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CN105645650B - 一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法 - Google Patents

一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法 Download PDF

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Abstract

一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法，本发明涉及水中聚合物快速降黏的方法。本发明是要解决现有技术含聚污水和三元复合驱采出水具有粘度高导致回注压力大造成较高的能耗，需要添加大量药剂，处理过程也较困难的问题，而提出的一种清除油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法。该方法是通过一、将含有聚合物污水通入到内部嵌有紫外灯管的反应器中，并通入臭氧；二、采用H2O2溶液加入到含聚污水中搅拌反应后，得到黏度小于0.2E.Pa.s的含聚污水；三、将氯化钠粉末加入到含聚污水中，得到黏度小于0.2E.Pa.s含聚污水溶液等步骤实现的。本发明应用于污水中聚合物快速降黏领域。

Description

一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏 的方法
技术领域
本发明涉及水中聚合物快速降黏的方法，特别涉及一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法。
背景技术
石油作为一种宝贵的不可再生资源，在世界范围内的工业生产中，占据着不可替代的位置。然而，在各种矿物资源中，石油开采具有开采困难，开采率低的特点，因此在各国的石油开采过程中，如何提高采收率是人们普遍关心的问题。
随着开采年限的加长，我国的绝大部分油田已经进入高含水开采阶段，已逐渐由一次采油、二次采油阶段逐步向三次采油阶段过渡。在三次采油技术中，以化学药剂作为驱采手段的聚合物驱和三元驱应用最为广泛。聚丙烯酰胺(HPAM)因其具有分子量高、水溶性好、粘度高等优点被当做是聚合物驱油的首选聚合物。聚丙烯酰胺通过增加配聚体系的粘度和粘弹性，可降低驱替液和原油之间流度比，提高驱油体系的波及面积，进而提高采收率。
但是，聚丙烯酰胺在为油田生产提高采收率的同时，对地面工程也产生了相当恶劣的影响。做为驱采药剂注入到地下的聚丙烯酰胺，在长期经过地下高温高压的环境后以水解聚丙烯酰胺的形式随采出液采出，虽然分子量以及粘度均大幅下降，但与以往普通含油污水处理相比，含聚污水的处理更加困难。a.聚丙烯酰胺使采出水的粘度成倍增加，使得含聚污水中胶体颗粒的稳定性增强，悬浮物的含量更高，延长了自然沉降的时间；b.聚丙烯酰胺增加了原油的乳化能力，使油水分离变得更加困难，增加了采出水的含油量；c.含聚污水粘度的增加使后续采出水处理中沉降、过滤、絮凝等工艺的处理难度，增加了药剂投入，对过滤系统造成破坏。造成含聚污水处理困难的主要因素就是聚合物使采出水粘度增加，因而，亟需一种能够快速降低含聚污水粘度的工艺技术，且该工艺兼备见效快，工艺简单，投入小等优点。
我国在含聚污水处理方面，已经开展了比较广泛的研究。聚合物驱油技术中所采用的聚丙烯酰胺具有分子量大、水溶性好等诸多优点。在提高油田采收率的同时，为油田地面工程带来了恶劣的影响。油田含聚污水经过处理后重新回注地层和用于配制聚合物当做驱采液再次使用是比较好的利用途径。然而，含聚污水和三元复合驱采出水具有粘度高等缺点，回注地层或用来配制聚合物时，一方面回注压力大造成较高的能耗，另一方面由于矿质元素的存在影响再次配聚时驱采液的粘度。在以往的研究中，主要以聚丙烯酰胺的降解为最终的处理目标，需要添加大量药剂，处理过程也较困难，并没有提出一种针对含聚污水中聚丙烯酰胺快速降粘的方法。针对这一研究现状，本发明提出了含聚污水中聚丙烯酰胺快速降粘的方法，
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术含聚污水和三元复合驱采出水具有粘度高导致回注压力大造成较高的能耗，需要添加大量药剂，处理过程也较困难的问题，而提出的一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法。
上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：
步骤一、利用臭氧紫外组合工艺处理含聚污水，将含聚污水以流速1～5m/s通入到内部嵌有紫外灯管的反应器后，在反应器中通入浓度为33.3mg/L～40mg/L的臭氧20min～30min后含聚污水的黏度小于0.2E.Pa.s，停止操作；其中，反应器的紫外灯管发射波长为254nm，功率为40w；含聚污水为含有聚合物的油田含聚污水或含有聚合物的三元复合驱采出水；聚合物为油田专用水溶性高分子聚丙酰胺；
步骤二、双氧水处理；采用浓度为60％的H2O2溶液加入到含聚污水中搅拌反应20～30min后，利用黏度计测定含聚污水的黏度；若含聚污水的黏度小于0.2E.Pa.s；则停止操作；若含聚污水的黏度大于等于0.2E.Pa.s，则含聚污水中继续加入60％的H2O2溶液0.5～2ml，从而使得含聚污水的黏度小于0.2E.Pa.s；其中，加入H2O2溶液后的含聚污水中的H2O2溶液的浓度为1～5ml/L；
步骤三、氯化钠处理；将氯化钠粉末加入到含聚污水中，得到加入氯化钠后的含聚污水溶液1，若含聚污水溶液1黏度小于0.2E.Pa.s，则停止操作；若含聚污水溶液1黏度大于等于0.2E.Pa.s，则含聚污水中继续加入氯化钠粉末，得到加入氯化钠后的含聚污水溶液2，从而使得含聚污水的黏度小于0.2E.Pa.s；
其中，加入氯化钠后的含聚污水溶液1中的氯化钠浓度为5g/L～20g/L；
加入氯化钠后的含聚污水溶液2的氯化钠浓度为10g/L～30g/L。
发明效果
本发明公开了一种油田含聚污水、三元复合驱采出水中聚合物快速降黏的方法，属于油田废水处理领域的发明，本发明涉及一种含聚污水和三元复合驱采出水快速降黏的方法及工艺。聚丙烯酰胺(HPAM)是聚合物驱油的首选聚合物，但其在提高采收率的同时，也为采出水的处理提出了新的挑战。HPAM大幅增加了混合液的粘度和乳化性，使油水分离难度加大。本发明提出了采用臭氧紫外工艺、双氧水处理、氯化钠处理实现含聚污水的快速降黏。本发明提出的工艺方法具有方法药剂简单，效果优良，降黏速度快，成本较低等优势，该方法提供了三种可以使含聚污水和三元复合驱采出水中聚合物可以快速降粘的方法，具有降粘速度快，操作方便，药剂简单，效果稳定，运行成本低等诸多优点，在油田含聚污水处理中具有应用和推广价值。
针对油田含聚合物污水和三元复合驱采出水中聚合物降粘困难的问题，本发明提供了臭氧紫外组合工艺、双氧水，氯化钠三种不同的含聚合物污水快速降粘的方法。本发明中提供的三种方法，可以使含聚合物污水在投量为33.3mg/L臭氧和40w，UV254nm紫外，5mM双氧水，500mg/L氯化钠的处理情况下，现场实际水体的粘度快速的由原来的2.876mPa·s降低为0.954mPa·s，从而达到快速降粘的目的，本发明中提供的方法具有降粘迅速、处理简便，药剂简单、投量低，降粘迅速等诸多优点，在短时间内含聚污水的粘度即可大幅降低，有利于后续处理以及再次利用。为油田聚合物污水和三元复合驱采出水处理提供了新的方法与思路，具有较好的应用前景和推广价值。
附图说明
图1实施例臭氧紫外处理后聚合物HPAM的粘度的变化示意图；
图2实施例臭氧紫外处理后聚合物HPAM的浓度的变化示意图；
图3实施例双氧水处理后的聚合物的粘度的变化示意图；
图4实施例双氧水处理后的聚合物的浓度的变化示意图；
图5实施例氯化钠处理后的聚合物的粘度的变化示意图；
图6实施例氯化钠处理后的聚合物的浓度的变化示意图；
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法，具体是按照以下步骤制备的：
步骤一、利用臭氧紫外组合工艺处理含聚污水，将含聚污水以流速1～5m/s通入到内部嵌有紫外灯管的反应器后，并在反应器中通入浓度为33.3mg/L～40mg/L的臭氧20min～30min后含聚污水的黏度小于0.2E.Pa.s，停止操作来实现对含聚污水快速降粘的要求；其中，反应器的紫外灯管(中国海宁益康达照明公司)发射波长为254nm，功率为40w含聚污水为含有聚合物的油田含聚污水或含有聚合物的三元复合驱采出水；聚合物为油田专用水溶性高分子聚丙酰胺；
步骤二、双氧水处理；采用浓度为60％的H2O2溶液加入到含聚污水中搅拌反应20～30min后，利用黏度计(流变仪-AR1500ex(美国沃特斯公司))测定含聚污水的黏度；若含聚污水的黏度小于0.2E.Pa.s；则停止操作；若含聚污水的黏度大于等于0.2E.Pa.s，则含聚污水中继续加入60％的H2O2溶液0.5～2ml，从而使得含聚污水的黏度小于0.2E.Pa.s以达到快速降粘的目的；其中，加入H2O2溶液后的含聚污水中的H2O2溶液的浓度为1～5ml/L；
步骤三、氯化钠处理；将氯化钠粉末加入到含聚污水中，得到加入氯化钠后的含聚污水溶液1，若含聚污水溶液1黏度小于0.2E.Pa.s，则停止操作；若含聚污水溶液1黏度大于等于0.2E.Pa.s，则含聚污水中继续加入氯化钠粉末，得到加入氯化钠后的含聚污水溶液2；使得含聚污水溶液2黏度小于0.2E.Pa.s
其中，加入氯化钠后的含聚污水溶液1中的氯化钠浓度为5g/L～20g/L；
加入氯化钠后的含聚污水溶液2的氯化钠浓度为10g/L～30g/L；
氯化钠处理后含聚污水中的聚合物的浓度500mg/L，粘度去除率为90％，粘度降低到0.2E.Pa.s，以达到快速降粘的目的。
本实施方式效果：
本实施方式公开了一种油田含聚污水、三元复合驱采出水中聚合物快速降黏的方法，属于油田废水处理领域的发明，本实施方式涉及一种含聚污水和三元复合驱采出水快速降黏的方法及工艺。聚丙烯酰胺(HPAM)是聚合物驱油的首选聚合物，但其在提高采收率的同时，也为采出水的处理提出了新的挑战。HPAM大幅增加了混合液的粘度和乳化性，使油水分离难度加大。本实施方式提出了采用臭氧紫外工艺、双氧水处理、氯化钠处理实现含聚污水的快速降黏。本实施方式提出的工艺方法具有方法药剂简单，效果优良，降黏速度快，成本较低等优势，该方法提供了三种可以使含聚污水和三元复合驱采出水中聚合物可以快速降粘的方法，具有降粘速度快，操作方便，药剂简单，效果稳定，运行成本低等诸多优点，在油田含聚污水处理中具有应用和推广价值。
针对油田含聚合物污水和三元复合驱采出水中聚合物降粘困难的问题，本实施方式提供了臭氧紫外组合工艺、双氧水，氯化钠三种不同的含聚合物污水快速降粘的方法。本实施方式中提供的三种方法，可以使含聚合物污水在投量为33.3mg/L臭氧和40w，UV254nm紫外，5mM双氧水，500mg/L氯化钠的处理情况下，现场实际水体的粘度快速的由原来的2.876mPa·s降低为0.954mPa·s，从而达到快速降粘的目的，本实施方式中提供的方法具有降粘迅速、处理简便，药剂简单、投量低，降粘迅速等诸多优点，在短时间内含聚污水的粘度即可大幅降低，有利于后续处理以及再次利用。为油田聚合物污水和三元复合驱采出水处理提供了新的方法与思路，具有较好的应用前景和推广价值。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中含聚污水以流速2～4m/s通入到内部嵌有紫外灯管的反应器中。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中通入浓度为35mg/L～38mg/L的臭氧20min～25min。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中加入H2O2溶液后的含聚污水中的H2O2溶液的浓度为2～4ml/L。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤三中加入氯化钠后的含聚污水溶液1中的氯化钠浓度为5g/L～15g/L。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三中加入氯化钠后的含聚污水溶液2的氯化钠浓度为10g/L～20g/L。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
本实施例一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法，具体是按照以下步骤制备的：
步骤一、利用臭氧紫外组合工艺处理含聚污水具体为：
用于验证实验的含HPAM污水取自大庆油田采油六厂喇400水处理站。所取的含HPAM污水粘度约为2.875mPa·S，HPAM含量约约为338.5mg/L。采用33.3mg/L的臭氧以及紫外(254nm，40w)对其进行处理时，含聚污水的粘度快速降低，在10min的处理过程中粘度由2.876mPa·S降为1.573mPa·S，到处理20min时，粘度为1.114mPa·S，粘度的降低幅度达61.26％，在后续的处理过程中，粘度的降低幅度较小，因此将臭氧紫外的处理时间设定为20min如图1所示；
采用33.3mg/L的臭氧以及紫外(254nm，40w)对含聚污水进行处理时，含聚污水中的HPAM含量有所降低，降解速率由快到慢。在10min的处理过程中HPAM含量由336.7mg/L降为264.2mg/L。在后续的的处理过程中，HPAM含量持续下降，到处理20min时，HPAM的含量为236.2mg/L，此时，对HPAM的去除率为29.85％如图2所示。
步骤二、双氧水处理具体为：
采用200mM的H2O2对含聚污水进行处理时，使其在含聚污水中浓度达到5mM。在加入H2O2后，含聚污水的粘度降低较快。加入H2O210min后，粘度由初始时的2.883mPa·S降低为1.891mPa·S，处理过程中，降解速率逐步减慢。加入H2O2120min后，粘度为0.972mPa·S，粘度的降解率为66.29％如图3。
采用200mM的H2O2对含聚污水进行处理时，使其在含聚污水中浓度达到5mM。在加入H2O2后，含聚污水中的HPAM含量有所降低，降解速率由快到慢。在10min的处理过程中HPAM含量由341.1mg/L降为289.7mg/L。在后续的的处理过程中，HPAM含量持续下降，到处理120min时，HPAM的含量为206.7mg/L，此时，对HPAM的去除率为39.41％如图4。
步骤三、氯化钠处理
采用20g/L的NaCl对含聚污水进行处理时，使其在含聚污水中浓度达到500mg/L。在加入NaCl后，含聚污水的粘度降低较快。加入NaCl 10min后，粘度由初始时的2.865mPa·S降低为1.831mPa·S，处理过程中，降解速率逐步减慢。加入NaCl 60min后，粘度为1.154mPa·S，粘度的降解率为59.72％。在后续的处理过程中，粘度的降低幅度较小如图5。
采用20g/L的NaCl对含聚污水进行处理时，使其在含聚污水中浓度达到500mg/L。在加入NaCl后，含聚污水中的HPAM含量有所降低，降解速率由快到慢。在10min的处理过程中HPAM含量由337.6mg/L降为327.1mg/L。在后续的的处理过程中，HPAM含量持续下降，到处理180min时，HPAM的含量为256.3mg/L，此时，对HPAM的去除率为24.09％。在用NaCl对含聚污水进行处理时，HPAM的降解幅度较小。然而，NaCl可以实现对含聚污水的快速降粘如图6。
本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法，其特征在于一种清除油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法具体是按照以下步骤进行的：
步骤一、利用臭氧紫外组合工艺处理含聚污水，将含聚污水以流速1～5m/s通入到内部嵌有紫外灯管的反应器后，在反应器中通入浓度为33.3mg/L～40mg/L的臭氧20min～30min后含聚污水的黏度小于0.2E.Pa.s，停止操作；其中，反应器的紫外灯管发射波长为254nm，功率为40w；含聚污水为含有聚合物的油田含聚污水或含有聚合物的三元复合驱采出水；聚合物为油田专用水溶性高分子聚丙酰胺；
步骤二、双氧水处理；采用浓度为60％的H2O2溶液加入到含聚污水中搅拌反应20～30min后，利用黏度计测定含聚污水的黏度；若含聚污水的黏度小于0.2E.Pa.s；则停止操作；若含聚污水的黏度大于等于0.2E.Pa.s，则含聚污水中继续加入60％的H2O2溶液0.5～2ml，从而使得含聚污水的黏度小于0.2E.Pa.s；其中，加入H2O2溶液后的含聚污水中的H2O2溶液的浓度为1～5ml/L；
步骤三、氯化钠处理；将氯化钠粉末加入到含聚污水中，得到加入氯化钠后的含聚污水溶液1，若含聚污水溶液1黏度小于0.2E.Pa.s，则停止操作；若含聚污水溶液1黏度大于等于0.2E.Pa.s，则含聚污水中继续加入氯化钠粉末，得到加入氯化钠后的含聚污水溶液2，从而使得含聚污水的黏度小于0.2E.Pa.s；
其中，加入氯化钠后的含聚污水溶液1中的氯化钠浓度为5g/L～20g/L；
加入氯化钠后的含聚污水溶液2的氯化钠浓度为10g/L～30g/L。
2.根据权利要求1所述一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法，其特征在于：步骤一中含聚污水以流速2～4m/s通入到内部嵌有紫外灯管的反应器中。
3.根据权利要求2所述一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法，其特征在于：步骤一中通入浓度为35mg/L～38mg/L的臭氧20min～25min。
4.根据权利要求3所述一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法，其特征在于：步骤二中加入H2O2溶液后的含聚污水中的H2O2溶液的浓度为2～4ml/L。
5.根据权利要求4所述一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法，其特征在于：步骤三中加入氯化钠后的含聚污水溶液1中的氯化钠浓度为5g/L～15g/L。
6.根据权利要求5所述一种高效的油田含聚污水、三元复合驱水中聚合物快速降黏的方法，其特征在于：步骤三中加入氯化钠后的含聚污水溶液2的氯化钠浓度为10g/L～20g/L。
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