[發明專利]一種將油田產出水處理成配聚水的電化學方法

無效

• 申請號: 200810218817.0
• 申請日: 2008-10-31
• 公開（公告）號: CN101391846A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 游革新
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F1/461;C02F1/52
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 裘 暉;楊曉松

技術領域

本發明涉及一種將油田產出水(也稱油田污水)處理成配聚水的電化學方法，屬于油田產出水處理領域。

背景技術

聚合物驅(一種三次采油方法)在中國的許多油田，特別是大油田，如大慶油田、勝利油田等得到了廣泛的推廣、應用，取得了較好的采油效果和經濟效益，成為注水開發油田可持續發展的重要接替技術之一。在聚合物驅實施過程中，如何保持注入的聚合物溶液粘度是貫穿這項技術始終的核心技術，也是目前聚合物驅研究的重要內容之一。為了保持聚合物注入液粘度，我國大部分油田現行的做法是采用超高分子量聚合物(超高分子量聚丙烯酰胺)，并且同時采用清水配聚工藝。這是因為清水中可降低聚合物溶液粘度的一價陽離子和可嚴重降低聚合物溶液粘度的高價(二價、三價)陽離子濃度都很低。因此，可以使聚合物溶液保持較高的溶液粘度，保證聚合物驅的實施效果。

隨著油田開發的不斷進行，采用聚合物驅的規模也越來越大，配制聚合物溶液所需的清水量也會越來越大，但我國油田普遍清水水源不足；另一方面，大部分油田又都處于高含水期，每天會產生大量的油田產出水(油田污水)。為了充分利用油田產出水資源，多數油田建立了污水處理站，但處理方式仍為簡單的殺菌、沉降、過濾，處理過的油田產出水在一定程度上能夠用于回注。但上述處理方式，不能降低油田產出水中的Fe³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、K⁺、Na⁺等離子，而這些離子會嚴重降低聚合物溶液的粘度。其中，二價陽離子Ca²⁺、Mg²⁺使溶液粘度下降的能力大約9倍于一價陽離子Na⁺、K⁺；二價陽離子Fe²⁺離子不僅會使溶液粘度下降，還會使溶液穩定性下降；三價離子Fe³⁺離子對溶液粘度的影響大于二價離子。這就導致油田產出水不能用作配制聚合物溶液，不能得到有效地利用，需要外排或無效回注。這樣不利于節能減排，不僅給油田造成巨大的能耗，還使油田面臨巨大的外排壓力。

因此，將油田產出水處理成可以用作配制聚合物(聚丙烯酰胺)溶液的用水，即配聚水，可以使油田水資源得以合理利用，這對油田開發生產具有重大意義。

目前，主要采用化學法將油田產出水處理成配聚水。通過向油田產出水中添加綜合水質改性處理劑，快速移除和屏蔽Ca²⁺、Mg²⁺等二價陽離子和Fe³⁺等三價陽離子，從而提高油田產出水配制聚合物溶液的粘度保留率，實現油田產出水替代清水配制聚合物溶液。

三價陽離子離子Fe³⁺和二價陽離子離子Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺帶正電荷，能沉淀或屏蔽這些離子的基團必須帶負電荷。而我們所用的化學藥劑是電中性的，即上述基團的K⁺、Na⁺等一價陽離子的復合物。例如，EDTA陰離子(用Y^4-表示)可用作Ca²⁺、Mg²⁺離子的掩蔽基團，但我們不能只向油田產出水中添加Y^4-離子，而只能添加Y^4-離子與K⁺、Na⁺等一價陽離子的復合物Na₂H₂Y。因此，向油田產出水中添加掩蔽基團，掩蔽Ca²⁺、Mg²⁺等二價陽離子的同時，不可避免的增加了油田產出水中的K⁺、Na⁺等一價陽離子。K⁺、Na⁺等一價陽離子濃度的增加也會使聚合物溶液粘度下降。故使用基于化學法的綜合水質改性處理劑，將油田產出水處理成配注水不是一個好方法。

目前尚無用電化學方法除去油田產出水中的Ca²⁺、Mg²⁺和Fe²⁺等二價陽離子，同時不增加油田產出水中K⁺、Na⁺等一價陽離子濃度，將油田產出水軟化處理成配聚水的報道。

發明內容

本發明的目的在于針對已有技術的不足，提供了一種將油田產出水(油田污水)處理成配聚水的電化學方法。