[发明专利]一种油田驱油用聚合物溶液的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于采油技术领域，涉及一种油田驱油用聚合物溶液的制备方法，特别是一种通过两级纳滤膜软化技术配制油田驱油用聚合物溶液的技术工艺，用于油田开采技术中提高采油量和采油效率。

背景技术：

海上油田采油平台设计寿命一般在20-30年，海上采油的时间跨度应该与海上平台的使用寿命相匹配，因此必须采用包括水驱、化学驱等在内的各种提高采收率技术，完成对可采原油贮量的开采。聚合物驱油是一种主要的化学驱油方法之一，目前已在陆上油田得到广泛应用，聚合物驱油是海上油田开发的一项重要的提高采收率举措。聚合物驱油技术对配制聚合物溶液用水的需求量大，且对水的硬度和矿化度等都有较高的要求，但目前面临的挑战是缺乏适合配聚的淡水和软化水资源，对于海上油田而言，打水源井的水质和水量往往难以满足要求，并且对深海采油，打井取水经济上不可行；如果用海水直接配聚，则因为海水的矿化度和二价离子含量很高，常规聚合物所配制的聚合物溶液粘度很低，达不到驱油效果；在用海水或地层清水配聚时常采用耐盐聚合物，但耐盐聚合物的成本相对较高，且直接使用高盐高硬度水所配制的聚合物溶液注入地层后，溶液中的高盐度会与地层粘土发生作用，导致粘土运移等，由此引起地层堵塞和压力上升。因此，海上油田聚合物驱油开发的技术关键之一是寻找尽可能保持聚合物溶液粘度，同时又不会引起地层损害的配制聚合物溶液用水。

纳滤膜技术是一种新型压力驱动膜分离技术。纳滤膜具有独特的选择分离性能，即有效去除溶液中二价、多价离子和分子量大于200道尔顿的有机物质，对一价离子的截留率远低于二价和多价离子，并且膜通量高、操作压力低。纳滤海水软化技术在油田注水开发中已有应用，大多以去除海水中易结垢的二价硫酸根离子后直接作为油田采油注入水为目的，如美国马拉公石油公司专利US4723603A1和美国GE公司专利US2004007358(A1)所公开的技术，均采用纳滤去除海水中易结垢的硫酸根离子，从而避免了注入海水中的硫酸根离子与油层中的高浓度二价阳离子反应生成沉淀，以及由此引起的油层中粘土的毛细通道堵塞和原油产量下降；以上专利均针对注水采油，即二次采油阶段；近年来，国内开展了纳滤技术用于配制驱油聚合物的三次采油的应用研究，中国专利申请号200910016067.3公开了一种用纳滤膜进行海水软化和采出水的深度处理，并通过清污混注或配聚驱油，降低油田采油集输系统与地层结垢的方法。中国专利申请号200710113282.6公开了一种将海水或苦咸水用于油田注水及配聚过程的方法，利用旋流和膜分离集成技术，降低矿化度和有机物含量等，将最终的产品水用于配制驱油聚合物溶液。现有技术均采用一级纳滤软化，由于海水体系具有较高的矿化度，采用现有商品化纳滤膜的一级纳滤软化装置的产水往往达不到油田配聚的水质需求，造成配制的聚合物溶液的粘度较低，聚合物干粉的使用量较大；并且为达到所需水量，一级纳滤过程需要采用较高的操作压力，或需要大大增加膜元件的数量等等，这些均导致成本大幅度增加。因此，海上油田注聚开发的关键环节之一就是开发合适的配制聚合物溶液用水，降低配聚用水的矿化度和硬度，有效地解决聚合物溶液粘度下降的问题，并降低注聚成本和后处理成本，提高采油过程经济效益，确保油田稳定生产。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种油田驱油用聚合物溶液的制备新工艺技术方案，采用超滤和两级纳滤的集成膜技术生产适合配聚的软化水，提高聚合物溶液的粘度。

为了实现上述目的，本发明的主体工艺步骤包括：

（1）将海水经过市售的电解制氯装置杀菌杀藻，并经过叠片式自清洗过滤器去除原水中粒径大于50～100μm的悬浮颗粒物和藻类，得到过滤海水；海水温度低时通过换热器与经除油处理的采出水换热，使过滤海水的温度升高到10℃以上；

（2）将过滤海水用低压泵输送至超滤装置，选用耐污染、截留分子量较小的超滤膜组件去除过滤海水中的微量悬浮物质、大分子有机物、残留油分、藻类和细菌，得到超滤产水；

（3）在第一级纳滤装置中，超滤产水由第一级高压泵加压，采用对二价阴离子具有高截留率、对二价阳离子具有低截留率的低压高通量纳滤膜元件，产生第一级纳滤产水和第一级纳滤浓水；第一级纳滤产水称为一级纳滤软化海水，其中的二价阴离子的总含量降低到200mg/L以下，第一级纳滤浓水简称一级纳滤浓水，直接排放；