[發明專利]一種降低油田采出水粘度并同時殺菌的方法

在審

• 申請號: 201911014503.3
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110921765A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 王建龍;初里冰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/50;C02F1/72;C02F9/08;C02F103/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

本發明公開了屬于環境保護技術領域的一種降低油田采出水粘度并同時殺菌的方法。具體包括采用電離輻照處理所述油田采出水或者采用電離輻照與雙氧水聯合處理所述油田采出水，即能降低油田采出水粘度并同時殺菌；其中電離輻照包括高能電子束和γ射線。本發明方法簡便高效、安全性良好，不增加油田采出水的離子濃度和鹽度，不會產生污泥等二次污染物。

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，特別涉及一種降低油田采出水粘度并同時殺菌的方法。

背景技術

石油被稱為“工業的血液”，是重要的能源和化工原料。提高現有油田的原油開采量對于減少我國對外原油進口，確保國家能源安全具有重要意義。

油田采出水為伴隨這采油作業產生的污水。目前我國大部分油田已經進入到開采的中后期，由一次采油、二次采油向三次采油階段過渡，采出水量逐年增大。在三次采油技術中，以聚合物驅油和三元復合驅油應用最為廣泛，產生大量的含聚污水和三元污水。聚合物驅油是在水中加入聚丙烯酰胺等高分子聚合物增加配聚體系的粘度和粘彈性，改善流度比，提高驅油體系的波及面積，進而提高原油采出率。三元污水也稱三元復合驅污水，是在注入水中加入堿劑(A)、表面活性劑(S)和聚合物(P)三者復合作為驅油劑來提高原油采收率的方法。同時，石油鉆采壓裂施工作業產生大量的壓裂返排液污水，這些統稱為油田采出水。

油田采出水通常采用混凝沉降+過濾工藝去除原油和懸浮物濃度，再經殺菌處理后，重新作為地層采油回注水使用。這不僅可節省淡水資源、減少環境污染，而且采出水溫度高、與地層配伍性好有利于驅油。但是，油田采出水中均含有較高濃度的聚合物，高濃度的聚合物使采出水的粘度增加、乳化程度提高，使油水分離難度困難，顯著降低了沉降過濾工藝的處理效果，使其出水難以滿足回注水質標準。目前研究較多的聚合物降粘技術有芬頓氧化、超聲波、加入化學藥劑破乳降粘等化學法以及生物法。油田采出水含油量高、成分復雜、聚丙烯酰胺具有極強的生物抗性，難以被生物降解。現在的化學方法大多需要加入化學藥劑，不僅費用較高，而且進一步增加了油田采出水的離子濃度和鹽度，影響回注水的質量。超聲波處理降粘效果不甚理想，劉新亮等(劉新亮，藺愛國，尹海亮，張菅，楊建剛，超聲波降解含聚油田污水的研究，工業水處理34(3)(2014)71-74)采用超聲波處理勝利油田含聚污水(粘度為2.49mPa.s)。在溫度為20℃，微波功率為300W，超聲頻率為45kHz，超聲處理60min的條件下，污水粘度降為1.47mPa.s，遠高于相同溫度下純水的粘度(1.01mPa.s)。

另外，油田采出水殺菌也是滿足回注要求的重要步驟。油田采出水中存在的硫酸鹽還原菌、腐生細菌和鐵細菌等微生物會嚴重腐蝕鉆采設備和回注水處理管線，堵塞管道和損害油層。因此，油田采出水必須進行殺菌處理后，才能回注到地下。目前采用的方法是加入次氯酸鈉、季銨鹽等各種殺菌劑以及紫外線殺菌等。殺菌劑的費用較高，而且與驅油聚合物一起使用時會影響回注水的粘度穩定性、增加回注水的含鹽量。紫外線的穿透能力較弱，而且采出水中油類等物質吸收紫外線，影響殺菌效果。

紫外線處理油田采出水降粘和殺菌各有研究。劉德俊等人(劉德俊，申龍涉，劉雨豐，紫外線-變頻技術聯合殺菌在油田水處理中的應用，水處理技術33(4)(2007)46-49)研究將紫外線與變頻電磁波聯合對油田采出水的處理效果。硫酸鹽還原菌的數量由10³個/mL減少到10個/mL，仍可檢測出硫酸鹽還原菌。而且作者指出，為保證紫外線裝置的殺菌效果，需嚴格控制殺菌前油田采出水的含油量及濁度。魏超等(魏超，魏利，趙云發，李春穎，魏東，劉璞，紫外技術應用于油田含聚采出水快速降粘的研究，環境科學與管理42(7)(2017)69-73)研究紫外對油田含聚污水的降粘效果，30min處理后污水粘度由2.902mPa·S降低為1.096mPa·S。研究沒有提及實驗溫度，無法確知粘度是否降到與同溫度下純水一致。

綜上可見，降粘和殺菌是處理油田采出水滿足回注要求的必要手段，目前，降粘和殺菌通常采用不同的技術處理，藥劑消耗量較大，不僅費用較高，而且增加了油田采出水的含鹽量，影響回注水的質量。本領域迫切需要一種既能有效降低油田采出水粘度并同時高效殺菌的方法。