CN112441650A - 一种油田工业废水循环利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种油田工业废水循环利用方法，具体步骤为：步骤一，注水站利用纳虑水处理装置将原水脱除硫酸根离子制得清水，通过注水泵将清水注入油田注水井实现水驱油目的，而浓水则在水处理站的废水需要处进行回收处理；步骤二，从注水站将纳虑水处理后的浓水拉至调剖井场，确定需要处理的浓水的用量，然后将三分之二的浓水加入配液池，同时在泵注浓水过程中根据需求加入抗盐聚合物；本发明在油田纳滤水处理时所产生的浓水进行了有效的处理，减少废水处理成本并循环利用变废为宝，通过选用抗盐类聚合物和助剂与浓水配制成调剖液，注入地层成胶封堵裂缝和大孔道，对油藏进行堵水调剖（调驱）并改变深部液体流向改变，实现对应油井降水增油效果。
Description
技术领域
本发明涉及油田废水循环再利用技术领域，特别涉及一种油田工业废水循环利用方法。
背景技术
注水是我国油田最常见的一种开发方式，通过向地层注水保持油藏压力，提高原油采收率。陕北油田在注水过程中，发现注入水与地层水不配伍，目前油田利用纳滤膜脱除注入水中硫酸根离子降低结垢趋势，达到防止或延缓结垢的目的。在对注入水脱除硫酸根离子的过程中，15-20%的高浓度硫酸根离子的废水产出，除少部分浓水回注到配伍性好的油藏外，其它部分都注入到非目的层。在陕北黄土塬地区水资源十分匮乏，如不发挥浓水资源的应用价值，势必造成大量的水资源浪费并增加油田的操作成本。
国际上海水淡化厂的浓海水排放大部分是采取直接排海或混合稀释后排海的方法。各国研究人员针对浓海水排放对海洋生态环境的影响展开了研究，普遍认为排放水物理性质的改变和残留化学品的毒性将对海洋生物造成潜在威胁。只是由于排放多在开放性海域，以及对环境的影响存在滞后性，目前尚未出现严重的环境问题。然而，随着人类水资源的日益短缺和海水淡化产业规模的不断扩大，这一问题将会越来越突显出来，如不予以妥善解决，很可能成为海水淡化产业发展的重要限制因素。尤其对于我国海水淡化产业发展迅速的环渤海地区，半封闭内海使其水体交换缓慢、污染严重，浓海水排海问题更需要慎之再慎。
当前针对反渗透膜或纳滤膜分离产出的高浓度盐水的处理方法主要有两大类：一类是直接排放，如排入海洋、地表水、污水处理系统，或者引入蒸发池、深井注射等；第二类是将浓海水资源化利用，如制盐、提取化工原料及精细化加工、地表灌溉、作为旅游景观水等。浓海水化学资源综合利用技术中，比较成熟且实现工业化应用的包括：与滩晒制盐及盐化工结合的技术、基于电渗析浓缩制盐的技术。三友集团已投产的“浓海水用于纯碱生产的新技术”，其综合利用产业链尚需进一步完善。海水淡化研究所开发的浓海水综合利用制液体盐的新工艺，已建立了中试线，完成了中试关键技术的研究。其它各项技术仍存在一些关键问题需要解决。
目前国内外浓海水的综合利用技术主要是通过和盐化工行业结合，进行制盐和其它化工产品，其工业布局受地区限制程度大，对于内陆干旱黄土塬和化工行业落后地区，显然对油田纳滤浓水进行盐化工技术综合利用十分不现实。
发明内容
为了克服现有常规聚合物用油田水质处理后的浓水进行配制调剖液无法成胶、岩心封堵率低的问题，本发明提供一种油田工业废水循环利用方法，本发明中由浓水、抗盐聚合物、其它助剂和交联剂配置而成聚合物调剖液通过泵车或柱塞泵挤入地层裂缝或高渗通道，封堵油藏裂缝和高渗带，改变地层深部流体渗流方向，扩大水驱波及系数，提高原油采收率。
本发明的采用的技术方案是：
一种油田工业废水循环利用方法，具体步骤为：
步骤一，注水站利用纳虑水处理装置将原水脱除硫酸根离子制得清水，通过注水泵将清水注入油田注水井实现水驱油目的，而浓水则在水处理站的废水需要处进行回收处理；
步骤二，从注水站将纳虑水处理后的浓水拉至调剖井场，确定需要处理的浓水的用量，然后将三分之二的浓水加入配液池，同时在泵注浓水过程中根据需求加入抗盐聚合物，将抗盐聚合物与浓水混合溶胀；
步骤三，经步骤二溶胀后再按照需求加入其它助剂，并启动搅拌机，加入助剂时充分混合搅拌，使之在溶液中充分均匀溶解；
步骤四，将步骤二中剩余的三分之一浓水继续加入配液池中，同时加入相应需要的交联剂，边加注边搅拌，使混合溶液充分混合均匀，并连续搅拌至少30分钟，配制成聚合物调剖液；
步骤五，聚合物调剖液配制完成后按照3-5m3/h注入地层，注入完毕后侯凝至少48小时，恢复正常注水。
所述的步骤五中制得的聚合物调剖液由浓水、抗盐聚合物、其它助剂和交联剂配置而成，其中抗盐聚合物质量浓度为0.3-0.5%，交联剂的质量浓度为0.08-0.15%，其它助剂的质量浓度为0.05-0.1%。
所述的步骤二中，抗盐聚合物由分子量为1400万的非离子聚丙烯酰胺、分子量为2000万的阳离子聚丙烯酰胺和2--丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸按质量比为2：1：1。
所述的步骤三中，其它助剂包括杀菌剂、增稠剂和助溶剂，所述的杀菌剂为戊二醛或十二烷基二甲基苄基溴化铵，所述的增稠剂为羟乙基纤维素或黄原胶，所述的助溶剂为OP-10或乙二醇丁醚。
所述的其它助剂的添加浓度为500-1000ppm。
所述的步骤四中交联剂为铬交联剂，铬交联剂由丙酸铬和柠檬酸铬按质量比为1：（1-3）组成。
所述的步骤二中，在泵注浓水过程中通过加药漏斗加入抗盐聚合物。
本发明的有益效果为：
本发明利用耐盐聚合物实现高浓度纳虑浓水的重复利用，零排放废水。本发明通过一种抗盐聚合物和助剂与浓水配制成聚合物调剖液，通过泵车或注入设备挤入调剖井在地层发生交联反应形成凝胶或强凝胶，封堵地层裂缝和大孔道达到堵水调剖（调驱）目的，相同浓度条件下封堵率和有效率优于常规聚合物调剖体系，实现控水增油、提供油田采收率和废水再利用。
本发明在油田纳滤水处理时所产生的浓水进行了有效的处理，减少废水处理成本并循环利用变废为宝，通过选用抗盐类聚合物和助剂与浓水配制成调剖液，注入地层成胶封堵裂缝和大孔道，对油藏进行堵水调剖（调驱）并改变深部液体流向改变，实现对应油井降水增油效果。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有常规聚合物用油田水质处理后的浓水进行配制调剖液无法成胶、岩心封堵率低的问题，本发明提供一种油田工业废水循环利用方法，本发明中由浓水、抗盐聚合物、其它助剂和交联剂配置而成聚合物调剖液通过泵车或柱塞泵挤入地层裂缝或高渗通道，封堵油藏裂缝和高渗带，改变地层深部流体渗流方向，扩大水驱波及系数，提高原油采收率。
一种油田工业废水循环利用方法，具体步骤为：
步骤一，注水站利用纳虑水处理装置将原水脱除硫酸根离子制得清水，通过注水泵将清水注入油田注水井实现水驱油目的，而浓水则在水处理站的废水需要处进行回收处理；
步骤二，从注水站将纳虑水处理后的浓水拉至调剖井场，确定需要处理的浓水的用量，然后将三分之二的浓水加入配液池，同时在泵注浓水过程中根据需求加入抗盐聚合物，将抗盐聚合物与浓水混合溶胀；
步骤三，经步骤二溶胀后再按照需求加入其它助剂，并启动搅拌机，加入助剂时充分混合搅拌，使之在溶液中充分均匀溶解；
步骤四，将步骤二中剩余的三分之一浓水继续加入配液池中，同时加入相应需要的交联剂，边加注边搅拌，使混合溶液充分混合均匀，并连续搅拌至少30分钟，配制成聚合物调剖液；
步骤五，聚合物调剖液配制完成后按照3-5m3/h注入地层，注入完毕后侯凝至少48小时，恢复正常注水。
本发明中纳虑水处理装置为现有装置，本发明中将不再进行进一步的说明。本发明中由浓水、抗盐聚合物、其它助剂和交联剂配置而成聚合物调剖液通过泵车或柱塞泵挤入地层裂缝或高渗通道，封堵油藏裂缝和高渗带，改变地层深部流体渗流方向，扩大水驱波及系数，提高原油采收率。本发明中成胶时间大于48小时，凝胶强度达到中等凝胶E级以上。本发明利用耐盐聚合物实现高浓度纳虑浓水的重复利用，零排放废水。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，优选地，所述的步骤二中，抗盐聚合物由分子量为1400万的非离子聚丙烯酰胺、分子量为2000万的阳离子聚丙烯酰胺和2--丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸按质量比为2：1：1。
优选地，所述的步骤三中，其它助剂包括杀菌剂、增稠剂和助溶剂，所述的杀菌剂为戊二醛或十二烷基二甲基苄基溴化铵，所述的增稠剂为羟乙基纤维素或黄原胶，所述的助溶剂为OP-10或乙二醇丁醚。
优选地，所述的其它助剂的添加浓度为500-1000ppm。
优选地，所述的步骤四中交联剂为铬交联剂，铬交联剂由丙酸铬和柠檬酸铬按质量比为1：（1-3）组成。
优选地，所述的步骤五中制得的聚合物调剖液由浓水、抗盐聚合物、其它助剂和交联剂配置而成，其中抗盐聚合物质量浓度为0.3-0.5%，交联剂的质量浓度为0.08-0.15%，其它助剂的质量浓度为0.05-0.1%。
优选地，所述的步骤二中，在泵注浓水过程中通过加药漏斗加入抗盐聚合物。
本发明的工作过程为：
（1）：将纳滤浓水加入配液池的三分之二（比如配液池容积为15m3，先加够10m3浓水，通常配液池采用一用一备），同时在泵注浓水过程中通过加药漏斗加入抗盐聚合物，实现聚合物与浓水的混合溶胀。
（2）：按照配液量所需的药剂加入其它助剂，并启动搅拌机，加入助剂时充分混合搅拌，使之在溶液中充分均匀溶解。
（3）：将剩余所需浓水继续加入配液池中，同时加入相应需要的铬交联剂，边加注边搅拌，使溶液充分混合均匀，并连续搅拌30分钟，保证聚合物充分溶解。
（4）：聚合物调剖液配制完成后，利用调剖泵或水泥车按照3-5m3/h注入地层，注入完毕后侯凝48小时，恢复正常注水。
陕北油田某注水井天然裂缝发育，裂缝型见水，采用纳滤浓水和抗盐聚合物配制调剖液，注入总量2600m3，措施后井组内平面矛盾有效缓解，注入水由原来沿裂缝方向突进变为向周围均匀推进，截止当年年底累计增油400多吨，且继续有效。
油田工业废水是指油田采用纳滤技术脱除注入水中的硫酸根离子，防止或减缓注入水进入地层结硫酸钡锶垢处理后的浓水，其总矿化度7000-15000mg/L，SO42-浓度≥4000mg/L，Ca2+、Ｍg2+总量≥500mg/L。浓水作为溶剂来配制一种抗盐、耐钙镁离子的聚合物溶液，其聚合物浓度3000-5000mg/L，成胶时间大于48小时，凝胶强度达到中等凝胶E级以上。
配制聚合物调剖液所采用的聚合物为抗盐聚合物，其主要优势是具有抗盐、抗剪切和强吸附性能。
陕北某注水井由于储层改造导致人工压裂裂缝沟通天然裂缝，裂缝型见水采用了抗盐聚合物与纳滤浓水配制溶液化学交联凝胶深部调剖2500m3，对应的水淹井某油井进行适当酸洗解堵，措施实施单井日增油6.89吨，累计增油2869.7吨。
油田纳滤浓水离子特征见表１，总矿化度7000-15000mg/L，SO4 2-浓度≥4000mg/L，Ca2+/Ｍg2+总量≥500mg/L。
表１ 陕北某油田纳滤浓水离子组成 mg/L
以上浓水如用常规聚合物和抗盐聚合物配制调剖液时，常温条件下聚合物浓度3000mg/L+交联剂浓度1000mg/L体系，48小时后常规HPAM无法成胶(粘度小于10000mPa.s)，而抗盐型聚合物成胶后粘度可以达到30000mPa.s以上（表2）；HG、AP和KY均为不同型号的抗盐聚合物，利用人造岩心进行聚合物封堵实验，岩心实验表明聚合物调剖液注入量在0.2-0.3PV，侯凝48小时聚合物达到成胶状态，抗盐聚合物成胶后封堵率大于97%，而常规HPAM封堵率仅为40.96%。显然，常规聚合物用油田水质处理后的浓水进行配制调剖液无法成胶、岩心封堵率低，而抗盐型聚合物可以适应浓水配制调剖液，并且经成胶后具有很好的封堵率。
表2 聚合物调剖体系成胶强度（mPa.s)
表３ 聚合物调剖体系岩心封堵封堵实验
本发明在油田纳滤水处理时所产生的浓水的出处方面提供了一种全新的思路和方法，减少废水处理成本并循环利用变废为宝，通过选用抗盐类聚合物和助剂与浓水配制成调剖液，注入地层成胶封堵裂缝和大孔道，对油藏进行堵水调剖（调驱）并改变深部液体流向改变，实现对应油井降水增油效果。
以上举例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的试剂及其方法技术均属于本行业的公知技术和常用方法，这里不再一一叙述。
Claims (7)
1.一种油田工业废水循环利用方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤一，注水站利用纳虑水处理装置将原水脱除硫酸根离子制得清水，通过注水泵将清水注入油田注水井实现水驱油目的，而浓水则在水处理站的废水需要处进行回收处理；
步骤二，从注水站将纳虑水处理后的浓水拉至调剖井场，确定需要处理的浓水的用量，然后将三分之二的浓水加入配液池，同时在泵注浓水过程中根据需求加入抗盐聚合物，将抗盐聚合物与浓水混合溶胀；
步骤三，经步骤二溶胀后再按照需求加入其它助剂，并启动搅拌机，加入助剂时充分混合搅拌，使之在溶液中充分均匀溶解；
步骤四，将步骤二中剩余的三分之一浓水继续加入配液池中，同时加入相应需要的交联剂，边加注边搅拌，使混合溶液充分混合均匀，并连续搅拌至少30分钟，配制成聚合物调剖液；
步骤五，聚合物调剖液配制完成后按照3-5m3/h注入地层，注入完毕后侯凝至少48小时，恢复正常注水。
2.根据权利要求1所述的一种油田工业废水循环利用方法，其特征在于：所述的步骤五中的聚合物调剖液由浓水、抗盐聚合物、其它助剂和交联剂配置而成，其中抗盐聚合物质量浓度为0.3-0.5%，交联剂的质量浓度为0.08-0.15%，其它助剂的质量浓度为0.05-0.1%。
3.根据权利要求1所述的一种油田工业废水循环利用方法，其特征在于：所述的步骤二中，抗盐聚合物由分子量为1400万的非离子聚丙烯酰胺、分子量为2000万的阳离子聚丙烯酰胺和2--丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸按质量比为2：1：1。
4.根据权利要求1所述的一种油田工业废水循环利用方法，其特征在于：所述的步骤三中，其它助剂包括杀菌剂、增稠剂和助溶剂，所述的杀菌剂为戊二醛或十二烷基二甲基苄基溴化铵，所述的增稠剂为羟乙基纤维素或黄原胶，所述的助溶剂为OP-10或乙二醇丁醚。
5.根据权利要求1所述的一种油田工业废水循环利用方法，其特征在于：所述的其它助剂的添加浓度为500-1000ppm。
6.根据权利要求1所述的一种油田工业废水循环利用方法，其特征在于：所述的步骤四中交联剂为铬交联剂，铬交联剂由丙酸铬和柠檬酸铬按质量比为1：（1-3）组成。
7.根据权利要求1所述的一种油田工业废水循环利用方法，其特征在于：所述的步骤二中，在泵注浓水过程中通过加药漏斗加入抗盐聚合物。
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