专利名称：：一种消除碳酸盐颗粒物导致含聚合物采出液或采出水分离困难的方法
技术领域：
：本发明涉及采油领域中一种用于含聚合物采出液和采出水的化学处理方法，尤其是一种消除碳酸盐颗粒物导致含聚合物采出液和采出水分离困难的方法。
背景技术：
：作为一种可大幅度提高原油采收率的实用技术，聚合物驱技术近年来得到了大规模应用，采收率提高幅度可达10%以上，对提高原油采收率和增加原油产量起了重要作用。在大幅度提高原油采收率的同时，部分聚合物驱技术的应用也给采出液和采出水的分离带来了新的问题。在一些聚合物驱矿场试验中，由于聚合物驱注入液与油藏水之间存在配伍性差的问题，聚合物驱注入液与油藏水在油藏中混合后所形成的混合水过饱和，所析出的碱土金属的碳酸盐颗粒物不仅造成油藏孔道的堵塞和油井产液量下降，还使得采出液水相中悬浮固体含量增大，造成采出水处理和回注困难，部分尺度小于1Um的胶态碳酸盐微粒还会吸附到油水界面上，所形成的空间位阻常导致油珠和水滴之间聚并困难，造成含聚合物采出液油水分离困难。目前解决含聚合物采出液油水分离问题的主要手段是在采出液处理过程中投加以聚醚为主要活性物的破乳剂，存在的缺陷主要是破乳剂不能使吸附在油水界面上的碳酸盐微粒全部离开，在采出液中碳酸盐微粒含量大的情况下油珠之间难以聚并成大油珠，造成采出液分离困难，分离出的采出水含油量过高。目前解决含聚合物采出水处理问题的主要手段包括化学混凝-絮凝、重力沉降、离心沉降、气浮选、深床过滤，均能够经济有效地解决不存在碳酸盐过饱和问题的含聚合物采出水的处理问题。对于存在碳酸盐过饱和问题的含聚合物采出水，化学混凝-絮凝法尽管能够有效去除含聚合物采出水中的悬浮颗粒物，但存在加药量高和产生大量具有环境危害性的絮凝产物的问题。由于碳酸盐沉淀析出是一个缓慢持续的过程，对于存在碳酸盐过饱和问题的含聚合物采出水单独采用重力沉降、离心沉降、气浮选、深床过滤等物理方法即便能够将含聚会物菜,屮7^由的師鈴物右教*险-^友龙薪析,屮的碟酴处顿鈴物诰成处理后含聚合物采出水中悬浮固体含量反弹升高的问题。
发明内容本发明的目的是提供一种消除碳酸盐颗粒物导致含聚合物采出液和采出水分离困难的方法。该方法的原理是向含聚合物采出液中投加酸剂，通过防止含聚合物采出液水相中碳酸盐过饱和，抑制碳酸盐颗粒物的产生，从源头上消除碳酸盐颗粒物给含聚合物采出液油水分离和采出水处理造成的困难。下表1中给出了2007年9月大庆油田第一采油厂北1-6-P26井含聚合物采出水的水质数据。表2中给出了根据表1中的水质数据采用DownholeSat(w软件计算的采出水中各种无机盐的瞬时过饱和量。2007年9月北1-6-P26井含聚合物驱采出水的水质数据表1测试项目测试数据测试项目测试数据<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>含聚合物驱采出水中各种无机盐类的瞬时过饱和量表2<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>由上表2中可见，2007年9月北1-6-P26井含聚合物采出水存在多种无机盐过饱和的现象，其中过饱和量最大的是碳酸钙。附图2中给出了用平均孔径为0.45um的醋酸纤维膜过滤的北1-6-P26井含聚合物采出水在40'C下经过144h老化后的悬浮颗粒粒径分布测试结果。由附図9由mip—出；卄4t佥黎仝物求.屮7k由碟齢处4计饱和，其在40。C下经过长时间放置可析出大量粒径小于3.1Pm的固体颗粒，其中尺寸小于lum的胶态微粒占颗粒总体积的44%。附图3附图5中给出了2007年9月从北1-6-P26井含聚合物采出液中分离出的具有油水界面活性的悬浮固体微粒的傅立叶变换红外光谱测试曲线、扫描电子显微镜照片和能量色散X射线测试曲线。由附图3中可确定出2007年9月从北1-6-P26井含聚合物采出液中分离出的具有油水界面活性的颗粒物的主要成分是碳酸盐，其中只含有少量硅酸盐/二氧化硅、硫酸盐和聚丙烯酰胺。由附图4中可见，2007年9月从北1-6-P26井含聚合物采出液中分离出的具有油水界面活性的悬浮固体微粒主要是尺寸在400nm以下具有天然方解石平行六面体形状的颗粒。下表3中给出了由附图5中的能量色散X射线测试曲线计算得到的2007年9月从北1-6-P26井含聚合物采出液中分离出的具有油水界面活性的颗粒物的化学成分。含聚合物采出液中分离出的具有油水界面活性的颗粒物的化学成分表3<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表3中可见，2007年9月从北1-6-P26井含聚合物采出液中分离出的具有油水界面活性的颗粒物中含量最高的元素为氧、碳和钙，结合上述红外光谱和扫描电子显微镜测试数据，可确定2007年9月从北1-6-P26井含聚合物采出液中分离出的具有油水界面活性的颗粒物的主要成分为碳酸钙。下表4中给出了2007年9月北1-6-P26井含聚合物采出水和该7k烊田由谅^畺被浙忖被丰除县玆師来M县至iI的衬被该#胎7k胎气原油乳化成含水率为70%的模拟采出液，模拟采出液在4CTC下静置沉降4h后的水相残余乳化油量。北1-6-P26井含聚合物采出水中可过滤性悬浮颗粒对模拟采出液在4(TC下静置4h后水相含油量的影响表4水样4h水相残余乳化油量，mg/1原水14219过滤水2692由表4中可见，北1-6-P26井含聚合物采出水中含有可被滤纸截留且具有界面活性的悬浮物，除掉这些悬浮物后的含聚合物采出水与原油乳化形成的模拟含聚合物采出液的油水分离难度比直接用含聚合物采出水与原油乳化形成的模拟含聚合物采出液的油水分离难度明显降低，其中4h的水相残余乳化油量由14219mg/l降低到2692mg/l，降低幅度为81%。综合上述数据，含聚合物采出液因水相中碳酸盐过饱和导致产生固体微粒吸附在油水界面上，加上采出液中的聚丙烯酰胺与吸附在油水界面上的固体微粒之间的相互作用，形成了阻碍油珠之间相互聚并的空间位阻，是导致含聚合物采出液油水分离困难的一个重要原因。本发明的技术方案是该消除碳酸盐颗粒物导致含聚合物采出液或采出水分离困难的方法，是向含聚合物采出液中投加酸剂，每升采出液水相中酸剂的投加量为100mg2000mg。上述方法的实施方式为在油井油套环形空间、油井掺水管线、油气分离器/三相分离器进液管线和游离水脱除器进液管线位置处投加酸剂；含聚合物采出液的水相聚合物含量〉20mg/l;酸剂为下列药剂中的一种或两种以上的复配物氯化氢(盐酸)、磷酸、甲酸、乙酸、2-膦酸丁垸-l，2，4三羧酸、氨基三甲叉膦酸、羟基亚乙基二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸。本发明具有如下有益效果本发明公开了一种通过在含聚合物采出液中投加酸剂抑制含聚合物采出液因其水相碳酸盐过饱和产生胶态微粒导致采出水中悬浮固体含量增大和采出液油水分离困难的方法。采用该方法可以有效防止含聚合物采出液水相中碳酸盐的析出，显著改善含聚合物采出液的油水分离特性，降低含聚合物采出水的处理难度。其中投加的酸剂可降低含聚合物采出液水相中的pH值，不仅将碳酸根全部或部分转换为碳酸氢根或碳酸，防止碳酸盐微粒的形成，还可将采出液中原有的部分碳酸盐溶解，防止这些微粒吸附在油水界面上阻止油珠和水滴之间的聚并。为克服单一种类的酸剂对含聚合物采出液水相中的某些种类的碳酸盐的溶解能力差或对钢材腐蚀性过强导致所需加药量和处理费用过高的缺陷，可将两种或两种以上酸剂复合在一起使用。从溶解碳酸盐的作用效果看，各种络合剂的复配比例可以是任意的都能达到本发明的效果，因为都是酸剂，它们对本发明的作用和贡献是一样的。附图1是酸剂的加药点设置，图中1-油井井口的采油树，2-酸剂的加药装置，3-掺水加热炉，4-油气分离器或油气水三相分离器，5-游离水脱除器(罐)，6-脱水器(罐)；图2是北1-6-P26井含聚合物采出水中悬浮固体颗粒的粒径分布；图3是北1-6-P26井含聚合物采出液中具有油水界面活性的悬浮固体微粒的傅立叶变换红外光谱测试曲线；图4是北1-6-P26井含聚合物采出液中具有油水界面活性的悬浮固体微粒的扫描电子显微镜照片；图5是北1-6-P26井含聚合物采出液中具有油水界面活性的悬浮固体微粒的能量色散X射线测试曲线。具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明附图1中给出了适合在含聚合物采出液中投加酸剂的4个位置，按油井采出液的流动方向从上游到下游的加药位置依次为1、油井油套环形空间从该加药点投加酸剂的优点是药剂在油水机械乳化和不同油井采出液相互掺混之前就加入到从地层中流入到井筒中的流体中，可使酸剂的作用得到最充分的发挥；2、油井掺水管线从该加药点投加酸剂的优点是药剂在不同油井采出液相互掺混前就加入到单井采出液中，便于酸剂作用的发挥，而且药剂投加点少，方便运行和管理；3、油气分离器/三相分离器进液管线从该加药点投加酸剂的优点是药剂投加点少，方便运行和管理；4、游离水脱除器器进液管线从该加药点投加酸剂的优点是药剂投加点少，方便运行和管理及伴生天然气中二氧化碳等酸性气体含量低。上述4个加药点应根据碳酸盐颗粒物造成采出液油水分离困难的程度、地面集输系统的规模及具体的地面集输工艺参数来选择。单从作用效果看，宜按油井油套环形空间、油井掺水管线、油气分离器/三相分离器进液管线、游离水脱除器器进液管线的优先顺序来选择加药点。实施例l、取10个容量为1000ml的细口玻璃瓶，在其中的9瓶中分别加入1.5g表5中规定数量的酸剂后分别接取1000ml从北l-6-P26井含聚合物采出液中分离出的游离水，另用容量为250ml的玻璃细口瓶取200ml游离水测试其悬浮固体含量；5h后用注射器从细口瓶中水面下方60mm处取水样100ml测试其悬浮固体含量。按上述步骤测试的含聚合物采出水中的悬浮固体含量见表5。对比表5中的含聚合物采出水中悬浮固体含量测试数据可见，在含聚合物采出水中投加1500mg/l表5中的无机酸和有机酸可使其经过5h4(TC静置沉降后的悬浮固体含量由140mg/l降低到16mg/l—60mg/1。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例2、在10个容量为450ml的玻璃配方瓶中分别加入280g从北1-6-P26井含聚合物采出液中分离出的游离水样，在其中的9个配方瓶中的水样中加入2000mg/l表6中规定数量的酸剂并混匀后向上述9个配方瓶中加入120g从北1-6-P26井采出液中分离出来的乳化原油，置于水温为4(TC的水浴中静置24h;将盛有油水样的配方瓶置于PolytronPT3000型均化仪上在转速为20，000r/min的转速下乳化2min;将配方瓶置于水温为4(TC的水浴中静置，4h后将配方瓶从水浴中取出，上下颠倒2次后放回到水浴中，2min后用玻璃注射器从配方瓶中部取约30ml水样测试其含油量记作残余乳化油量；用配有长针头的注射器将配方瓶中的底水抽尽后将配方瓶上下手振20次，从中倒出20g乳化油样测试其含水率。按上述步骤测试的水相残余乳化油量和油相含水率数据见表6。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>对比表6中的水相残余乳化油量可见，在含聚合物采出水中投加2000mg/l表6中的无机酸和有机酸可使模拟含聚合物采出液经过4h4(TC静置沉降后的水相残余乳化油量由15182mg/l降低到43mg/l270mg/l;由表6中的4h油相含水率测试数据对比可见，在含聚合物采出水中投加2000mg/l表6中的无机酸和有机酸可使模拟采出液经过4h40。C静置沉降后的油相含水率由18.5%降低到11.4%16.3%。实施例3、用平均孔径为0.45um的醋酸纤维膜过滤从北1-6-P26井含聚合物采出液中分离出的游离水；取20个容量为500ml的细口玻璃瓶，在其中分别加入500ml上述膜滤水；在其中的19瓶水样中分别加入表7中的不同种类的酸剂后将其置于温度为4(TC的空气浴中静置并开始计时；72h时将细口玻璃瓶上下手振50次使其内的水样混合均匀，用注射器从中抽取100ml水样测试其悬浮固体含量。按上述步骤测试的含聚合物采出水中的悬浮固体含量见表7。酸剂对含聚合物采出水的稳定作用表7<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表7中的老化膜滤水的悬浮固体含量测试数据可见，在不投加酸剂的情况下膜滤后的含聚合物采出水经过72h4CTC老化后再次膜滤测定的悬浮固体含量高达38mg/l;而在投加100mg/l2000mg/l表7中的酸剂的情况下，膜滤后的含聚合物采出水经过72h4(TC老化后的悬浮固体含量均在30mg/1以下。上述现象表明，在含聚合物采出水中投加酸剂可有效抑制其中无机固体颗粒物的析出。实施例4、用平均孔径为0.45um的醋酸纤维膜过滤从北1-6-P26井含聚合物采出液中分离出的游离水；取20个容量为450ml的玻璃配方瓶，分别加入280g上述膜滤水；在其中的19瓶中加入表7中规定数量的酸剂后将上述配方瓶置于温度为40°C的空气浴中静置并开始计时；72h时在各配方瓶中分别加入120g从北1-6-P26井采出液中分离出来的乳化原油后，将其置于水温为4(TC的水浴中静置lh;将盛有油水样的配方瓶置于PolytronPT3000型均化仪上在转速为20，000r/min的转速下乳化2min;将配方瓶置于水温为4(TC的水浴中静置，4h后将配方瓶从水浴中取出，上下颠倒2次后放回到水浴中，2min后用玻璃注射器从配方瓶中部取约30ml水样测试其含油量记作残余乳化油量；用配有长针头的注射器将配方瓶中的底水抽尽后将配方瓶上下手振20次，从中倒出20g乳化油样测试其含水率。按上述步骤测试的水相残余乳化油量和油相含水率数据见表8。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>水中投加100mg/l1000mg/l表8中的酸剂可使其经过72h4(TC老化后与从北1-6-P26井采出液中分离出来的乳化原油乳化制备的模拟含聚合物采出液经过4h40。C静置沉降后的水相残余乳化油量由19941mg/l降低到627mg/1以下；由表8中的lh油相含水率测试数据对比可见，在含聚合物采出水中投加100mg/l1000mg/l表8中的酸剂可使其经过72h4(TC老化后与脱水脱气原油乳化制备的模拟采出液经过4h40'C静置沉降后的油相含水率由19.6%降低到18.2%以下。权利要求1、一种消除碳酸盐颗粒物导致含聚合物采出液或采出水分离困难的方法，其特征在于向含聚合物采出液中投加酸剂，每升采出液水相中酸剂的投加量为100mg～2000mg。2、根据权利要求1所述的消除碳酸盐颗粒物导致含聚合物采出液和采出水分离困难的方法，其特征在于在油井油套环形空间、油井掺水管线、油气分离器/三相分离器进液管线和游离水脱除器进液管线位置处投加酸剂。3、根据权利要求1所述的消除碳酸盐颗粒物导致含聚合物采出液或采出水分离困难的方法，其特征在于含聚合物采出液的水相聚合物含量〉20mg/1。4、根据权利要求1所述的消除碳酸盐颗粒物导致含聚合物采出液和采出水分离困难的方法，其特征在于酸剂为下列药剂中的一种或两种以上的复配物氯化氢、盐酸、磷酸、甲酸、乙酸、2-膦酸丁垸-1，2，4三羧酸、氨基三甲叉膦酸、羟基亚乙基二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸。全文摘要本发明公开了一种消除碳酸盐颗粒物导致含聚合物采出液和采出水分离困难的方法。该方法的特征在于向含聚合物采出液中投加无机酸或有机酸。该方法防止或消除含聚合物采出液水相中二价金属离子的碳酸盐过饱和，抑制碳酸盐颗粒物的产生，从源头上消除碳酸盐颗粒物给含聚合物采出液和采出水分离造成的困难。文档编号C09K8/588GK101235282SQ20081000087公开日2008年8月6日申请日期2008年1月25日优先权日2008年1月25日发明者乔丽艳,刘文杰,迪吴,孙福祥,孟祥春,翀王,赵凤玲申请人:大庆油田有限责任公司;大庆油田工程有限公司