CN105152234B

CN105152234B - 消除油井酸洗返排液导致联合站系统放水水质恶化的方法

Info

Publication number: CN105152234B
Application number: CN201510404044.5A
Authority: CN
Inventors: 赵法军; 魏建光; 刘永建; 闻守斌; 刘灏亮
Original assignee: Northeast Petroleum University
Current assignee: Northeast Petroleum University
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2017-11-10
Anticipated expiration: 2035-07-10
Also published as: CN105152234A

Abstract

一种消除油井酸洗返排液导致联合站系统放水水质恶化的方法，涉及油田地面集输系统，在站内系统掺水加热炉入口或掺水提升泵前投加化学药剂，该化学药剂是杀菌剂、螯合分散剂和清水型破乳剂的复配物，按照质量分数计，所述的复配物包括以下组分：杀菌剂5%～10%、螯合分散剂30%～40%、破乳剂10%～20%及水余量，所述杀菌剂为四羟甲基硫酸磷或十二烷基二甲基苄基氯化铵1227，能够有效灭杀硫酸盐还原菌，从源头上阻止硫酸盐还原菌大量繁殖产生二价硫离子和硫化氢，可显著提高联合站系统运行平稳性，大大减低系统放水含油量和悬浮固体含量，使系统放水含油量达标，避免污染水处理系统设备。

Description

消除油井酸洗返排液导致联合站系统放水水质恶化的方法

技术领域：

本发明涉及油田地面集输系统，具体涉及一种消除油井酸洗返排液导致联合站系统放水水质恶化的方法。

背景技术：

随着聚合物驱、三元复合驱等化学驱提高原油采收率技术实施，其驱替液产出带有大量无机固体微粒，包括碳酸盐、硫酸盐、硅铝酸盐和金属氢氧化物等在井筒管壁形成混合样硬垢，造成油井出现卡泵和断杆等故障，用酸洗液进行处理是目前解决故障的主要措施。一般酸洗所用的是盐酸或土酸（盐酸和HF混合酸），因酸洗液腐蚀井筒使采出水中总铁含量高达50 mg/L～100mg/L，其中二价铁离子与采出水中硫化氢或S^2-接触反应生成黑褐色硫化亚铁。酸洗井投产初期，采出水中50%以上硫化亚铁微粒尺寸在1μm以下。它既能被油润湿又能被水润湿，在油水界面停留富集，形象的称它为“固体乳化剂”。并与其它碳酸盐等无机颗粒、表面活性剂共同作用，导致油水分离困难，系统放水水质严重超标，水相含油量高达几万至十几万毫克每升，严重时污染水处理设施，造成生产事故。

目前，油井酸洗返排液采取罐车外运后处理问题很多。首先，处理工艺不完善，设备投资大，废物排放是油田水体污染重要来源，特别是环境敏感区，生态保护更为重要。其处理方法比常规酸化压裂返排液处理更复杂；第二，罐车外运返排液不彻底，仍有较大量返排液进入集输流程冲击系统，导致油水分离恶化。如何找到办法消除酸洗返排液冲击集输系统导致油水分离恶化是亟待解决的问题，为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案。

发明内容：

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种消除油井酸洗返排液导致联合站系统放水水质恶化的方法，它使用方便、操作简单、易于大规模推广应用。

本发明采用的技术方案为：一种消除油井酸洗返排液导致联合站系统放水水质恶化的方法，在站内系统掺水加热炉入口或掺水提升泵前投加化学药剂，该化学药剂是杀菌剂、螯合分散剂和清水型破乳剂的复配物，按照质量分数计，所述的复配物包括以下组分：杀菌剂5%～10%、螯合分散剂30%～40%、破乳剂10%～20%及水余量，所述杀菌剂为四羟甲基硫酸磷或十二烷基二甲基苄基氯化铵1227，能够有效灭杀硫酸盐还原菌，从源头上阻止硫酸盐还原菌大量繁殖产生二价硫离子和硫化氢，每升含有酸洗返排液采出液中复配物投加浓度为200mg/L～1000 mg/L，投加时间段为油井投产前2h至投产后8h。

所述的杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵1227或四羟甲基硫酸磷其中一种或两种复配物。

所述的螯合分散剂为木质素磺酸钠、柠檬酸铵、羟基乙叉二膦酸HEDP、聚丙烯酸钠PAAS、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物AA/AMPS、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物、膦酰基羧酸共聚物 POCA、羧酸-磺酸盐共聚物、羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物及聚天冬氨酸(钠) PASP一种或二种以上复配物。

所述破乳剂为直链脂肪醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚（SP169）、丙二醇为起始剂聚氧丙烯聚氧乙烯醚（BP2040）的两种复配物。

所述螯合分散剂中木质素磺酸钠能够有效吸附颗粒较大的碳酸盐、硅铝酸盐固体微粒，并在固体微粒表面发生润湿反转作用，使固体微粒油润湿减弱，向亲水方向转变，增加脱离油水界面的趋势，有利于油水分离；其本身又是铁、铜、锡金属离子的螯合剂；所述复配物中螯合分散剂中柠檬酸铵和HEDP对二价铁离子螯合值较高，其高效控制二价铁离子与二价硫离子的相互作用，减少硫化亚铁FeS生成；而其他所述聚丙烯酸钠 PAAS、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物AA/AMPS、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物、膦酰基羧酸共聚物 POCA、羧酸-磺酸盐共聚物、羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物、聚天冬氨酸(钠) PASP能够螯合捕捉由酸洗液溶解后大量钙、镁、铁、钡金属离子，减少其因PH值、温度变化在采出水中析出形成悬浮固体造成油水分离困难。

所述的破乳剂BP2040兼具破乳清水和消泡功能，可抑制消灭由酸洗返排液中携带的阳离子表面活性剂产生的丰富泡沫，减少系统放水含油量的同时，提高油气分离器、转油泵设备运行平稳性。

本发明的有益效果是：（1）杜绝因酸洗返排液外运处理技术不完善带来环境污染、投资大问题；

（2）可显著提高联合站系统运行平稳性，大大减低系统放水含油量和悬浮固体含量，使系统放水含油量达标，避免污染水处理系统设备。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例：

实施例1、取6个容量为450ml的玻璃配方瓶，在其中分别加入10%wt复配物水溶液0g、0.8g、1.6 g、2.4g、3.2g、4.0g，然后分别接取400ml酸洗油井投产4h后采出液，手动振荡200次后放入40℃恒温水浴静止，40min后用注射器在配方瓶中下部抽取50ml水样测定含油量；

复配物组成：

杀菌剂1227 5%wt

木子素磺酸钠：柠檬酸铵：PAAS （2：5：3） 30% wt

SP169:BP2040(1:1) 20% wt

水余量

按上述步骤测试的含酸洗返排液采出水中的含油量见表1。比较表1中不同加药量，含酸洗返排液采出水水相含油量测试数据可见，投加不同浓度复配物均可明显降低采出液沉降后水相含油量，表1中投加复配物1000mg/L沉降40min水相含油量由不加药7145mg/L降低至1322mg/L。

表1

复配物加量/(mg/L)	40min水中含油量/(mg/L)
		0	7145
200	2741
		400	2652
600	2315
		800	1890
1000	1322

实施例2、取6个容量为450ml的玻璃配方瓶，在其中分别加入10%wt复配物水溶液0g、0.8g、1.6 g、2.4g、3.2g、4.0g复配物，然后分别接取400ml酸洗油井投产4h后采出液，手动振荡200次后放入40℃恒温水浴静止， 4h后用注射器在配方瓶中部抽取50ml水样测定悬浮固体含量(重量法)。

复配物组成：

四羟甲基硫酸磷 10%wt

木子素磺酸钠：HEDP：PASP （1：4：5） 35% wt

SP169:BP2040(1:1) 10% wt

水余量

表2可见，投加不同浓度复配物均可明显降低采出水水相悬浮固体含量，其中投加复配物1000mg/L沉降4h水相悬浮固体含量由不加药356mg/L降低至20mg/L。

表2

复配物加量/(mg/L)	4h水相悬浮固体含量/（mg/L）
		0	356
200	75
		400	52
600	44
		800	32
1000	20

实施例3、取6个容量为450ml的玻璃配方瓶，在其中分别加入80g净化油和320g含酸洗返排液采出水（油井投产后4h），然后放置在40℃水浴中预热10min后，在均化仪20000r/min条件下乳化2min，制备成水包油乳状液。向6个配方瓶乳状液中分别加入10%wt复配物水溶液0g、0.8g、1.6 g、2.4g、3.2g、4.0g后，立即放入40℃恒温水浴静止，40min后用注射器抽取20g顶油，测定其油中含水率。

复配物组成：

四羟甲基硫酸磷 10%wt

木子素磺酸钠：柠檬酸铵：POCA （2：4：4） 30% wt

SP169:BP2040(1:1) 10% wt

水余量

按上述步骤测试的油中含水量见表3。比较表3中复配物不同加药量说明，投加不同浓度复配物均可明显降低采出液沉降后油中水含量，表3中投加复配物1000mg/L沉降40min油中水含量由不加药21%降低至5%。

表3

复配物加量/(mg/L)	40min油中含水/%
		0	21
200	16
		400	15
600	10
		800	8
1000	5

实施例4、某油田三元复合驱区块在驱油剂高峰阶段酸洗井频繁，联合站系统放水水质恶化，采取措施前，酸洗一口油井导致系统三相分离器放水含油量在4500mg/L～7500mg/L远大于2000mg/L控制技术指标，沉降罐出水含油量1200 mg/L～2100 mg/L大于1000mg/L的水处理设施进水指标；针对酸洗油井向其所属计量间掺水主线24h投加2.5t复配物,消除油井酸洗返排液对系统油水分离造成的不良影响，见表4：酸洗作业井投产后6h，三相分离器放水含油量由加药前5539mg/L降低到1245mg/L，其出油水含量由20%降低到8%，细菌含量由5.0×10⁴个/mL降低到0个/mL；沉降罐污水含油量由2124mg/L降低到487mg/L。

复配物组成：

四羟甲基硫酸磷 10%wt

木子素磺酸钠：HEDP: 丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物（2：4：:4） 30% wt

SP169:BP2040(2:1) 10% wt

水余量

表4

Claims

1.一种消除油井酸洗返排液导致联合站系统放水水质恶化的方法，其特征在于：在站内系统掺水加热炉入口或掺水提升泵前投加化学药剂，该化学药剂是杀菌剂、螯合分散剂和清水型破乳剂的复配物，按照质量分数计，所述的复配物包括以下组分：杀菌剂5%～10%、螯合分散剂30%～40%、破乳剂 10%～20%及水余量，所述杀菌剂为四羟甲基硫酸磷或十二烷基二甲基苄基氯化铵1227，能够有效灭杀硫酸盐还原菌，从源头上阻止硫酸盐还原菌大量繁殖产生二价硫离子和硫化氢，每升含有酸洗返排液采出液中复配物投加浓度为200mg/L～1000 mg/L，投加时间段为油井投产前2h至投产后8h；所述的螯合分散剂为木质素磺酸钠、柠檬酸铵、羟基乙叉二膦酸HEDP、聚丙烯酸钠 PAAS、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物AA/AMPS、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物、膦酰基羧酸共聚物 POCA、羧酸-磺酸盐共聚物、羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物及聚天冬氨酸(钠) PASP一种或二种以上复配物；所述破乳剂为直链脂肪醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚（SP169）、丙二醇为起始剂聚氧丙烯聚氧乙烯醚（BP2040）的两种复配物。

2.根据权利要求1所述的消除油井酸洗返排液导致联合站系统放水水质恶化的方法，其特征在于：所述的杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵1227或四羟甲基硫酸磷其中一种或两种复配物。

3.根据权利要求1所述的消除油井酸洗返排液导致联合站系统放水水质恶化的方法，其特征在于：所述螯合分散剂中木质素磺酸钠能够有效吸附颗粒较大的碳酸盐、硅铝酸盐固体微粒，并在固体微粒表面发生润湿反转作用，使固体微粒油润湿减弱，向亲水方向转变，增加脱离油水界面的趋势，有利于油水分离；其本身又是铁、铜、锡金属离子的螯合剂；所述复配物中螯合分散剂中柠檬酸铵和HEDP对二价铁离子螯合值较高，其高效控制二价铁离子与二价硫离子的相互作用，减少硫化亚铁FeS生成；而其他所述聚丙烯酸钠 PAAS、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物AA/AMPS、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物、膦酰基羧酸共聚物 POCA、羧酸-磺酸盐共聚物、羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物、聚天冬氨酸(钠) PASP能够螯合捕捉由酸洗液溶解后大量钙、镁、铁、钡金属离子，减少其因PH值、温度变化在采出水中析出形成悬浮固体造成油水分离困难。

4.根据权利要求3所述的消除油井酸洗返排液导致联合站系统放水水质恶化的方法，其特征在于：所述的破乳剂BP2040兼具破乳清水和消泡功能，可抑制消灭由酸洗返排液中携带的阳离子表面活性剂产生的丰富泡沫，减少系统放水含油量的同时，提高油气分离器、转油泵设备运行平稳性。