一种降低油田采出水粘度并同时杀菌的方法技术

本发明专利技术公开了属于环境保护技术领域的一种降低油田采出水粘度并同时杀菌的方法。具体包括采用电离辐照处理所述油田采出水或者采用电离辐照与双氧水联合处理所述油田采出水，即能降低油田采出水粘度并同时杀菌；其中电离辐照包括高能电子束和γ射线。本发明专利技术方法简便高效、安全性良好，不增加油田采出水的离子浓度和盐度，不会产生污泥等二次污染物。

A method of reducing the viscosity of produced water and sterilizing at the same time

【技术实现步骤摘要】
一种降低油田采出水粘度并同时杀菌的方法
本专利技术属于环境保护
，特别涉及一种降低油田采出水粘度并同时杀菌的方法。
技术介绍
石油被称为“工业的血液”，是重要的能源和化工原料。提高现有油田的原油开采量对于减少我国对外原油进口，确保国家能源安全具有重要意义。油田采出水为伴随这采油作业产生的污水。目前我国大部分油田已经进入到开采的中后期，由一次采油、二次采油向三次采油阶段过渡，采出水量逐年增大。在三次采油技术中，以聚合物驱油和三元复合驱油应用最为广泛，产生大量的含聚污水和三元污水。聚合物驱油是在水中加入聚丙烯酰胺等高分子聚合物增加配聚体系的粘度和粘弹性，改善流度比，提高驱油体系的波及面积，进而提高原油采出率。三元污水也称三元复合驱污水，是在注入水中加入碱剂(A)、表面活性剂(S)和聚合物(P)三者复合作为驱油剂来提高原油采收率的方法。同时，石油钻采压裂施工作业产生大量的压裂返排液污水，这些统称为油田采出水。油田采出水通常采用混凝沉降+过滤工艺去除原油和悬浮物浓度，再经杀菌处理后，重新作为地层采油回注水使用。这不仅可节省淡水资源、减少环境污染，而且采出水温度高、与地层配伍性好有利于驱油。但是，油田采出水中均含有较高浓度的聚合物，高浓度的聚合物使采出水的粘度增加、乳化程度提高，使油水分离难度困难，显著降低了沉降过滤工艺的处理效果，使其出水难以满足回注水质标准。目前研究较多的聚合物降粘技术有芬顿氧化、超声波、加入化学药剂破乳降粘等化学法以及生物法。油田采出水含油量高、成分复杂、聚丙烯酰胺具有极强的生物抗性，难以被生物降解。现在的化学方法大多需要加入化学药剂，不仅费用较高，而且进一步增加了油田采出水的离子浓度和盐度，影响回注水的质量。超声波处理降粘效果不甚理想，刘新亮等(刘新亮，蔺爱国，尹海亮，张菅，杨建刚，超声波降解含聚油田污水的研究，工业水处理34(3)(2014)71-74)采用超声波处理胜利油田含聚污水(粘度为2.49mPa.s)。在温度为20℃，微波功率为300W，超声频率为45kHz，超声处理60min的条件下，污水粘度降为1.47mPa.s，远高于相同温度下纯水的粘度(1.01mPa.s)。另外，油田采出水杀菌也是满足回注要求的重要步骤。油田采出水中存在的硫酸盐还原菌、腐生细菌和铁细菌等微生物会严重腐蚀钻采设备和回注水处理管线，堵塞管道和损害油层。因此，油田采出水必须进行杀菌处理后，才能回注到地下。目前采用的方法是加入次氯酸钠、季铵盐等各种杀菌剂以及紫外线杀菌等。杀菌剂的费用较高，而且与驱油聚合物一起使用时会影响回注水的粘度稳定性、增加回注水的含盐量。紫外线的穿透能力较弱，而且采出水中油类等物质吸收紫外线，影响杀菌效果。紫外线处理油田采出水降粘和杀菌各有研究。刘德俊等人(刘德俊，申龙涉，刘雨丰，紫外线-变频技术联合杀菌在油田水处理中的应用，水处理技术33(4)(2007)46-49)研究将紫外线与变频电磁波联合对油田采出水的处理效果。硫酸盐还原菌的数量由103个/mL减少到10个/mL，仍可检测出硫酸盐还原菌。而且作者指出，为保证紫外线装置的杀菌效果，需严格控制杀菌前油田采出水的含油量及浊度。魏超等(魏超，魏利，赵云发，李春颖，魏东，刘璞，紫外技术应用于油田含聚采出水快速降粘的研究，环境科学与管理42(7)(2017)69-73)研究紫外对油田含聚污水的降粘效果，30min处理后污水粘度由2.902mPa·S降低为1.096mPa·S。研究没有提及实验温度，无法确知粘度是否降到与同温度下纯水一致。综上可见，降粘和杀菌是处理油田采出水满足回注要求的必要手段，目前，降粘和杀菌通常采用不同的技术处理，药剂消耗量较大，不仅费用较高，而且增加了油田采出水的含盐量，影响回注水的质量。本领域迫切需要一种既能有效降低油田采出水粘度并同时高效杀菌的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降低油田采出水粘度并同时杀菌的方法，具体技术方案如下：一种降低油田采出水粘度并同时杀菌的方法，包括采用电离辐照处理所述油田采出水或者采用电离辐照与双氧水联合处理所述油田采出水，即能降低油田采出水粘度并同时杀菌。所述采用电离辐照与双氧水联合处理所述油田采出水的具体操作为：将双氧水加入到油田采出水，然后进行电离辐照处理。所述双氧水浓度≥10mmol/L，双氧水用量≥1.1mL/L油田采出水。优选地，所述双氧水浓度为20～100mmol/L，双氧水用量为2.2～11mL/L油田采出水。本专利技术所述油田采出水是指伴随采油作业采出的经原油脱水分离后的含油污水，包括含聚污水、三元污水和压裂返排液污水中的一种或多种。其中，含聚污水为聚合物驱油产生的污水，三元污水为三元复合驱油产生的污水，压裂返排液污水为石油钻采压裂施工作业产生的洗井废水等。本专利技术所述电离辐照是使被作用的物质发生电离的一种辐照，包括高能电子束或γ射线。本专利技术所述电离辐照采用本
公知的装置或设备实现。其中，所述高能电子束由电子加速器等装置产生，所述γ射线由放射性同位素Co60或Cs137衰变产生。所述电离辐照的吸收剂量≥1kGy；优选地，所述电离辐照的吸收剂量为2.5～10kGy。所述采用电离辐照处理所述油田采出水的具体操作为：将所述油田采出水放置在高能电子束的扫描靶窗或者γ射线源附近，以进行电离辐照处理。所述杀菌包括杀灭硫酸盐还原菌、铁细菌和腐生细菌。本专利技术所述电离辐照可以在任何适宜的温度下进行。在一些实施方案中，电离辐照在常温状态下进行。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术利用能量高、穿透力强的高能电子束或γ射线处理油田采出水，通过高能射线与聚合物的直接作用，以及水分子受到高能辐射后产生的羟基自由基·OH、水合电子eaq-等活性粒子与聚合物反应的间接作用实现水中聚合物的降解，油田采出水粘度的降低。(2)本专利技术电离辐照产生的高能射线可以直接作用于DNA等生物大分子，引起生物大分子的电离和激发，致使微生物细胞死亡；同时，水分子辐照分解产生的·OH、eaq-等活性粒子通过氧化还原作用，破坏微生物的DNA、RNA及细胞组织；从而实现杀菌消毒的目的。(3)本专利技术将双氧水与电离辐照技术结合去处理油田采出水，可显著提高·OH等活性粒子的浓度，强化聚合物的降解和杀菌消毒效果，提高降粘杀菌效率；而且双氧水分解产物为水和氧气，不会增加油田采出水的离子浓度和含盐量。(4)本专利技术利用电离辐照技术处理油田采出水具有以下优势：1)通常在常温常压下进行，应用方便；2)能同时实现降粘杀菌且效率高、反应速度快，无需采用两种处理技术或加入降粘剂和杀菌剂两种药剂；3)无需或仅需加入少量化学试剂，不增加油田采出水的离子浓度和盐度，不会产生污泥等二次污染物；4)电子加速器带有自屏蔽装置，γ射线屏蔽与防护技术日趋成熟，二者均已在多个领域获得应用，具有良好的安全性。(5)利用本专利技术提供的方法，能有效将油田采出水粘度降低到相同温度下纯水的粘度，同时完全杀灭油田采出水中的硫酸盐还原菌、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低油田采出水粘度并同时杀菌的方法，其特征在于，包括采用电离辐照处理所述油田采出水或者采用电离辐照与双氧水联合处理所述油田采出水，即能降低油田采出水粘度并同时杀菌。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低油田采出水粘度并同时杀菌的方法，其特征在于，包括采用电离辐照处理所述油田采出水或者采用电离辐照与双氧水联合处理所述油田采出水，即能降低油田采出水粘度并同时杀菌。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用电离辐照与双氧水联合处理所述油田采出水为：将双氧水加入到油田采出水，然后进行电离辐照处理。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述油田采出水包括含聚污水、三元污水和压裂返排液污水中的一种或多种。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电离辐照包括高能电子束或γ射线。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高能电子束由电子加速器产生，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建龙，初里冰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11