[发明专利]离子液体辅助微波处理聚合物驱采出水的方法

说明书

本发明提供一种离子液体辅助微波处理聚合物驱采出水的方法，首先将离子液体溶液逐滴加入到聚合物驱采出水中，超声混合均匀；其次，将含有离子液体的聚合物驱采出水放置到2450MHz的微波源中，通过微波辐射处理以实现高效除油。本发明涉及的微波具有效率高、速度快、无污染和便于自动化控制的优点，而离子液体是一种无污染、不易燃、易回收、可反复多次循环使用的绿色液态盐，该物理化学方法的结合不仅能高效破乳，还能降低破乳成本、避免环境二次污染。

技术领域

本发明属于聚合物驱采油技术领域，具体涉及一种离子液体辅助微波处理聚合物驱采出水的方法。

背景技术

21世纪后，全球原油需求量平均每年增1.8％，且在今后的20年间，世界所需能源的80％都将来源于石油与天然气等化石燃料。然而，随着石油开采年限的增加，小而复杂的低渗透油田比例越来越大，据统计，近5年我国探明石油储量中低渗透油气田约占50～60％。由于低渗透油田最基本的特点就是流体渗透能力差、产能低，这给其开采提出了巨大的挑战，因此，如何合理有效地实现低渗透油田资源的开采，已成为石油工业可持续发展的关键。

为了提高这类油田的开发经济效益，八十年代中期，各大油田陆续采用化学驱采油，特别是聚合物驱，其水溶液注入油藏后可使驱替剂的粘度增大，以此来降低驱替介质的流速，增大注入水波及系数，扩大波及体积，从而改善驱油效率。该技术在长庆油田的延安、安塞、西峰、华池等区块得到了成功应用。

然而，随着聚合物驱采油年限的增加，采出水的成分变得复杂，其中残留的聚合物一方面能增强油水界面膜的机械强度，另一方面，增加连续相的空间位阻，进而致使含油污水的稳定性增强、油水分离难度加大。考虑到目前我国油田采出水主要回灌地下，如果处理不当会对地下水造成严重污染；与此同时，聚合物驱采出水中含有一定的原油，也是一种宝贵的二次资源，对其必须进行油品回收和资源化利用，否则将造成石油资源的浪费。

聚合物驱采出水具有处理难度大、费用高等特点，但随着环保法规的逐步完善，企业技术进步的要求，以及石油能源需求的逐步增长，其破乳处理技术已日益引起人们的关注和重视。因此，如何有效地处理和利用这些聚合物驱采出水成为各大油田企业迫切需要解决的问题。针对该问题，各油田分别采用化学法、超声波法、电脱水法及生物法等，但因聚合物的存在，以上技术的脱水除油效果均不显著。因而，探求高效、节能，环保的聚合物驱采出水破乳技术，将具有广阔的应用前景。

微波是一种高频电磁波，当其对乳状液进行辐射处理时，会形成高频变化的电磁场，一方面，使极性分子高速旋转，形成偶极子极化，此时，电磁能将转换为热能，进而引起乳状液整体升温，导致液珠的布朗运动加剧，促进其碰撞、絮凝、聚结、聚并；另一方面，外加电场能降低液滴表面双电层的排斥势能，促进油、水分离；此外，微波还存在“非热效应”，使油样中的非极性分子磁化后形成漩涡电场，进而减弱分子间的作用力，最终促使油样组分和溶解度发生变化。

因微波加热具有效率高、速度快、无污染和便于实现过程的自动化控制等优点，近几十年来引起了学者们广泛关注。Elisangela et al.对W/O型乳状液进行微波破乳研究，结果发现，微波辐射作用促使油水界面上的酸性组分迁移到连续相中，进而导致界面膜机械强度降低；Bruno et al.利用激光散射分析仪，对比分析了微波辐射法与重力沉降法对W/O型乳状液的破乳效率，研究表明，微波破乳具有高效性。

尽管如此，单独应用微波破乳往往达不到标准，还需要与化学法联合使用，而微波化学法中常用的化学剂为无机盐。夏立新等报道了无机盐对微波破乳效果的影响规律，实验结果显示，无机盐能在很大程度上提高微波破乳效率；Palou et al.揭示了无机盐主要通过压缩油滴表面的双电层及增大连续相的电导率来促进微波加热效率；Binner et al.分析了含盐量对W/O型乳状液破乳效率的影响，发现随着盐浓度增加，油水分离时间减少。然而，大量使用无机盐会导致管线设备等腐蚀结垢更为严重。

发明内容