三元复合驱化学剂意外泄漏对环境影响的研究

论文摘要

三元复合驱(ASP)作为一种既经济又有效率的强化采油技术被各大油田广泛采用,已成为油田产量接替的主要措施。随着ASP驱油技术的扩大化应用,三元注入介质碱、表面活性剂、聚合物及其混合物在运输、配制、存储、注入过程中可能发生意外泄漏事件。所以在大力推广ASP采油技术的同时,会带来相应的环境问题,有必要对ASP化学剂的环境行为和危害性研究和评价,为下一步ASP大规模推广应用提供可靠的后备技术保证。本文通过检测大庆油田ASP中化学剂组成和含量以及ASP注入液和采出液化学成分,根据国内外现有的标准和环境评价方法,确定出ASP对环境影响的主要特征污染物有碱(氢氧化钠)、表面活性剂(直链烷基苯磺酸盐、未磺化油)及聚丙烯酰胺(丙烯酰胺)。并详细分析了ASP化学剂意外泄漏后特征污染物对生态环境所造成的影响及危害,总结出ASP中碱和未磺化油会对生态环境造成巨大的危害,且危害呈现持久和难处理的特点;直链烷基苯磺酸盐浓度是考察其环境危害性的关键因子,当浓度小于一定值时,其对环境是有利的,但随着浓度的升高其毒性增强;聚丙烯酰胺本身对动植物是无毒性的,对环境影响也很小,但是其降解产物丙烯酰胺会给人类和环境带来很大的危害。本文着重研究了ASP化学剂意外泄漏后在土壤中的环境行为。通过现场取样和室内土柱模拟实验,模拟了单元污染物(NaOH、LAS、PAM)和三元污染物在不同土壤(黑土、黄土、盐碱土)中的自然迁移和模拟降雨情况下的迁移行为,考查了不同时间、不同污染物数量对迁移情况的影响,对比分析得出污染物在土壤中的垂向迁移规律。一般情况下,ASP化学剂意外泄漏后,一段时间内其特征污染物NaOH在土壤中的迁移距离不会超过15cm、LAS迁移距离不会超过20cm、PAM迁移距离不会超过15cm。并且还通过室内实验研究了PAM和LAS在环境(土壤、水体)中的吸附和降解行为,LAS在环境中降解速度较快,土壤对PAM有很强的吸附力,一旦吸附很难再解吸下来。经过对三元复合驱中特征污染物在土壤中环境行为的全面分析,发现意外泄漏的特征污染物基本停留在土壤表层,即使在降雨、地表聚集着大量污染物的情况下,也不会影响到大庆地下水。通过对ASP化学剂中特征污染物环境危害性及环境行为的研究,总结出其在土壤中环境行为特性,对实现石油工业高效生产与环境保护并进,减少对环境的污染,保护人类生态环境具有深远意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 三元复合驱技术概况
• 1.1.1 油田三次采油技术
• 1.1.2 三元复合驱技术特点
• 1.1.3 三元复合驱驱油机理
• 1.1.4 大庆油田三元复合驱发展及研究现状
• 1.2 三元复合驱化学剂泄漏模式
• 1.3 本论文研究的目的意义
• 1.4 本论文主要研究内容
• 第二章 三元复合驱中特征污染物的确定与评价
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验方法
• 2.1.2 评价方法
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 三元复合驱组成分析
• 2.2.2 三元复合驱污染物确定
• 2.3 本章小结
• 第三章 三元复合驱中特征污染物的环境危害性分析
• 3.1 三元复合驱中碱的环境危害性分析
• 3.1.1 三元复合驱中氢氧化钠特性
• 3.1.2 三元复合驱中碱对水体生态的危害
• 3.1.3 三元复合驱中碱对土壤生态的危害
• 3.1.4 三元复合驱中碱对人与动物的危害
• 3.2 三元复合驱中直链烷基苯磺酸盐的环境危害性分析
• 3.2.1 三元复合驱中直链烷基苯磺酸盐特性
• 3.2.2 三元复合驱中直链烷基苯磺酸盐对土壤的危害
• 3.2.3 三元复合驱中直链烷基苯磺酸盐对水体的危害
• 3.2.4 三元复合驱中直链烷基苯磺酸盐对生物的危害
• 3.2.5 三元复合驱中直链烷基苯磺酸盐的环境危害性评价
• 3.3 三元复合驱中未磺化油的环境危害性分析
• 3.3.1 三元复合驱中未磺化油特性
• 3.3.2 三元复合驱中未磺化油对环境的危害
• 3.3.3 三元复合驱中未磺化油对生物的危害
• 3.4 三元复合驱中聚丙烯酰胺的环境危害性分析
• 3.4.1 三元复合驱中聚丙烯酰胺特性
• 3.4.2 三元复合驱中聚丙烯酰胺对土壤的影响
• 3.4.3 三元复合驱中聚丙烯酰胺对水体的影响
• 3.4.4 三元复合驱中聚丙烯酰胺对生物的影响
• 3.4.5 三元复合驱中丙烯酰胺对生物的危害
• 3.5 本章小结
• 第四章 三元复合驱中碱环境行为的研究
• 4.1 污染物在土壤中的环境行为
• 4.1.1 污染物在土壤中的吸附行为
• 4.1.2 污染物在土壤中的降解行为
• 4.1.3 污染物在土壤中的迁移行为
• 4.2 碱在土壤环境中的迁移特性研究
• 4.2.1 实验部分
• 4.2.2 实验结果分析与讨论
• 4.3 本章小结
• 第五章 三元复合驱中表面活性剂环境行为的研究
• 5.1 直链烷基苯磺酸盐在土壤环境中的吸附特性
• 5.1.1 土壤吸附LAS 机理
• 5.1.2 土壤吸附LAS 动力学
• 5.1.3 不同土壤上LAS 的吸附行为
• 5.1.4 影响LAS 土壤吸附的主要因素
• 5.2 直链烷基苯磺酸盐在环境中的降解特性研究
• 5.2.1 LAS 在环境中的降解
• 5.2.2 LAS 在环境中的自然降解实验研究
• 5.3 直链烷基苯磺酸盐在土壤环境中的迁移特性
• 5.3.1 实验部分
• 5.3.2 结果分析与讨论
• 5.4 本章小结
• 第六章 三元复合驱中聚丙烯酰胺环境行为的研究
• 6.1 聚丙烯酰胺在土壤环境中的吸附与解吸特性研究
• 6.1.1 实验部分
• 6.1.2 实验结果分析与讨论
• 6.2 聚丙烯酰胺在环境中的降解特性研究
• 6.2.1 PAM 在环境中的降解方式
• 6.2.2 PAM 在环境中的自然降解实验研究
• 6.2.3 AM 在环境中的降解
• 6.3 聚丙烯酰胺在土壤环境中的迁移特性研究
• 6.3.1 实验部分
• 6.3.2 实验结果分析与讨论
• 6.4 本章小结
• 第七章 三元复合驱中特征污染物在土壤中迁移行为的研究
• 7.1 实验部分
• 7.2 实验结果分析与讨论
• 7.2.1 ASP 在土壤中的自然迁移行为
• 7.2.2 模拟降雨情况下ASP 在土壤中的迁移行为
• 7.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要