[发明专利]一种将油田产出水处理成配聚水的电化学方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将油田产出水(也称油田污水)处理成配聚水的电化学方法，属于油田产出水处理领域。

背景技术

聚合物驱(一种三次采油方法)在中国的许多油田，特别是大油田，如大庆油田、胜利油田等得到了广泛的推广、应用，取得了较好的采油效果和经济效益，成为注水开发油田可持续发展的重要接替技术之一。在聚合物驱实施过程中，如何保持注入的聚合物溶液粘度是贯穿这项技术始终的核心技术，也是目前聚合物驱研究的重要内容之一。为了保持聚合物注入液粘度，我国大部分油田现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)，并且同时采用清水配聚工艺。这是因为清水中可降低聚合物溶液粘度的一价阳离子和可严重降低聚合物溶液粘度的高价(二价、三价)阳离子浓度都很低。因此，可以使聚合物溶液保持较高的溶液粘度，保证聚合物驱的实施效果。

随着油田开发的不断进行，采用聚合物驱的规模也越来越大，配制聚合物溶液所需的清水量也会越来越大，但我国油田普遍清水水源不足；另一方面，大部分油田又都处于高含水期，每天会产生大量的油田产出水(油田污水)。为了充分利用油田产出水资源，多数油田建立了污水处理站，但处理方式仍为简单的杀菌、沉降、过滤，处理过的油田产出水在一定程度上能够用于回注。但上述处理方式，不能降低油田产出水中的Fe³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、K⁺、Na⁺等离子，而这些离子会严重降低聚合物溶液的粘度。其中，二价阳离子Ca²⁺、Mg²⁺使溶液粘度下降的能力大约9倍于一价阳离子Na⁺、K⁺；二价阳离子Fe²⁺离子不仅会使溶液粘度下降，还会使溶液稳定性下降；三价离子Fe³⁺离子对溶液粘度的影响大于二价离子。这就导致油田产出水不能用作配制聚合物溶液，不能得到有效地利用，需要外排或无效回注。这样不利于节能减排，不仅给油田造成巨大的能耗，还使油田面临巨大的外排压力。

因此，将油田产出水处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，可以使油田水资源得以合理利用，这对油田开发生产具有重大意义。

目前，主要采用化学法将油田产出水处理成配聚水。通过向油田产出水中添加综合水质改性处理剂，快速移除和屏蔽Ca²⁺、Mg²⁺等二价阳离子和Fe³⁺等三价阳离子，从而提高油田产出水配制聚合物溶液的粘度保留率，实现油田产出水替代清水配制聚合物溶液。

三价阳离子离子Fe³⁺和二价阳离子离子Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺带正电荷，能沉淀或屏蔽这些离子的基团必须带负电荷。而我们所用的化学药剂是电中性的，即上述基团的K⁺、Na⁺等一价阳离子的复合物。例如，EDTA阴离子(用Y^4-表示)可用作Ca²⁺、Mg²⁺离子的掩蔽基团，但我们不能只向油田产出水中添加Y^4-离子，而只能添加Y^4-离子与K⁺、Na⁺等一价阳离子的复合物Na₂H₂Y。因此，向油田产出水中添加掩蔽基团，掩蔽Ca²⁺、Mg²⁺等二价阳离子的同时，不可避免的增加了油田产出水中的K⁺、Na⁺等一价阳离子。K⁺、Na⁺等一价阳离子浓度的增加也会使聚合物溶液粘度下降。故使用基于化学法的综合水质改性处理剂，将油田产出水处理成配注水不是一个好方法。

目前尚无用电化学方法除去油田产出水中的Ca²⁺、Mg²⁺和Fe²⁺等二价阳离子，同时不增加油田产出水中K⁺、Na⁺等一价阳离子浓度，将油田产出水软化处理成配聚水的报道。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供了一种将油田产出水(油田污水)处理成配聚水的电化学方法。