CN103663768B - 一种提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法 - Google Patents

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一种提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，属于油田污水处理领域。油田污水经过滤器过滤或者直接进入超滤系统，去除大分子有机物及细菌等，并经离子交换设备，去除对聚合物溶液粘度影响严重的高价阳离子，再通过除氧装置去除污水中的溶解氧。该方法技术成熟，操作简单易行，处理后的污水配制聚合物溶液，大大提高了聚合物溶液的初始粘度，并保证了聚合物溶液粘度的稳定性，节约处理成本。

Description

一种提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法
技术领域
本发明涉及油田污水处理领域，具体地涉及一种提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法。
背景技术
自80年代起，油田基本上采用清水配制聚合物溶液注入地层，随着采油规模的不断扩大，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，这样既增加了地面操作费用，又造成了环境污染。而利用油田污水配制聚合物溶液注入是一种解决此问题的有效方法。
由于油田污水成分非常复杂，利用污水配制聚合物溶液对聚合物溶液的粘度存在不同程度的降解，主要原因是污水的矿化度、化学耗氧量、和污水中含有的硫酸盐还原菌及腐生菌等导致聚合物产生严重降解；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，因此采用相应的污水处理技术对油田污水进行适当处理，提高污水配制聚合物溶液的粘度，对三次采油的发展及油田的稳产增效有重要意义。
CN200810137178和 CN101948201A采用反渗透和纳滤膜设备，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，配制聚合物溶液的粘度比清水要高些，但操作条件苛刻，设备维护使用难度大，成本高昂。CN1587099通过曝气氧化方法处理油田污水及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溶液的严重降解，提高了注入聚合物溶液粘度，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。
发明内容
为解决使用油田污水配制聚合物溶液对聚合物溶液粘度的降解，去除污水中对聚合物溶液粘度影响严重的悬浮物、硫酸盐还原菌、杂质离子等，提高油田污水配制聚合物溶液的粘度，本发明提供了一种提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法。
本发明采用的技术方案是：
一种提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，包括以下步骤：
油田污水进入超滤系统去除大部分悬浮物杂质、大分子有机物及硫酸盐还原菌等，然后进入离子交换设备，去除对聚合物影响严重的高价钙、镁等阳离子，经离子交换设备树脂处理后的油田污水再经过除氧处理去除污水中的溶解氧，处理后的污水用于聚合物溶液的配制，可大大提高油田污水配制聚合物溶液的粘度。
所述油田污水为矿化度低于10000mg/L，二价以上高价阳离子含量低于500mg/L的油田生化污水；
所述油田污水进入超滤系统前，可以进入过滤器过滤，去除部分悬浮物杂质；
所述过滤器可以为多介质过滤器；
所述超滤系统的超滤膜材质可为聚偏氟乙烯；
所述的超滤系统运行方式可为全流过滤或错流过滤；
所述离子交换设备，其离子交换树脂为钠型阳离子强酸性交换树脂，主要为大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
本发明的有益效果是：
本发明采用超滤系统作为预处理去除对聚合物溶液粘度影响严重的悬浮物、大分子有机物、细菌等，选用离子交换树脂去除了污水中对聚合物溶液初始粘度及粘度稳定性影响严重的高价离子等，大大提高了污水配制聚合物溶液的初始粘度及粘度的稳定性。与现有技术将采油污水脱盐处理相比，此技术并没有降低污水的矿化度，且污水回用率达90%以上，操作简单，处理和运行成本低。
本发明选用超滤系统作为预处理，过滤过程不发生相变，无需加热，无需添加化学试剂，无污染，且产水品质高，是一种节能环保的分离技术，分离装置简单，易于控制和维护；本发明所采用的离子交换树脂无毒且可反复再生使用，少用或不用有机溶剂，成本低，技术成熟，操作方便；通过本发明去除了对聚合物溶液粘度影响严重的悬浮物、细菌、杂质离子等，保证了污水配制聚合物溶液的初始粘度及粘度的稳定性。
本发明采用超滤系统作为预处理工艺去除了对聚合物溶液粘度影响严重的悬浮物、大分子有机物及硫酸盐还原菌等杂质，并利用离子交换树脂去除了对配制聚合物溶液粘度影响较大的高价阳离子，提高油田污水配制聚合物溶液的粘度及其稳定性，增强聚合物驱的效果，该方法操作简单、技术成熟、无二次污染产生。
具体实施方式
实施例1
取某油田生化污水，污水首先经过多介质过滤器进行简单过滤，去除部分悬浮物等，然后进入超滤系统，超滤膜材质选用聚偏氟乙烯 (PVDF)，过滤方式为全流过滤，运行通量为50 L/m2·h，经超滤过滤后的水进入离子交换设备，所采用的树脂为漂莱特软化阳树脂（001*7），工作运行速率为20m/h，而后进行充氮气除氧，使得污水中溶解氧含量小于0.5 mg/L，油田污水处理前后的水质比较结果见表1。使用处理前后油田污水配制聚合物PAM1，聚合物浓度为1500 mg/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12天，比较结果见表2。
表1
分析项目 油田污水 处理后油田污水
浊度（NTU） 11.6 0.03
悬浮物 16 ND
pH 8.73 8.02
电导（uS/cm） 4680 4703
Ca2+(mg/L) 13.4 0.3
Mg2+(mg/L) 5.7 ND
CODCr(mg/L) 84.9 78.6
Na+(mg/L) 1088 1169
Al(mg/L) 0.697 ND
总铁(mg/L) <0.04 ND
Cl-(mg/L) 1127 1210
Ba(mg/L) 0.992 0.03
Sr(mg/L) 1.474 0.4
细菌（个/mL） 45043 320
溶解氧(mg/L) 8.57 0.43
表2
项目 污水处理前 污水处理后
溶液初始粘度mPa.s 45 59
保粘率% 28 57
实施例2
另取某油田生化污水，直接进入超滤系统过滤，超滤采用错流过滤，系统回收率为92%，运行通量为60 L/m2·h，经超滤过滤后的污水进入离子交换设备，所采用的树脂为DOWEX™ MARATHON™ C，工作运行速率为17m/h，经树脂处理后污水采用除氧仪除氧，使得污水中溶解氧含量小于0.5 mg/L，油田污水处理前后的水质比较结果见表3。使用处理前后油田污水配制聚合物PAM2，聚合物浓度为1000 mg/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，比较结果见表4
表3
分析项目 油田污水 处理后油田污水
浊度（NTU） 3.6 0.02
pH 8.69 8.20
电导（uS/cm） 6523 6561
Ca2+(mg/L) 55.0 0.4
Mg2+(mg/L) 24.4 ND
CODCr(mg/L) 116.4 112.5
Na+(mg/L) 1401.3 1460.6
总铁(mg/L) <0.04 ND
Cl-(mg/L) 1165.4 1190.2
Ba(mg/L) 2.828 0.04
Sr(mg/L) 6.132 0.2
细菌（个/mL） 65032 465
溶解氧(mg/L) 8.62 0.35
表4
项目 污水处理前 污水处理后
溶液初始粘度mPa.s 32 40
保粘率% 15 36
结论: 从表1、3可以看出，经上述工艺处理后污水的矿化度基本保持不变，污水中对聚合物溶液粘度影响严重的悬浮物、细菌基本被去除，钙、镁等高价阳离子均降至0.5 mg/L以下。从表2、4可以看出聚合物溶液的初始粘度比未处理过的油田污水配制的聚合物溶液的初始粘度提高了20%以上，保粘率提高了2倍左右。

Claims (7)

1.一种提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)油田污水进入超滤系统处理；
2)经超滤处理后的油田污水进入离子交换设备；
3)对经离子交换设备处理后的油田污水进行除氧处理：采用充氮气除氧或除氧仪除氧；
4)将经步骤3)处理后的油田污水用于配制聚合物溶液；
所述油田污水为矿化度低于10000mg/L，二价以上高价阳离子含量低于500mg/L的油田生化污水。
2.如权利要求1所述的提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特征在于，所述油田污水进入超滤系统前，先进入过滤器过滤。
3.如权利要求2所述的提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特征在于，所述过滤器为多介质过滤器。
4.如权利要求1所述的提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特征在于，所述超滤系统的超滤膜材质为聚偏氟乙烯。
5.如权利要求1所述的提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特征在于，所述超滤系统的运行方式为全流过滤或错流过滤。
6.如权利要求1所述的提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特征在于，所述离子交换设备的离子交换树脂为钠型阳离子强酸性交换树脂。
7.如权利要求1所述的提高油田污水配制聚合物溶液粘度的方法，其特征在于，所述离子交换设备的离子交换树脂为大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
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