解决污水配制聚合物溶液粘度问题的方法探讨

油田污水配制聚合物溶液存在溶液粘度损失严重及热稳定性差的问题,为了探索解决办法,选择孤南注水站和孤六联合注水站的油田污水配制聚合物溶液,分别从油田污水和聚合物2方面考察了污水配制聚合物溶液粘度的影响因素.结果表明,污水中的矿化度、化学耗氧量和细菌含量等是造成聚合物溶液粘度降低及热稳定性变差的主要原因,该问题可通过对污水的有效处理及降低污水中的化学耗氧量得到部分解决;污水配制的HPAM-1聚合物溶液的粘度及热稳定性远好于HPAM-2聚合物溶液,即不同的聚合物对污水的敏感性不同,所以研制并筛选对油田污水不敏感的新型聚合物是解决污水配制聚合物溶液粘度问题的根本途径和主要技术攻关方向.     

膜处理法降低含油污水矿化度工业化应用研究

在大庆油田聚驱开发过程中,由于采出的含油污水矿化度高,会造成聚合物降解,因此一般采用低矿化度清水配制聚合物溶液。随着聚驱开发规模不断扩大,低矿化度清水用量大幅度增加,导致含油污水采注失衡,出现污水外排现象。为此,开展了含油污水降矿化度配制聚合物工艺技术的研究。先后进行了室内实验、现场小试、现场中试等试验研究,并于2012年新建设1座日产5 000 m~3低矿化度含油污水试验站,采用超滤膜+离子交换膜工艺技术,将离子从含油污水中分离,使处理后的污水水质满足配注聚合物的用水标准。对含油污水进行改性后,保证了含油污水配制的聚合物溶液黏度不低于清水。采用低矿化度污水替代清水稀释聚合物,可减少清水费用5.9元/m~3,年节约成本978万元。     

降低含油污水矿化度处理技术

为了解决由于聚驱大面积推广带来的油田污水外排问题,应尽可能利用处理后的污水进行聚驱应用。含油污水降低矿化度后可以提高聚合物溶液粘度,降低聚合物用量。现有条件下,采用反渗透工艺进行油田污水处理并在聚驱过程中应用在技术上是可行的。经试验证实该工艺能够取得比较显著的经济与社会效益。     

配制水质对聚合物驱效果的影响

应用物理模拟实验方法,研究了配制水质对聚合物驱效果的影响规律。结果表明,在等粘条件下,污水聚合物体系与油层配伍性好,注入能力强,聚驱采收率提高值高于清水聚合物体系2.2-4.6个百分点,聚合物用量高出清水聚合物体系74%。虽然采用污水配制聚合物方式聚合物用量大,但将将油田采出污水作为配制聚合物用水,既可解决配制水来源,又可避免采出污水外排带来的环境污染问题,具有较好的社会效益。     

油田产出污水配制聚合物实验研究

通过对不同性能的聚合物产品在污水条件下的驱油效果分析,提出了采取提高聚合物产品性能的方法来解决油田产出污水配制聚合物的问题,同时提出,为了降低污水配制聚合物的化学剂注入成本,应抓紧研制开发上有抗盐、抗碱、抗温和抗剪切的新型缔合聚合物。     

电絮凝-气浮工艺处理含聚采油污水及配聚应用试验

随着孤岛油田注聚驱规模的逐步扩大,采出液含聚合物浓度增加,致使原油脱水和污水处理难度加大。通过进行电絮凝-气浮技术处理油田含聚污水的试验与应用,利用电絮凝、电气浮原理,降低了污水中的含油量、悬浮物含量和化学需氧量,处理后配制聚合物母液经污水稀释后,聚合物溶液黏度及保留率均与清水配制污水稀释后聚合物溶液相当,完全可以替代清水。     

降低油田污水中HCO_3~-提高配聚黏度的应用研究

当前,大庆油田聚合物溶液配制用水多为油田污水,其水体的离子成分复杂且多样化,对聚合物溶液黏度的影响比较显著。为此,开展了利用阴离子去除剂与油田污水充分混合反应,降低污水中的HCO_3~-含量,提高聚合物溶液黏度的实验。实验结果表明,阴离子去除剂投加量为0.2%~0.3%时,可提高配聚黏度10 m Pa·s左右,节省聚合物用量15%左右。同时,实现了固液自动化连续混合反应的技术工艺,最大限度地降低了规模化应用的处理成本。     

清水矿化度对配制聚合物母液的影响

通过对清水配制聚合物母液的影响进行分析,研究了水质矿化度对聚合物母液配制的影响规律。通过分析对比认为,水质矿化度应控制在400～600mg/L为宜,并且既能满足油田开发要求的聚合物母液配制黏度、浓度需要,又能保证聚合物的配制质量,以达到提高油田采收率的效果。     

含油污水配注聚合物应用研究

为减少聚驱清水用量,降低聚驱成本,大庆油田在含油污水配注聚合物技术方面开展了两项研究工作。一是直接利用含油污水稀释抗盐聚合物,稀释前通过曝氧方式去除污水中的细菌等物质,以保证聚合物溶液的粘度。二是通过将含油污水进行预处理,使之接近低矿化度清水的水质后再配注聚合物。但在含油污水水质对聚合物粘度影响机理研究方面还不够深入,含油污水配制聚合物地面工艺还需进一步优化。     

污水配制延缓交联聚合物体系实验研究

国内外油田已普遍把聚合物用于三次采油，但大多使用淡水体系。该文介绍了延缓交联聚合物驱油机理，对污水配制延缓交联聚合物体系进行了可行性实验研究，确定了体系的组份。实验表明聚合物的选取应遵循中等分子量、中低水解度的原则。并研究了体系各组分浓度、流变性、地层中化学剂及温度、水质矿化度等因素对体系粘度的影响。通过岩心驱油模拟实验发现，污水配制延缓交联聚合物体系驱油，可提高原油采收率５．５％，进一步拓宽了聚合物驱油技术的应用领域。     

污水配制延缓交联聚合物体系实验研究

国内外油田已普遍把聚合物用于三次采油，但大多使用淡水体系，该文介绍了延缓交联聚合物理油机理，对污水配制延缓交联聚合物体系进行了可行性实验研究，确定了体系的组份。实验表明聚合物的选取应遵循中等分子量，中低水解度的原则，并研究了体系各组分浓度，流变性，地层中化学剂及温度，水质矿化度等因素对体系粘度的影响，通过岩心驱油模拟实验发现，污水配制延缓交联聚合物体系驱油，可提高原油采收率５．５％进一步拓宽了聚合     

曝氧和厌氧污水聚合物溶液粘度差异及机理分析

针对大庆杏南油田曝氧污水配制聚合物溶液过程中遇到的粘度差异问题，通过建立含有99．999％氮气的厌氧实验环境，研究了空气曝氧后和完全厌氧条件下污水聚合物溶液粘度差异原因及作用机理。结果表明，随着时间的延长，在不同温度、不同相对分子质量条件下，曝氧污水配制的聚合物溶液的粘度高于厌氧污水配制的聚合物溶液的粘度；曝氧污水配制的聚合物溶液的抗剪切能力高于厌氧污水配制的聚合物溶液；厌氧蒸馏水配制的聚合物溶液的粘度最高，保留效果较好；污水聚合物溶液曝氧量在7mg／L左右时曝氧效果最好。     

污水配制聚合物交联体系在江苏油田的应用

通过室内实验和油田先导性试验研究了污水配制聚合物交联体系的应用可行性。室内实验证明助凝剂可在较宽的 pH范围内促进污水配制HPAM 酚醛交联体系的交联反应。凡是可与聚合物交联体系组分或凝胶发生作用的污水特殊组分在达到一定浓度后 ,均可造成交联体系的凝胶强度降低或导致不成胶。凝胶强度随 pH、矿化度和聚合物水解度的增加而降低 ,聚合物的分子量和浓度的影响则反之。可使成胶时间变长的因素均会导致凝胶强度变弱。在真 1 2区块使用污水配制聚合物交联体系进行调驱处理的先导性试验获得了成功。真 4 9井的注入压力从 1 1 .5MPa升至 1 5.5MPa ,吸水剖面获得了明显调整。在弱凝胶处理后的约 6个月中总增油量达到了 1 30 0t,获得了较好的经济效益。图 5参 8     

孤岛油田污水深度处理技术研究

根据孤岛油田污水的现状及污水处理面临的主要问题,提出了利用气浮和"双膜"法处理油田污水进行配聚再利用的工艺,通过现场试验分析研究了处理前后3种水的水质指标,对比了配制的聚合物溶液的初始黏度和稳定性,结果表明,采油污水经该工艺处理后完全可以替代清水配制聚合物母液,具有较好的经济及社会效益。     

污水曝氧站工艺设计

聚合物驱油由于大量采用清水配制和稀释聚合物溶液,致使油田采出污水无法完全回注到地下,造成了污水大量外排及环境污染。为了应用油田采出污水配制和稀释聚合物溶液,减少油田污水外排,需要对污水进行曝氧处理以提高注入的聚合物溶液的地面粘度,同时使该溶液具有较好的抗降解性能,在污水稀释聚合物溶液时,一般要求处理后的污水含氧量要达到0.8～1.0mg/L。经大庆油田采油六厂喇十五曝氧站现场试验,在初始粘度和清水配制聚合物溶液保持一致的条件下可以达到相同的驱油效果,且降低了污水含氧量指标。近年来经不断的改进完善,曝氧工艺技术已日趋成熟。     

KYPAM和MO-4000聚合物性能对比

北京恒聚生产的KYPAM梳形聚合物和日本生产的MO-4000聚合物都是耐高温、抗高盐的高性能聚合物产品.针对油田产出污水外排、清水紧缺的问题,胜坨油田开展了利用油田产出污水配制聚合物的对比试验.在对2种聚合物溶液多项性能指标对比研究的基础上,认为具有梳形结构的KYPAM更能适合油田污水配制聚合物驱油.现场试验表明,污水配制的KYPAM聚合物体系注入过程中吸水剖面得到了较好调整,起到了较好的增油降水效果,为化学驱在全国大规模工业化推广应用展示了很好的前景.     

曝氧油田污水再利用配置驱油剂溶液性质研究

大庆油田利用污水配制化学驱油剂己成为油田污水利用的一种选择。油田污水含有硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)、铁菌(IB)等,很大程度降低了化学驱油剂的性能。针对现场需求,应用室内曝、厌氧实验方法,研究了氧对化学驱油剂黏度和界面张力的影响;同时,对杀菌剂在曝氧和厌氧条件下的杀菌效果进行了评价。研究结果表明,曝氧污水配制的聚合物溶液和三元复合体系的黏度要高于厌氧条件下的黏度值,其配制的三元复合体系的界面张力要比厌氧条件下的界面张力值低,杀菌剂可以一定程度改善驱油性质。利用曝氧采出污水配置化学驱油剂是节能减排的有效方法。     

污水配制聚合物研究

针对油田产出污水外排的问题，在喇嘛甸油田开展了利用油田产出污水配制聚合物的可行性研究。在污水聚合物溶液性质研究、渗流特性研究及岩心驱油实验基础上，进一步开展了污水聚合物体系油层工作粘度和微观分子形态研究，对污水聚合物体系及驱油机理有了新的更加深入的认识。室内研究表明：污水聚合物体系与油层配伍性好，在油层中有更高的工作粘度；聚合物在污水条件下以枝状结构为主，带状和网状结构为辅。在喇嘛甸油田北西块开展的污水稀释超高相对分子质量聚合物驱油现场试验也表明：污水聚合物体系注入过程中吸水剖面得到较好调整，污水聚合物驱是完全可行的，是解决油田污水外排的有效途径。     

埕东油田泡沫复合驱先导试验污水对聚合物溶液黏度影响因素研究

油田污水配制聚合物易导致聚合物溶液黏度大幅度降低，严重影响了聚合物的应用效率和采油效果。以埕东油田泡沫复合驱先导试验区为基础，通过对油藏地质、地面流程及污水水质等系统的测试分析，开展了油田污水配制聚合物导致黏度损失严重的影响因素的研究。研究结果表明，聚合物溶液黏度损失主要发生在聚合物母液（清水配制）与污水混合处，主要原因是污水中的还原性物质与溶解氧在痕量金属离子的作用下发生氧化还原反应导致聚合物断链，黏度急剧下降。使用在污水与聚合物母液接触之前消除或最大程度减小污水中还原性物质及痕量金属离子的方法，可以降低对聚合物溶液的降黏影响。研究结果对于保证现场矿场的注聚质量和效果具有指导作用。     

Cr~(3+)交联聚合物分子构型及渗流特性

针对油田生产的实际需求,利用理论分析和仪器检测方法,对Cr3+交联聚合物分子构型和渗流特性进行了研究,并对机理进行了分析。结果表明,通过预先改变成胶条件,可以使Cr3+交联聚合物形成不同的分子形态,当低矿化度水配制Cr3+交联聚合物溶液时,交联反应主要发生在不同聚合物分子之间,形成"分子间"交联分子结构,凝胶的表观粘度较大。高矿化度水配制Cr3+交联聚合物溶液时,交联反应主要发生在聚合物分子内部的不同支链之间,形成"分子内"交联分子结构,凝胶表观黏度略高于相同浓度的聚合物溶液,但阻力系数和残余阻力系数要比相同浓度的聚合物溶液大得多,且其残余阻力系数大于阻力系数,表现出独特的渗流特性。