CN102838977B

CN102838977B - 一种用于含Ca2+和Mg2+的油田采出水回用配制聚丙烯酰胺溶液的方法

Info

Publication number: CN102838977B
Application number: CN201210304769.3A
Authority: CN
Inventors: 宋华; 陈彦广; 李丹丹; 宋莹莹; 柳艳修
Original assignee: Northeast Petroleum University
Current assignee: Northeast Petroleum University
Priority date: 2012-08-25
Filing date: 2012-08-25
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2032-08-25
Also published as: CN102838977A

Abstract

一种用于含Ca²⁺和Mg²⁺的油田采出水回用配制聚丙烯酰胺溶液的方法。该方法包括下列步骤：首先向油田采出水中加入处理剂，处理剂的浓度为0.1g/L～0.9g/L，搅拌30 min～40min，静止30~60 min，常规或离心过滤，过滤所得水中再加入聚丙烯酰胺，配得聚丙烯酰胺浓度为1000ppm～3000ppm的溶液，搅拌2h即可；其中处理剂为碳酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、草酸钠、焦磷酸钠、四硼酸钠中的一种或任何几种混合物。本发明减少油田采出水中Ca²⁺和Mg²⁺离子对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响，从而解决由于聚丙烯酰胺溶液粘度降低导致驱油效果变差或采油成本提高的问题。

Description

一种用于含Ca2+和Mg2+的油田采出水回用配制聚丙烯酰胺溶液的方法

技术领域：

本发明涉及油田开采过程中采出水处理技术领域，具体涉及一种用于含Ca²⁺和Mg²⁺的油田采出水回用配制聚丙烯酰胺溶液的方法。

背景技术：

大庆油田聚合物驱年产油量已经突破千万吨，大庆油田三次采油技术以其规模大、技术含量高、经济效益好，创造了世界油田开发史上的奇迹。聚合物驱技术已成为大庆油田保持稳产的主要措施之一。常用的驱油聚合物主要是部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）及其衍生物。HPAM亲水性强，易与水形成氢键，易溶于水，水化后具有较大的水动力学体积，起到增粘作用。为了合理利用油田采出水，节约淡水资源，国内外部分油田采用了对油田采出水进行处理后用以配制聚合物溶液回注地下的方案。但油田采出水中含有一定量的Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Sr²⁺、Fe²⁺等二价金属离子，而采出水中的二价离子能够与聚丙烯酰胺分子中的羧基结合，产生絮凝，并形成沉淀，易发生相分离，致使聚丙烯酰胺溶液粘度显著降低，驱油效果变差；若要保持其粘度不变，则需提高聚丙烯酰胺的浓度，驱油成本将提高。研究发现采出水中的二价金属离子中，Ca²⁺和Mg²⁺对HPAM粘度的影响较大，且其含量较高。因此，开发一种适用于含Ca²⁺和Mg²⁺离子油田采出水回用配制聚丙烯酰胺溶液的方法，保证聚丙烯酰胺溶液具有较高粘度保留率，降低油田采出水Ca²⁺和Mg²⁺离子对聚丙烯酰胺粘度的影响，对降低油田采油成本具有重要的经济意义。

发明内容：

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种用于含Ca²⁺和Mg²⁺的油田采出水回用配制聚丙烯酰胺溶液的方法，本发明通过减少油田采出水中Ca²⁺和Mg²⁺离子对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响，从而解决由于聚丙烯酰胺溶液粘度降低导致驱油效果变差或采油成本提高的问题。

本发明所采用的技术方案是：该用于含Ca²⁺和Mg²⁺的油田采出水回用配制聚丙烯酰胺溶液的方法包括下列步骤：首先向油田采出水中加入处理剂，处理剂的浓度为0.1g/L～0.9g/L，搅拌30 min～40min，静止30~60 min，常规或离心过滤，过滤所得水中再加入聚丙烯酰胺，配得聚丙烯酰胺浓度为1000ppm～3000ppm的溶液，搅拌2h即可；其中处理剂为碳酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、草酸钠、焦磷酸钠、四硼酸钠中的一种或任何几种混合物。

本发明提出的减少聚丙烯酰胺在含Ca²⁺和Mg²⁺配注水对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响的新方法是通过向油田采出水中加入一种无机的Ca²⁺和Mg²⁺金属离子处理剂，将Ca²⁺和Mg²⁺去除后再配制聚丙烯酰胺溶液，以提高聚丙烯酰胺溶液粘度。该处理剂与油田采出水中的Ca²⁺和Mg²⁺反应产生沉淀，发生相分离，经离心过滤出絮凝物或沉淀，从根本上去除水中Ca²⁺和Mg²⁺，减少聚丙烯酰胺与Ca²⁺和Mg²⁺金属离子之间作用，提高聚丙烯酰胺溶液粘度保留率。从而实现提高聚丙烯酰胺溶液的驱油效果的目的，所使用的处理剂大部分为无机化工原料，来源广泛，价格低廉，油田采出水处理后配制聚丙烯酰胺溶液粘度可提高15-30%。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明进一步说明：

实施例1、含Ca²⁺模拟水的实验

（1）参照模拟盐水配制方法（胡博仲，《聚合物驱采油工程》，石油工业出版社，2004，235-235），配制Ca²⁺浓度为50ppm、矿化度为4500ppm的模拟水。

（2）取碳酸钠投加到模拟水中，其中碳酸钠投加分别为0.13g/L、0.26g/L，搅拌30min，静止放置3h。

（3）取聚丙烯酰胺（分子量2500万，水解度25%），分别加入到步骤（2）所得水中和空白模拟水中，搅拌约2h，配得聚丙烯酰胺浓度为2400ppm的溶液，将该溶液于 45℃恒温2h，测定该溶液的粘度，并将该粘度记为初始粘度。继续45℃下恒温2天、2周、一个月后分别测定溶液的粘度。所得实验结果见表1。由表1可以看出，未投加处理剂时HPAM的一个月后粘度为54.6 mPa·s，投加处理剂碳酸钠浓度为0.26g/L溶液，一个月后粘度为65.5mPa·s，粘度提高了20%。

碳酸钠添加量对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响（单位：mPa·s）表1

实施例2、含Mg²⁺模拟水的实验

（1）参照模拟盐水配制方法（胡博仲，《聚合物驱采油工程》，石油工业出版社，2004，235-235），配制Mg²⁺浓度为50ppm左右、矿化度为4500ppm左右的模拟水。

（2）取磷酸三钠投加到模拟水中，其中磷酸三钠投加量分别为0.39 g/L、0.78 g/L，搅拌30min，静止放置3h。

（3）取聚丙烯酰胺（分子量2500万，水解度25%），分别加入到步骤（2）所得水中和空白模拟水中，搅拌约2h，配得聚丙烯酰胺浓度为2400ppm的溶液，将该溶液于 45℃恒温2h，测定该溶液的粘度，并将该粘度记为初始粘度。继续45℃下恒温2天、2周、一个月后分别测定溶液的粘度。所得实验结果见表2。由表2可以看出，未投加处理剂时HPAM的一个月后粘度为53.7 mPa·s，投加处理剂磷酸三钠浓度为0.78 g/L溶液，一个月后粘度为68.2 mPa·s，粘度提高了27.0%。

磷酸三钠添加量对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响（单位：mPa·s）表2

实施例3、含Ca²⁺和Mg²⁺的油田实际采出水实验

实验步骤如下：

（1）取油田某个采油厂具有代表性的采出水，经生化处理后，水质分析结果为Ca²⁺浓度为57.72 mg/L，Mg²⁺浓度为32.08mg/L，矿化度为4787.45 mg/L。

（2）分别取三聚磷酸钠和草酸钠投加到模拟水中，其中三聚磷酸钠和草酸钠投加量分别为0.48 g/L、0.14g/L，搅拌30min，静止放置3h。

（3）取聚丙烯酰胺（分子量2500万，水解度25%），分别加入到步骤（2）所得水中和空白模拟水中，搅拌约2h，配得聚丙烯酰胺浓度为2400ppm的溶液，将该溶液于 45℃恒温2h，测定该溶液的粘度，并将该粘度记为初始粘度。继续45℃下恒温2天、2周、一个月后分别测定溶液的粘度。所得实验结果见表3。由表3可以看出，未投加处理剂时，一个月后HPAM溶液粘度为47.0 mPa·s；投加处理剂后，一个月后HPAM溶液粘度为54.7 mPa·s，粘度提高了16%。

三聚磷酸钠和草酸添加量对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响（单位：mPa·s）表3

Claims

1.一种用于含Ca²⁺和Mg²⁺的油田采出水回用配制聚丙烯酰胺溶液的方法，包括下列步骤：首先向油田采出水中加入无机处理剂，无机处理剂的浓度为0.1g/L～0.9g/L，搅拌30 min～40min，静止30~60 min，常规或离心过滤，过滤所得水中再加入聚丙烯酰胺，配得聚丙烯酰胺浓度为1000ppm～3000ppm的溶液，搅拌2h即可；其中处理剂为碳酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、草酸钠、焦磷酸钠、四硼酸钠中的一种或任何几种混合物。