积上,故所需电流大大减小,减少阳极消耗和设备的输出功率。
三是缩短阴极极化到保护电位的时间,使保护电位达到均匀分布、保护距离长,效果好。因此联合保扩是目前最经济最有效的防腐措施。
2.2油田外输管道外防腐保温层简介
油田外防腐保温层采用挤出聚乙烯泡沫夹克保温管简称夹克管,中国有的油田称作黄夹克,它是挤出聚乙烯覆盖层在防腐保温管中的具体应用。该防腐层是由聚氨酯及AB组合料等组成。通过聚氨酯发泡设备加温、加热、组合按比例注入钢管与保护层中间,使聚氨酯通过化学反应迅速膨胀发泡形成硬质泡沫体,在保护层与钢管中间对钢管起保温作用,保温层均匀厚度为40mm,外保护层是使用局密度聚乙烯通过加热制成,保护层厚度为3mm,外保护层具有抗拉、耐压、防潮、不易受损等优点,可延长管道使用寿命,可用于高温度65℃环境中,钢管除锈达St3级以上,按要求刷环氧煤沥青两遍。
(1)底漆作用,一则为增强聚氨酯与钢管的粘结性,二则以防聚氨酯遇水后对钢材的腐蚀。
(2)硬质聚氨酯泡沫塑料的导热系数很低,比重轻,强度适宜,化学稳定性好,是一种较理想的保温材料。需要注意的是在发泡时密度的控制,泡沫推荐密度为60kg/m3。
(3)塑料夹克管:对埋地管道而言,目前多数国家认为聚乙烯覆盖层是外防腐保温管的理想保护材料。为保证聚氨酯泡沫与夹克管的牢固粘接,聚乙烯管内壁要进行电火花极化处理。
(4)防水帽:泡沫管接头密封的好坏对于整个管的保温效果以及使用寿命起着重要作用。接头密封不仅在防止储存、运输和施工过程中的水分从端部渗入,还在于管道埋设后,―旦发生外防腐层局部损坏使水分渗入时,防水帽还起到阻隔作用。
热烤缠带是沥青类防腐层的专用补口材料,其特点是技术成熟、施工简捷,关键性工艺参数是管体、缠带表面的烘烤温度及缠绕方式,对操作人员要求较严格。如果操作得当,缠带与防腐层相容性较好,会获得满意的补口结果。但在现场实际工作中受环境、温度、人员技术水平的影响和限制,各工序间的工艺参数不易始终如一达到标准的要求,易造成补口质量的不稳定。如烘烤温度的控制,烘烤过度,引起沥青流淌,使厚度达不到要求,基带产生焦化;烘烤湿度不足或不均匀,沥青未达到熔融状态,导致补口区粘结不良,这些影响因素都会成为日后管道腐蚀的隐患。
2.3外输管线阴极保护效果及经济效益
外输管线自2006年7月阴极保护系统投入运行以来,运行效果良好,达到了方案设计保护效果。主要表现在以下几个方面:一是现场应用效果。管线腐蚀速度明显降低,腐蚀穿孔次数明显减少,降低了维修工作量;通过检测发现和修复防腐保温层97处,避免了因腐蚀穿孔造成的不安全生产因素,为生产顺利平稳运行创造了条件。
二是经济效益。阴极保护运行后管线腐蚀穿孔次数的明显减少,节约了维修费用和人力、物力的投入,为整个油田降耗增效做出了贡献,同时延缓了外输管线的腐蚀。
三是环境保护方面。同时避免了因管线腐蚀穿孔造成的跑油对当地环境造成的污染,为公司的环保工作做出巨大贡献。四是更重要的是由于阴保系统刚刚投入运行,随着时间的推移,阴极保护效果将越来越明显。
3、结语
总之,通过上述了解,我们知道了阴极保护是一种公认的防腐蚀技术,其应用领域广,涉及到地下、水中及化工介质中的管道、容器、港口码头、船舶及化工设备等各个方面,其防腐蚀效果和其它防腐技术相比具有无可替代的作用。本文简单介绍了油田外输管线的保护措施油及输管线阴极保护效果和其经济效益,对阴极保护方法进行了探讨,论文对油田外输管线具有一定的实用价值和指导意义。
参考文献
[1]黎洪珍,徐立,庞宇来,蒋晓蓉.集输管道阴保效果分析及措施研究[J].天然气与石油.2007(02)
油田化学论文范文6
英文名称:Special Oil & Gas Reservoirs
主管单位:中国石油天然气集团公司
主办单位:辽河石油分公司
出版周期:双月刊
出版地址:辽宁省盘锦市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1006-6535
国内刊号:21-1357/TE
邮发代号:8-173
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1994
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
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