CN102936073A - 一种利用油田污水配制聚合物溶液的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种油田污水配制聚合物溶液的方法，a)将油田污水通入离子交换树脂设备进行处理，去除污水中的高价阳离子，其中离子交换树脂为钠型阳离子强酸性交换树脂；b)经离子交换树脂设备处理后的污水进入除氧装置进行除氧处理；c)经除氧处理后的油田污水用于配制聚合物溶液。通过本发明提供的方法处理后的油田污水能够与地下水匹配；有效地去除污水中对聚合物粘度影响严重的钙、镁、钡等高价金属阳离子以及溶解氧，能够提高了油田污水配制的聚合物溶液的粘度，增强聚合物驱的效果。因此本发明提供的方法具有处理成本和运行费用低，技术成熟、操作方便、无二次污染产生的优点，能够很好地解决污水配制聚合物回注的问题，对油田节能增效和可持续发展具有重要意义。

Description

一种利用油田污水配制聚合物溶液的方法
技术领域
本发明属于油田污水处理领域，尤其涉及一种利用油田污水配制聚合物溶液的方法，能够提高聚合物溶液的初始粘度和粘度的稳定性。
背景技术
聚合物驱是油田广泛应用的三次采油技术，其主要机理是通过在注入水中添加聚合物来增加水相粘度，由此来扩大注入水的波及体积并提高其驱油效率的过程。但随着聚合物驱规模的扩大，油田消耗淡水量越来越大，如果油田产出污水不能与回注量平衡，则多余部分污水须经过处理后外排，既增加了地面操作费用，又造成了环境污染。所以如果能够很好地解决污水配制聚合物回注的问题，对油田节能增效和可持续发展具有重要意义。
由于油田污水成分非常复杂，污水中含有的化学耗氧量、矿化度和细菌等导致聚合物降解、分子链卷曲，溶液粘度损失严重；并且污水中的悬浮物含量较高时也会使得聚合物的溶解性、稳定性变差，甚至会导致聚合物絮凝沉降，因此油田污水配制聚合物溶液粘度损失严重，且稳定性差，严重影响聚合物驱油效果和效益。
CN1693239、CN101367586、CN101948201A采用循环膜设备，降低污水矿化物、从而提高油田污水配制聚合物溶液粘度；CN101357790利用污水自身温度较高，运用低温蒸发技术消除污水中杂质离子对聚合物粘度的影响；这两种方法处理后水质良好，配制聚合物粘度比清水要高些，但操作条件苛刻，设备维护使用难度大，成本高昂，且与地下水质不匹配。CN1587099通过曝气氧化及CN1803676通过光化学氧化方法处理油田污水，消除了采出污水中的多种高活性物质及硫酸盐还原菌和腐生菌等对聚合物产生的严重降解，提高了注入液粘度，该法操作简便，但比较适合一些低浓度含还原性物质的油田采出废水处理后回注。
目前直接采用采油污水或生化处理后的采油污水配制聚合物溶液，污水中的钙、镁、铁等高价阳离子以及污水中含有的溶解氧使得配制的聚合物溶液粘度损失严重，且稳定性差，严重影响聚合物驱油的效果和效率。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明人通过研究发现，用离子交换树脂设备处理油田污水，没有降低污水的矿化度，使污水能够与地下水相匹配，但能够去除污水中对聚合物溶液粘度影响严重的高价阳离子；然后利用除氧设备去除污水中的容易造成聚合物的降解的溶解氧；最后用除氧设备处理过的污水配置聚合物溶液，所述聚合物溶液的初始粘度及其粘度的稳定性比现有工艺中未经处理的要高，提高了聚合物驱油的效果和效率。
本发明提供一种油田污水配制聚合物溶液的方法，包括：
a)将油田污水通入离子交换树脂设备进行处理，去除污水中的高价阳离子，
其中离子交换树脂为钠型阳离子强酸性交换树脂；
b)经离子交换树脂设备处理后的污水进入除氧装置进行除氧处理；
c)经除氧处理后的油田污水用于配制聚合物溶液。
上述方法中，所述油田污水主要为经生化处理后的油田污水。所述油田污水的矿化度低于10000mg/L，高价阳离子含量低于500mg/L。所述高价阳离子是指油田污水中所含有的2价以上的金属阳离子，包括钙离子、镁离子、钡离子、铝离子、铁离子、锶离子等。
上述方法中，所述油田污水可以经预处理后再通入离子交换树脂设备进行处理。所述预处理可以为直接过滤去除悬浮物；或者加入高分子絮凝剂、絮凝沉淀、过滤去除污水中的悬浮物、油等物质等。所述高分子絮凝剂为工业上常用的絮凝剂，如聚丙烯酰胺等。所述过滤所用的设备优选石英砂过滤器、核桃壳过滤器、多介质过滤器、纤维过滤器中的一种或两种。所述油田污水也可以不经过预处理，直接用泵进入离子交换树脂设备进行处理。
上述方法中，所述离子交换树脂设备为对流离子交换器。所述离子交换树脂为钠型大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。通过离子交换树脂处理，水中的包括钙离子、镁离子、钡离子、铝离子、铁离子、锶离子等的高价金属阳离子与钠离子交换吸附而被除去。经离子交换树脂设备处理后的污水中高价阳离子的含量不大于1 mg/L，但污水的矿化度没有降低，与地下水相匹配。所述离子交换树脂使用后，可以通过常规方法如盐水溶液再生。
上述方法中，经除氧处理后的污水中溶解氧的含量小于0.5mg/L。
上述方法中，用于配制聚合物溶液的所述聚合物为现有技术中聚合物驱油技术常用的聚合物。相对于未处理时油田污水配制的聚合物溶液，上述方法中得到的聚合物溶液的初始粘度及其粘度的稳定性得到了提高。
根据本发明提供的方法中，树脂无毒性且可反复再生使用，能够少用或不用有机溶剂；没有降低污水的矿化度，能够与地下水匹配；有效地去除污水中对聚合物粘度影响严重的钙、镁、铝等高价金属阳离子以及溶解氧，能够提高了油田污水配制的聚合物溶液的粘度，增强聚合物驱的效果。因此本发明提供的方法具有处理成本和运行费用低，技术成熟、操作方便、无二次污染产生的优点，能够很好地解决污水配制聚合物回注的问题，对油田节能增效和可持续发展具有重要意义。
具体实施方式
实施例1
取某油田污水进行生化处理，生化处理后的污水的水质见表1，污水首先经过多介质过滤器进行简单的过滤，过滤去除悬浮物等，然后进入离子交换设备，所采用的树脂为漂莱特软化阳树脂(001*7)，工作运行速率为15m/h，经树脂处理后污水中高价阳离子含量为1mg/L以下，然后污水采用除氧仪除氧，使得污水中溶解氧含量小于0.5mg/L。使用离子交换树脂设备和除氧设备处理前后的油田污水配制聚合物A，聚合物浓度为1500mg/L，测定溶液的初始粘度及在80℃稳定下溶液粘度的稳定性，测定时间10天。结果见表2。
表1
  分析项目   油田污水
  浊度(NTU)   4.4
  pH   8.69
  电导(uS/cm)   4.94×103
  总固体(即矿化度)(mg/L)   3230
  HCO3 -(mg/L)   478.3
  Ca2+(mg/L)   33.4
  Mg2+(mg/L)   5.7
  CODCr(mg/L)   84.9
  Na+(mg/L)   1056
  Al(mg/L)   0.697
  总铁(mg/L)   ＜0.04
  Cl-(mg/L)   1227.3
  SO4 2-(mg/L)   34.7
  S2-(mg/L)   N.D.
  Ba(mg/L)   0.992
  Sr(mg/L)   1.474
  溶解氧(mg/L)   8.52
表2
  项目   处理前   处理后
  溶液初始粘度mPa.s   35   48
  保粘率％   18   38
实施例2
某油田污水进行生化处理，生化处理后的污水的水质见表3，向污水中投加20mg/L的聚合氯化铝及1.0mg/L的聚丙烯酰胺絮凝剂，对污水进行絮凝沉淀，并经多介质过滤过滤，然后进入离子交换设备，所采用的树脂为DOWEXTMMARATHONTM C，工作运行速率为20m/h，经树脂处理后高价阳离子含量为1mg/L以下，然后污水采用除氧仪除氧，使得污水中溶解氧含量小于0.5mg/L。使用离子交换树脂设备和除氧设备处理处理前后油田污水配制聚合物B，聚合物浓度为1500mg/L，测定溶液的初始粘度及在80℃稳定下溶液粘度的稳定性，测定时间10天。结果见表4
表3
  分析项目   油田污水
  浊度(NTU)   9.6
  pH   8.69
  油(mg/L)   0.28
  电导(uS/cm)   6.63×103
  总固体(即矿化度)(mg/L)   4140
  HCO3 -(mg/L)   709.5
  Ca2+(mg/L)   55.0
  Mg2+(mg/L)   24.4
  CODCr(mg/L)   116.4
  Na+(mg/L)   1401.3
  总铁(mg/L)   ＜0.04
  Cl-(mg/L)   1165.4
  SO4 2-(mg/L)   300.4
  S2-(mg/L)   0.002
  Ba(mg/L)   2.828
  Sr(mg/L)   6.132
  溶解氧(mg/L)   8.20
表4
  项目   处理前   处理后
  溶液初始粘度mPa.s   24   38
  保粘率％   16   40
结论：从表中数据可以看出，通过本发明提供的方法配置的聚合物溶液的初始粘度比现有技术中仅生化处理过的油田污水配置的聚合物溶液的初始粘度提高了30％以上，保粘率提高了2倍以上。

Claims (10)

1.一种油田污水配制聚合物溶液的方法，包括：
a)将油田污水通入离子交换树脂设备进行处理，去除污水中的高价阳离子，其中离子交换树脂为钠型阳离子强酸性交换树脂；
b)经离子交换树脂设备处理后的污水进入除氧装置进行除氧处理；
c)经除氧处理后的油田污水用于配制聚合物溶液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油田污水为经生化处理后的油田污水。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油田污水的矿化度低于10000mg/L，高价阳离子含量低于500mg/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油田污水经预处理后再通入离子交换树脂设备进行处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预处理为直接过滤或者加入高分子絮凝剂、絮凝沉淀、过滤。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述过滤所用的设备为石英砂过滤器、核桃壳过滤器、多介质过滤器、纤维过滤器中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子交换树脂设备为对流离子交换器。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子交换树脂为大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经离子交换树脂设备处理后的污水中高价阳离子的含量不大于1mg/L。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经除氧处理后的污水中溶解氧的含量小于0.5mg/L。
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