一種利用油田汙水配製聚合物溶液的方法
2023-10-18 04:01:49 2
專利名稱：一種利用油田汙水配製聚合物溶液的方法
技術領域：
本發明屬於油田汙水處理領域，尤其涉及一種利用油田汙水配製聚合物溶液的方法，能夠提高聚合物溶液的初始粘度和粘度的穩定性。
背景技術：
聚合物驅是油田廣泛應用的三次採油技術，其主要機理是通過在注入水中添加聚合物來增加水相粘度，由此來擴大注入水的波及體積並提高其驅油效率的過程。但隨著聚合物驅規模的擴大，油田消耗淡水量越來越大，如果油田產出汙水不能與回注量平衡，則多餘部分汙水須經過處理後外排，既增加了地面操作費用，又造成了環境汙染。所以如果能夠很好地解決汙水配製聚合物回注的問題，對油田節能增效和可持續發展具有重要意義。
由於油田汙水成分非常複雜，汙水中含有的化學耗氧量、礦化度和細菌等導致聚合物降解、分子鏈捲曲，溶液粘度損失嚴重；並且汙水中的懸浮物含量較高時也會使得聚合物的溶解性、穩定性變差，甚至會導致聚合物絮凝沉降，因此油田汙水配製聚合物溶液粘度損失嚴重，且穩定性差，嚴重影響聚合物驅油效果和效益。CN1693239、CN101367586、CN101948201A採用循環膜設備，降低汙水礦化物、從而提高油田汙水配製聚合物溶液粘度；CN101357790利用汙水自身溫度較高，運用低溫蒸發技術消除汙水中雜質離子對聚合物粘度的影響；這兩種方法處理後水質良好，配製聚合物粘度比清水要高些，但操作條件苛刻，設備維護使用難度大，成本高昂，且與地下水質不匹配。CN1587099通過曝氣氧化及CN1803676通過光化學氧化方法處理油田汙水，消除了採出汙水中的多種高活性物質及硫酸鹽還原菌和腐生菌等對聚合物產生的嚴重降解，提高了注入液粘度，該法操作簡便，但比較適合一些低濃度含還原性物質的油田採出廢水處理後回注。目前直接採用採油汙水或生化處理後的採油汙水配製聚合物溶液，汙水中的鈣、鎂、鐵等高價陽離子以及汙水中含有的溶解氧使得配製的聚合物溶液粘度損失嚴重，且穩定性差，嚴重影響聚合物驅油的效果和效率。
發明內容
針對現有技術中存在的問題，本發明人通過研究發現，用離子交換樹脂設備處理油田汙水，沒有降低汙水的礦化度，使汙水能夠與地下水相匹配，但能夠去除汙水中對聚合物溶液粘度影響嚴重的高價陽離子；然後利用除氧設備去除汙水中的容易造成聚合物的降解的溶解氧；最後用除氧設備處理過的汙水配置聚合物溶液，所述聚合物溶液的初始粘度及其粘度的穩定性比現有工藝中未經處理的要高，提高了聚合物驅油的效果和效率。本發明提供一種油田汙水配製聚合物溶液的方法，包括a)將油田汙水通入離子交換樹脂設備進行處理，去除汙水中的高價陽離子，其中離子交換樹脂為鈉型陽離子強酸性交換樹脂；b)經離子交換樹脂設備處理後的汙水進入除氧裝置進行除氧處理；c)經除氧處理後的油田汙水用於配製聚合物溶液。
上述方法中，所述油田汙水主要為經生化處理後的油田汙水。所述油田汙水的礦化度低於10000mg/L，高價陽離子含量低於500mg/L。所述高價陽離子是指油田汙水中所含有的2價以上的金屬陽離子，包括鈣離子、鎂離子、鋇離子、鋁離子、鐵離子、鍶離子等。上述方法中，所述油田汙水可以經預處理後再通入離子交換樹脂設備進行處理。所述預處理可以為直接過濾去除懸浮物；或者加入高分子絮凝劑、絮凝沉澱、過濾去除汙水中的懸浮物、油等物質等。所述高分子絮凝劑為工業上常用的絮凝劑，如聚丙烯醯胺等。所述過濾所用的設備優選石英砂過濾器、核桃殼過濾器、多介質過濾器、纖維過濾器中的一種或兩種。所述油田汙水也可以不經過預處理，直接用泵進入離子交換樹脂設備進行處理。上述方法中，所述離子交換樹脂設備為對流離子交換器。所述離子交換樹脂為鈉型大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。通過離子交換樹脂處理，水中的包括鈣離子、鎂離子、鋇離子、鋁離子、鐵離子、鍶離子等的高價金屬陽離子與鈉離子交換吸附而被除去。經離子交換樹脂設備處理後的汙水中高價陽離子的含量不大於I mg/L，但汙水的礦化度沒有降低，與地下水相匹配。所述離子交換樹脂使用後，可以通過常規方法如鹽水溶液再生。上述方法中，經除氧處理後的汙水中溶解氧的含量小於O. 5mg/L。上述方法中，用於配製聚合物溶液的所述聚合物為現有技術中聚合物驅油技術常用的聚合物。相對於未處理時油田汙水配製的聚合物溶液，上述方法中得到的聚合物溶液的初始粘度及其粘度的穩定性得到了提高。根據本發明提供的方法中，樹脂無毒性且可反覆再生使用，能夠少用或不用有機溶劑；沒有降低汙水的礦化度，能夠與地下水匹配；有效地去除汙水中對聚合物粘度影響嚴重的鈣、鎂、鋁等高價金屬陽離子以及溶解氧，能夠提高了油田汙水配製的聚合物溶液的粘度，增強聚合物驅的效果。因此本發明提供的方法具有處理成本和運行費用低，技術成熟、操作方便、無二次汙染產生的優點，能夠很好地解決汙水配製聚合物回注的問題，對油田節能增效和可持續發展具有重要意義。
具體實施例方式實施例I取某油田汙水進行生化處理，生化處理後的汙水的水質見表1，汙水首先經過多介質過濾器進行簡單的過濾，過濾去除懸浮物等，然後進入離子交換設備，所採用的樹脂為漂萊特軟化陽樹脂(001*7)，工作運行速率為15m/h，經樹脂處理後汙水中高價陽離子含量為lmg/L以下,然後汙水採用除氧儀除氧,使得汙水中溶解氧含量小於O. 5mg/L0使用離子交換樹脂設備和除氧設備處理前後的油田汙水配製聚合物A，聚合物濃度為1500mg/L，測定溶液的初始粘度及在80°C穩定下溶液粘度的穩定性，測定時間10天。結果見表2。表I
權利要求
1.一種油田汙水配製聚合物溶液的方法，包括 a)將油田汙水通入離子交換樹脂設備進行處理，去除汙水中的高價陽離子，其中離子交換樹脂為鈉型陽離子強酸性交換樹脂； b)經離子交換樹脂設備處理後的汙水進入除氧裝置進行除氧處理； c)經除氧處理後的油田汙水用於配製聚合物溶液。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述油田汙水為經生化處理後的油田汙水。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述油田汙水的礦化度低於10000mg/L，高價陽離子含量低於500mg/L。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述油田汙水經預處理後再通入離子交換樹脂設備進行處理。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述預處理為直接過濾或者加入高分子絮凝劑、絮凝沉澱、過濾。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述過濾所用的設備為石英砂過濾器、核桃殼過濾器、多介質過濾器、纖維過濾器中的一種或兩種。
7.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述離子交換樹脂設備為對流離子交換器。
8.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述離子交換樹脂為大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。
9.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，經離子交換樹脂設備處理後的汙水中高價陽離子的含量不大於lmg/L。
10.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，經除氧處理後的汙水中溶解氧的含量小於 O. 5mg/L。
全文摘要
本發明提供了一種油田汙水配製聚合物溶液的方法，a)將油田汙水通入離子交換樹脂設備進行處理，去除汙水中的高價陽離子，其中離子交換樹脂為鈉型陽離子強酸性交換樹脂；b)經離子交換樹脂設備處理後的汙水進入除氧裝置進行除氧處理；c)經除氧處理後的油田汙水用於配製聚合物溶液。通過本發明提供的方法處理後的油田汙水能夠與地下水匹配；有效地去除汙水中對聚合物粘度影響嚴重的鈣、鎂、鋇等高價金屬陽離子以及溶解氧，能夠提高了油田汙水配製的聚合物溶液的粘度，增強聚合物驅的效果。因此本發明提供的方法具有處理成本和運行費用低，技術成熟、操作方便、無二次汙染產生的優點，能夠很好地解決汙水配製聚合物回注的問題，對油田節能增效和可持續發展具有重要意義。
文檔編號C02F103/10GK102936073SQ20111023417
公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月16日 優先權日2011年8月16日
發明者平春霞, 張英雄, 邢琳, 曹宗侖, 邢毅, 馬友富 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院