CN116216955A - 一种高效复合型油田水处理药剂、制备方法以及应用 - Google Patents

一种高效复合型油田水处理药剂、制备方法以及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效复合型油田水处理药剂、制备方法以及应用，该水处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸铁3～5份，聚合氯化铝4～8份，多聚糖改性絮凝剂0.3～0.5份，几丁聚糖3～5份，氧化膜型缓蚀剂1～2份；其中，氧化膜型缓蚀剂为Na2Cr2O7，多聚糖改性絮凝剂是在聚丙烯酰胺[C3H5O]n的基础上聚合了多糖物质。本发明制备的水处理药剂通过五种成分的协同作用，对于油田采出水、油田措施废液、泥浆上清液处理效果好，可有效去除水中油、悬浮物等杂质，同时可以达到破乳、破胶、杀菌的作用，相比于现有技术有效的减少药剂添加种类，减少加药装置的投资，降低固体的产生量。

Description

一种高效复合型油田水处理药剂、制备方法以及应用
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种高效复合型油田水处理药剂及其制备方法，主要应用于油田采出水、压裂返排液及泥浆废水等油田废水处理。
背景技术
随着原油开采及生产过程中产生的废水越来越多，地层回注压力也随之增加。因此油田行业水处理的重要性也逐渐凸显，油田废水主要有以下几大特点：一是含油量高、悬浮物含量高、矿化度高，油和悬浮物往往相互作用，与水的密度差小，同时有相当一部分呈稳定的胶体状态存在；二是成份复杂，石油类物质、地层黏土颗粒、溶解性矿物质、细菌、油田采油助剂；三是水质多变：水质随油藏地质条件、采油工艺、开采时间的长短等而变化，即同一个区块的不同时期、不同油井采出的污水其水质条件都可能存在很大的差异；四是容易滋生细菌，由于采油污水中含有大量的有机物，对于温度在50℃以下的污水，往往会有大量的细菌滋生(如SRB、TGB、铁细菌)。
近年来针对含油污水的处理有了更多的新工艺，如：气浮+生化+过滤，高级氧化+过滤，电催化氧化+电絮凝等，但是无论采用何种新工艺，都需要化学药剂的配合使用才能达到预期的处理效果，而且新工艺在应用过程中稳定性差，对油田户外环境的适应性差，因此很多油田还是继续选用常规的物化处理方法，主要依靠化学药剂达到处理效果作用。而且在水处理过程中，还需要考虑管线腐蚀、结垢、破胶降粘、防止或者降低细菌滋生，因此需要添加的药剂种类很多，主要有破乳剂、破胶剂、氧化剂、混凝剂、杀菌剂、阻垢剂、缓蚀剂等，以达到破乳、破胶、氧化、杀菌、缓蚀的作用。
但是随着大量药剂的使用，也带来了一些弊端，一方面药剂的添加本身带入了部分固体废弃物，加之污水中本身含有的悬浮物及含油物质，通过药剂的反应也会产生固体废弃物，因此过多化学药剂的使用增加后端含油污泥处理的负担，也增加了加药设施的投资。
有鉴于此，本发明人提供了一种高效复合型油田水处理药剂及其制备方法，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高效复合型油田水处理药剂及其制备方法，该复合型油田水处理药剂中成分能够相互产生协同作用，因此可以减少药剂添加种类，减少药剂投加设备的投资，降低污泥产生量，并且可有效降低水的粘度，去除水中油、悬浮物等杂质，同时可以达到破乳、破胶、杀菌、缓蚀的作用，且该复合型油田水处理药剂制备工艺简单，适用于规模化大批量生产。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一方面提供一种高效复合型油田水处理药剂，所述水处理药剂包括下列组分(A)～(E)：
所述组分(A)为硫酸铁；
所述组分(B)为聚合氯化铝；
所述组分(C)为多聚糖改性絮凝剂；
所述组分(D)为几丁聚糖；
所述组分(E)为氧化膜型缓蚀剂；
其中，上述组分按重量份计，所述组分(A)为3～5份，组分(B)为4～8份，组分(C)为0.3～0.5份，组分(D)为3～5份，组分(E)为1～2份。
进一步地，所述氧化膜型缓蚀剂为重铬酸钠(Na2Cr2O7)，通过抑制水中硫酸盐还原菌的繁殖而起缓释作用。
进一步地，所述多聚糖改性絮凝剂是在聚丙烯酰胺[C3H5O]n的基础上聚合了多糖物质，延长了絮凝剂的分子链，增加了其吸附能力。
进一步地，所述水处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸铁3份，聚合氯化铝5份，多聚糖改性絮凝剂0.3份，几丁聚糖3份，氧化膜型缓蚀剂2份。
进一步，所述复合型油田水处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸铁4份，聚合氯化铝6份，多聚糖改性絮凝剂0.4份，几丁聚糖4份，氧化膜型缓蚀剂1份。
进一步，所述复合型油田水处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸铁5份，聚合氯化铝8份，多聚糖改性絮凝剂0.5份，几丁聚糖5份，氧化膜型缓蚀剂2份。
第二方面，本发明提供一种高效复合型油田水处理药剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一、按上述重量份配比，将几丁聚糖溶解于一定浓度的乙酸溶液中；其中，几丁聚糖与乙酸溶液重量比为：几丁聚糖：乙酸溶液＝1：10～15；
步骤二、将硫酸铁、聚合氯化铝以及氧化膜型缓蚀剂加入设定量的水中充分搅拌使其完全溶解，形成溶液A；其中，水的重量是硫酸铁、聚合氯化铝和氧化膜型三者重量的10～15倍；
步骤三、将聚糖改性絮凝剂溶解在自身重量20倍的水中，并充分搅拌形成溶液B；
步骤四、将步骤二得到的溶液A和步骤三得到的溶液B加入到步骤一几丁聚糖的乙酸溶液中，即得到目标为复合型油田水处理药剂。
进一步地，所述步骤一中乙酸溶液浓度为1～2％。
第三方面，本发明还提供了上述一种高效复合型油田水处理药剂的应用，所述水处理药剂主要用于油田废水处理领域。
进一步地，所述水处理药剂在油田废水中的浓度范围为20～200mg/L。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
1、本发明提供一种高效复合型油田水处理药剂，该药剂包含絮凝剂、助凝剂、糖类物质、氧化膜型缓蚀剂，助凝剂和氧化膜型缓蚀剂发生反应，增加了聚合物的亲水性和耐盐油，从而提高了药剂对高价离子污染、乳化液污染的抵抗力；特别是选用在聚丙烯酰胺[C3H5O]n的基础上聚合了多糖物质形成的多聚糖改性絮凝剂与几丁聚糖在一定温度下发生反应，延长絮凝剂的分子链，增加了其吸附性、耐温性；充分考虑药剂的比例优化，其中氧化性缓蚀剂在反应过程中可以起到氧化杀菌剂破乳的作用，因此可以达到甚至超过多种药剂组合的功效；另外该药剂将各组分前期全部进行溶解，药剂投加方式方便、简单；药剂复配后使用量减少，加入几丁聚糖使得絮凝速度加快，复配缓释剂可有效抑制细菌的产生，并且对钙镁等离子有一定的螯合作用，能够有效去除水中含油及悬浮物，该药剂处理油田废水的效果远远高于现有多种药剂混合后的处果，出理效果，效率高，用量少，兼有铝盐絮凝剂与铁盐絮凝剂的优点，且相较于现有技术减少药剂添加种类，减少药剂投加设备的投资，降低污泥产生量，并且可有效降低水的粘度，去除水中油、悬浮物等杂质，同时可以达到破乳、破胶、杀菌、缓蚀的作用，特别适用于油田采出水、压裂返排液及泥浆废水等油田废水的处理。
2、发明提供一种高效复合型油田水处理药剂的制备方法，该制备方法操作简单，制备形成目标药剂的各种组成物成本相对低廉，因此特别适用于规模化大批量生产。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的例子。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供一种高效复合型油田水处理药剂，按照以下重量进行配比，其原料包括：硫酸铁3kg，聚合氯化铝5kg，多聚糖改性絮凝剂0.3kg，几丁聚糖3kg，氧化膜型缓蚀剂Na2Cr2O7 2kg。
水处理药剂的制备方法包括如下步骤：
1)将3㎏几丁聚糖溶解于自身重量的10倍的乙酸溶液中，乙酸溶液浓度1％；
2)将3kg硫酸铁、5kg聚合氯化铝以及2kg氧化膜型缓蚀剂加入100㎏的水中充分搅拌使其完全溶解，形成溶液A；
3)将0.3kg多聚糖改性絮凝剂溶解在6kg的水中，并充分搅拌形成溶液B；
4)将步骤2)得到的溶液A和步骤3)得到的溶液B加入到步骤1)几丁聚糖的乙酸溶液中，搅拌后静止2小时，即得到目标为复合型油田水处理药剂。
实施例1制备的水处理药剂可以处理油田采出水(下表1原水水质)的水量为2*105kg。
为了进一步说明本实施例得到水处理药剂的功效，发明人将其药剂加入待处理的油田采出水水样中，搅拌使其充分反应，反应完成后的处理剂会迅速沉淀，残留于水中的废水处理剂可再10天左右的时间可完全降解，安全无毒。实际使用药剂依据废水的水质指标来控制药剂浓度，本实施例油田采出水经本发明药剂处理前后水质对比如下表1所示：
表1
水质指标 原水水质 絮凝沉淀后出水水质
SS mg/L 310 28
含油量mg/L 275 22
SRB个/mL 103 25
实施例2
本实施例提供一种高效复合型油田水处理药剂，按照以下重量进行配比，其原料包括：硫酸铁4kg，聚合氯化铝6kg，多聚糖改性絮凝剂0.4kg，几丁聚糖4kg，氧化膜型缓蚀剂Na2Cr2O7 1kg。
水处理药剂的制备方法包括如下步骤：
1)将4㎏几丁聚糖溶解于自身重量的13倍的乙酸溶液中，乙酸溶液浓度1.5％；
2)将4kg硫酸铁、6kg聚合氯化铝以及1kg氧化膜型缓蚀剂加入140㎏的水中充分搅拌使其完全溶解，形成溶液A；
3)将0.4kg多聚糖改性絮凝剂溶解在8kg的水中，并充分搅拌形成溶液B；
4)将步骤2)得到的溶液A和步骤3)得到的溶液B加入到步骤1)几丁聚糖的乙酸溶液中，搅拌后静止2小时，即得到目标为复合型油田水处理药剂。
实施例2制备的水处理药剂可以处理油田措施废液的水量为1.2*105kg。
为了进一步说明本实施例得到水处理药剂的功效，发明人将其药剂加入待处理的油田措施废液水样中，搅拌使其充分反应，反应完成后的处理剂会迅速沉淀，残留于水中的废水处理剂可再10天左右的时间可完全降解，安全无毒。本实施例油田措施废液经本发明药剂处理前后水质对比如下表2所示：
表2
水质指标 原水水质 絮凝沉淀后出水水质
SS mg/L 375 34
含油量mg/L 312 28
SRB个/mL 102 25
实施例3
本实施例提供一种高效复合型油田水处理药剂，按照以下重量进行配比，其原料包括：硫酸铁5kg，聚合氯化铝2kg，多聚糖改性絮凝剂0.5kg，几丁聚糖5kg，氧化膜型缓蚀剂Na2Cr2O7 2㎏。
水处理药剂的制备方法包括如下步骤：
1)将5㎏几丁聚糖溶解于自身重量的15倍的乙酸溶液中，乙酸溶液浓度2％；
2)将5kg硫酸铁、8kg聚合氯化铝以及2kg氧化膜型缓蚀剂加入225㎏的水中充分搅拌使其完全溶解，形成溶液A；
3)将0.5kg多聚糖改性絮凝剂溶解在10kg的水中，并充分搅拌形成溶液B；
4)将步骤2)得到的溶液A和步骤3)得到的溶液B加入到步骤1)几丁聚糖的乙酸溶液中，搅拌后静止2小时，即得到目标为复合型油田水处理药剂。
实施例3制备的水处理药剂可以处理采出水的水量为1*105kg。
为了进一步说明本实施例得到水处理药剂的功效，发明人将其药剂加入待处理的油田采出水水样中，搅拌使其充分反应，反应完成后的处理剂会迅速沉淀，残留于水中的废水处理剂可再10天左右的时间可完全降解，安全无毒。本实施例油田采出水经本发明药剂处理前后水质对比如下表3所示：
表3
水质指标 原水水质 絮凝沉淀后出水水质
SS mg/L 530 52
含油量mg/L 187 21
SRB个/mL 104 25
通过上述实施例对应的表1～3数据可知，本发明水处理药剂配方通过五种絮凝剂、助凝剂、糖类物质、氧化膜型缓蚀剂产生的协同作用；其中，助凝剂和氧化膜型缓蚀剂发生反应，增加了聚合物的亲水性和耐盐油，从而提高了药剂对高价离子污染、乳化液污染的抵抗力；多聚糖改性絮凝剂与几丁聚糖在一定温度下发生反应，延长絮凝剂的分子链，增加了其吸附性、耐温性；充分考虑药剂的比例优化，氧化性缓蚀剂在反应过程中可以起到氧化杀菌剂破乳的作用，因此可以有效去除水中油、悬浮物等杂质。也就是说，通过以上配方的药剂对于油田采出水、油田措施废液、泥浆上清液处理效果好，可有效去除水中油、悬浮物等杂质，同时可以达到破乳、破胶、杀菌的作用。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种高效复合型油田水处理药剂，其特征在于，所述水处理药剂包括下列组分(A)～(E)：
所述组分(A)为硫酸铁；
所述组分(B)为聚合氯化铝；
所述组分(C)为多聚糖改性絮凝剂；
所述组分(D)为几丁聚糖；
所述组分(E)为氧化膜型缓蚀剂；
其中，上述组分按重量份计，所述组分(A)为3～5份，组分(B)为4～8份，组分(C)为0.3～0.5份，组分(D)为3～5份，组分(E)为1～2份。
2.根据权利要求1所述的一种高效复合型油田水处理药剂，其特征在于，所述氧化膜型缓蚀剂为重铬酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种高效复合型油田水处理药剂，其特征在于，所述多聚糖改性絮凝剂是在聚丙烯酰胺[C3H5O]n的基础上聚合了多糖物质，延长了絮凝剂的分子链，增加了其吸附能力。
4.根据权利要求1所述的一种高效复合型油田水处理药剂，其特征在于，所述复合型油田水处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸铁3份，聚合氯化铝5份，多聚糖改性絮凝剂0.3份，几丁聚糖3份，氧化膜型缓蚀剂2份。
5.根据权利要求1所述的一种高效复合型油田水处理药剂，其特征在于，所述水处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸铁4份，聚合氯化铝6份，多聚糖改性絮凝剂0.4份，几丁聚糖4份，氧化膜型缓蚀剂1份。
6.根据权利要求1所述的一种高效复合型油田水处理药剂，其特征在于，所述水处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸铁5份，聚合氯化铝8份，多聚糖改性絮凝剂0.5份，几丁聚糖5份，氧化膜型缓蚀剂2份。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种高效复合型油田水处理药剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一、按上述重量份配比，将几丁聚糖溶解于一定浓度的乙酸溶液中；其中，几丁聚糖与乙酸溶液重量比为：几丁聚糖：乙酸溶液＝1：10～15；
步骤二、将硫酸铁、聚合氯化铝以及氧化膜型缓蚀剂加入设定量的水中充分搅拌使其完全溶解，形成溶液A；其中，水的重量是硫酸铁、聚合氯化铝和氧化膜型三者重量的10～15倍；
步骤三、将聚糖改性絮凝剂溶解在自身重量20倍的水中，并充分搅拌形成溶液B；
步骤四、将步骤二得到的溶液A和步骤三得到的溶液B加入到步骤一几丁聚糖的乙酸溶液中，搅拌后静止2小时，即得到目标为复合型油田水处理药剂。
8.根据权利要求7所述的一种高效复合型油田水处理药剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中乙酸溶液浓度为1～2％。
9.根据权利要求1～6任意一项所述的一种高效复合型油田水处理药剂的应用，其特征在于，所述水处理药剂主要用于油田废水处理领域。
10.根据权利要求9所述的一种高效复合型油田水处理药剂的应用，其特征在于，所述水处理药剂在油田废水中的浓度范围为20～200mg/L。
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