Sagd生成水的脱油的制作方法
【专利说明】SAGD生成水的脱油
[0001] 本申请是以下申请的分案申请：申请日：2010年12月15日；【申请号】 201080064235. 7 (PCT/US2010/060448);发明名称："SAGD生成水的脱油"。 发明领域
[0002] 本发明涉及含油水（oilywater)脱油的方法，所述含油水包括从油砂开采及其它 油和气采收操作中获得的过程水（processwater)。更特别地，本发明涉及其中采用由天然 产品制成的温和天然凝结剂使含油废水净化的方法。
[0003] 发明背景 蒸汽辅助重力泄油（SAGD)法通常用作增强采油技术，用于生成重质原油和沥青，尤其 在油砂工程中。在此方法中，钻探两个平行水平井。上面的井将蒸汽注入地层，且下面的井 收集流出该地层的加热的原油或沥青连同来自注入的蒸汽冷凝的水。将此冷凝的蒸汽和油 栗送至表面，在该表面将油分离，留下含油/水混合物称为〃生成水（producewater) 〃。每 桶回收油产生大略三桶此含油和含沥青的过程水。需要回收并再利用所述水来降低操作成 本并使环境问题最小化。最终将所述过程水再循环至SAGD方法中使用的蒸汽发生器，但是 其必须首先净化并与大量悬浮和乳化的油、沥青及其它杂质像盐、硅石等分离。
[0004] 所述SAGD生成水一般含有约1-60%固体且温度约为95°C。因此难以提供此SAGD 生成水的有效净化。
[0005] 另外，水力压裂或压裂可用来启动天然气在低渗透性储层中的生产和再促进在较 旧的井中的生产。这些方法产生数百万加仑的所谓压裂水（fracwater)。一经完成压裂， 压裂水被石油残渣污染且被返回至存储槽用于去污。轻的非水相液体可通过分离与压裂水 分离，留下含有含油残渣的下层受污染的压裂水，在将所述水以环境上可接受的方式排放 之前必须将所述含油残渣分离。
[0006] 发明简沐 在一方面，本方法涉及含油水的处理，所述处理包含在含油水中加入选自单宁酸和壳 聚糖的有效量的天然凝结剂。另外，也可加入阳离子或阴离子絮凝剂。
[0007] 基于目前可用的数据，所述处理可应用于蒸汽辅助重力泄油操作的生成水和来 自水力离心力压裂操作的压裂水。在另一实施方案中，如此处理的含油水用机械分离法 分离，比如用浮选、过滤、反渗透、旋流、重力分离和离心力分离装置，比如可购自Enviro VoraxialTechnology，FortLauderdale，Florida的 "Voraxial?" 分离装置。
[0008] 含油水的pH可任选调至约2-8的范围，且在本发明的一方面，随后将天然凝结剂 加入含油水。在另一实施方案中，在将天然凝结剂加入含油废水之后将含油废水的pH调至 约6. 5-10之间。另外，在本发明的另一示例性方面中，在将所述废水的pH调至约6. 5-10. 0 的步骤之后将阳离子絮凝剂和/或阴离子絮凝剂加入所述含油废水。
[0009] 发明详沐 在本发明的一个实施方案中，由天然产品比如单宁酸和壳聚糖等制成环境温和的凝结 剂用来处理来自沥青砂SAGD操作的含油生成水以及来自其它油和气生产操作的生成水和 压裂水。在另一实施方案中，所述天然产物凝结剂可结合阳离子和/或阴离子絮凝剂使用 来处理含油水。所述环境温和的凝结剂可经或未经pH调节而使用。
[0010] 在另一示例性实施方案中，所述处理程序可结合传统机械油和水分离装置方法应 用，比如水力旋流分离器、溶解气浮装置（DAF)、夹带气浮装置（EAF)、诱导气浮装置（IGF)、 重力过滤器、API分离器和离心力分离器，比如Voraxial?牌分离器。
[0011] 在本发明的一方面，将含油的生成水的pH调至约2-8之间。然后，将基于单宁酸 或壳聚糖的凝结剂加入所述水中，剂量范围在约0. 5至约1，000ppm。然后使所述水反应约 15-90秒。然后将所述水的pH调至约6. 5-10之间。在另一实施方案中，此pH调节之后，加 入剂量范围为0.5-100ppm的阳离子絮凝剂。使所述阳离子絮凝剂反应2-40秒。在另一 示例性实施方案中，在加入阳离子絮凝剂之后，加入剂量范围为〇. 5-100ppm的阴离子絮凝 剂。使所述阴离子絮凝剂反应0-30秒，并使水相与油相分离。在其它实施方案中，将如此 处理的含油废水进料至如上文提到的机械分离装置以分离油和水相。
[0012] 在另一示例性实施方案中，使用了如上所述的凝结剂和絮凝剂，但是没有对水做pH调节。在另一实施方案中，使用了如上所述的凝结剂和絮凝剂，但是pH调节仅在以下 步骤之一中进行：加入基于单宁酸或壳聚糖的凝结剂之前的步骤或者加入凝结剂之后的步 骤。
[0013] 至于可用作所述温和天然产物凝结剂之一的示例性单宁酸，这些可从全世界发现 的多种木材和植物材料中获得。单宁酸是一大组水溶性复杂有机化合物，其天然出现在许 多植物的叶、枝、皮、木材和果实中且一般通过从植物物质中提取而获得。单宁酸的组成和 结构会依来源和提取方法而变化，但是一般的经验公式表示为C76H52046。可从中得到单宁酸 的皮的实例是金合欢、红树、橡树、桉树、铁杉、松树、落叶松和柳树。木材的实例是白坚木、 栗木、橡木、荆木（mimosa)和斑纹漆木（urunday)。果实的实例是诃子、橡子、divi-diva、 tara和阿卡洛比拉（algarrobilla)。叶的实例是漆树叶和黑儿茶。根的实例是薯截和棕 榈。
[0014] 在本发明的一方面，采用了含单宁酸的水溶性或分散性聚合物组合物，所述组合 物包含单宁酸和阳离子单体的共聚物。在本发明的另一实施方案中，所述含单宁酸的水溶 性或分散性聚合物组合物包含单宁酸；阳离子单体和选自阴离子单体和非离子单体的任选 单体的聚合物。这些单宁酸聚合物描述于美国专利5, 916, 991。
[0015] 如美国专利' 991所陈述，阳离子单体选自乙烯式不饱和季铵、鱗或锍离子。典型 的阳离子单体是二烷基氨基烷基（甲基）丙烯酰胺、二烷基氨基烷基（甲基）丙烯酸酯的 季铵盐和二烯丙基二烷基氯化铵。
[0016] 示例性阳离子单体包括二乙基氨基乙基丙烯酸酯的甲基氯季盐、二乙基氨基乙基 丙烯酸酯的二甲基硫酸盐、二甲基氨基乙基丙烯酸酯（AETAC)、二甲基氨基乙基甲基丙烯酸 酯（MADAME)、二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯（METAC)、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、二甲 基氨基丙基丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵和二烯丙基二乙基氯化铵。
[0017] 阴离子单体（当存在时）选自乙烯式不饱和羧酸或磺酸官能团。这些单体包括但 不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基乙酸、衣康酸、马来酸、烯丙基乙酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯 酰胺基-2甲基丙磺酸（AMPS?)和3-烯丙氧基-2羟基丙磺酸及它们的盐。
[0018] 所述非离子单体（当存在时）选自乙烯式不饱和非离子单体，其包含但不限于丙 烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基-丙烯酰胺；低级烷基（Q-Q)酯， 包括乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯；羟基化低级烷基（Q-Q)酯， 包括羟乙基丙烯酸酯、羟丙基丙烯酸酯和羟乙基甲基丙烯酸酯；烯丙基缩水甘油醚；和聚 乙二醇、聚丙二醇的乙氧基化烯丙基醚和丙氧基化丙烯酸酯。优选的非离子单体是烯丙基 缩水甘油醚和丙烯酰胺。
[0019] 假如产生的含单宁酸的聚合物仍为水溶性或分散性，且阳离子、非离子和阴离子 单体和单宁酸的总重量百分数合计100%，产生的含单宁酸的聚合物含