申請(qǐng)日2015.10.08
公開(kāi)(公告)日2015.12.30
IPC分類(lèi)號(hào)C02F103/10; C02F11/14
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含聚污泥的分散及處理方法。該分散及處理方法，包括如下步驟：1)將含聚污泥與水配置成懸浮液，再將所述懸浮液依次進(jìn)行剪切攪拌和研磨，得到含聚污泥顆粒;2)將步驟1)所得含聚污泥顆粒、污泥分散劑與聚合物溶液混合，進(jìn)行攪拌，完成所述含聚污泥的分散;其中，所述聚合物溶液為聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物驅(qū)油劑的水溶液。該方法借助機(jī)械剪切和研磨手段，將含聚污泥顆粒尺寸降低到與地層孔道相匹配的級(jí)別，利用聚合物溶液自身粘度、以及高分子分散劑使污泥顆粒穩(wěn)定懸浮于聚合物溶液中，形成可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定分散的含聚污泥/聚合物懸浮液，在聚合物驅(qū)油和回注調(diào)剖方面具有良好的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種含聚污泥的分散方法，包括如下步驟：
1)將含聚污泥與水配置成懸浮液，再將所述懸浮液依次進(jìn)行剪切攪拌和研磨， 得到含聚污泥顆粒;
2)將步驟1)所得含聚污泥顆粒、污泥分散劑與聚合物溶液混合，進(jìn)行攪拌，完 成所述含聚污泥的分散;
其中，所述聚合物溶液為聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物驅(qū)油劑的水溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟1)中，所述含聚污泥與 水的質(zhì)量比為1:1～1:5;
所述剪切攪拌步驟中，剪切攪拌的速度為1000～3000rpm;
剪切攪拌的時(shí)間為5～15min;
所述研磨步驟中，研磨速度為3000～6000rpm;
研磨的時(shí)間為3～10min;
研磨時(shí)的進(jìn)料速度為2～10L/min;
所述含聚污泥顆粒的粒徑中值為10～50μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步驟2)中，所述污泥分 散劑為丙烯酸-丙烯酸羥丙酯類(lèi)共聚物，數(shù)均分子量為3000～20000;
所述聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物驅(qū)油劑為線性高分子質(zhì)量型、疏水締合型、多支化高抗 鹽型或弱交聯(lián)型聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物驅(qū)油劑;
所述聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物驅(qū)油劑的數(shù)均分子量均為1000～3000萬(wàn);
所述聚合物溶液的濃度為1000～2000mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述步驟2)中，含聚污 泥顆粒與所述污泥分散劑的質(zhì)量比為100：1～100：5;
所述攪拌步驟中，攪拌的速度為500～1500rpm;
攪拌的時(shí)間為10～40min;
所述含聚污泥顆粒在所述步驟2)體系中的濃度為50～700mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：所述步驟1)和步驟2) 均在20～50℃下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：所述步驟1)中，所述含 聚污泥為按照包括如下步驟的方法制備而得：
將含聚油泥與分離劑混合，攪拌后靜置沉淀，得到油層、水層和泥層，收集泥層 即為所述含聚污泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：所述分離劑為由丙烯酸馬來(lái)酸共 聚物、硅酸鈉、檸檬酸鈉和水組成的水溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述丙烯酸馬來(lái)酸共聚物的數(shù)均 分子量為1800～4000;
所述丙烯酸馬來(lái)酸共聚物的質(zhì)量份為1-10份;
所述硅酸鈉的質(zhì)量份為1-15份;
所述檸檬酸鈉的質(zhì)量份為0.5～5份;
所述丙烯酸馬來(lái)酸共聚物、硅酸鈉和檸檬酸鈉的總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為5～40：100。
9.權(quán)利要求1-8中任一所述方法制備得到的分散的含聚污泥/聚合物懸浮體系。
10.權(quán)利要求9所述含聚污泥/聚合物懸浮體系在聚合物驅(qū)油和/或回注調(diào)剖中的應(yīng) 用。
說(shuō)明書(shū)
一種含聚污泥的分散及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于石油領(lǐng)域，涉及一種含聚污泥的分散及處理方法。
背景技術(shù)
聚合物驅(qū)是一種重要的提高采收率技術(shù)，其原理是通過(guò)在注入水中加入高分子量 聚丙烯酰胺等驅(qū)油劑，提高注入水粘度，擴(kuò)大波及體積，從而達(dá)到提高采收率的目的。 在原油采收率顯著提高的同時(shí)，注聚油田也面臨著嚴(yán)重的油泥問(wèn)題。含聚油泥的產(chǎn)生 主要有兩個(gè)來(lái)源：一是，隨著返出聚合物濃度的增大，采出液粘度增加，導(dǎo)致從地層 中攜帶出的泥沙量大幅增加;二是，采出液處理過(guò)程中加入的破乳劑、反相破乳劑、 清水劑等處理藥劑，會(huì)與返出聚合物、原油中的石蠟及瀝青等組分相互作用，形成性 能非常穩(wěn)定的粘性油泥。
含聚油泥的組分非常復(fù)雜，內(nèi)部包裹著大量的原油、污水、有機(jī)絮體及無(wú)機(jī)礦物 顆粒等，處理難度非常大。國(guó)內(nèi)外報(bào)道的處理方法有很多，從技術(shù)原理角度可分為兩 大類(lèi)：一類(lèi)是物理方法，例如高溫處理法、超聲波處理法、溶劑萃取法等。中國(guó)專(zhuān)利 102849907B介紹了一種含聚油泥超聲處理方法及設(shè)備，是一種典型的物理處理方法。 另一類(lèi)是化學(xué)方法，例如化學(xué)清洗法、電處理法、生物分解法等。中國(guó)專(zhuān)利103833105 A介紹了一種含聚油泥化學(xué)分離及原油回收方法，是一種典型的化學(xué)處理方法。在上 述含聚油泥處理方法中，將油泥中的原油高效回收成為研究的重點(diǎn)，而針對(duì)處理后的 固相組分即含聚污泥，則少有研究報(bào)道。
與常規(guī)水驅(qū)油田的污泥相比，注聚油田產(chǎn)生的含聚污泥成分極其復(fù)雜，不僅包括 粘土、沙粒、機(jī)械雜質(zhì)等無(wú)機(jī)組分，還有大量的有機(jī)聚合物組分。中國(guó)專(zhuān)利102094616 B介紹了一種分離含聚油泥中絮狀有機(jī)物的方法，從含聚污泥中分離出較多的絮狀有 機(jī)物團(tuán)聚體，該物質(zhì)由聚丙烯酰胺與破乳劑、清水劑等藥劑相互作用形成。有機(jī)聚合 物絮體的存在，使得含聚污泥的處理難度極大，目前陸地油田大多采用掩埋或焚燒的 方法進(jìn)行處理，不僅造成資源的浪費(fèi)，而且會(huì)帶來(lái)二次污染。如何有效處理和利用該 類(lèi)由有機(jī)聚合物、無(wú)機(jī)礦物等組成的含聚污泥，不僅可變廢為寶、綠色環(huán)保，而且對(duì) 含聚油泥問(wèn)題的就地、無(wú)害化解決具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含聚污泥的分散及處理方法。
本發(fā)明提供的含聚污泥的分散及處理方法，包括如下步驟：
1)將含聚污泥與水配置成懸浮液，再將所述懸浮液依次進(jìn)行剪切攪拌和研磨， 得到含聚污泥顆粒;
2)將步驟1)所得含聚污泥顆粒、污泥分散劑與聚合物溶液混合，進(jìn)行攪拌，完 成所述含聚污泥的分散;
其中，所述聚合物溶液為聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物驅(qū)油劑的水溶液。
上述方法的步驟1)中，所述含聚污泥與水的質(zhì)量比為1:1～1:5，具體可為1:1～1:3、 1:2.3、1:1.5、1:4;
所述剪切攪拌步驟中，剪切攪拌的速度為1000～3000rpm，具體可為1500～2500rpm、 2000rpm、3000rpm;
剪切攪拌的時(shí)間為5～15min，具體可為5～10min、8min;
該步驟所用剪切攪拌器可為各種常用的高速?gòu)?qiáng)力攪拌機(jī)，如可為一級(jí)或多級(jí)攪拌 器;
所述研磨步驟中，研磨速度為3000～6000rpm，具體可為3500～5000rpm、4000rpm、 4500rpm或5300rpm;
研磨的時(shí)間為3～10min，具體可為5～8min、4min或6min;
研磨時(shí)的進(jìn)料速度為2～10L/min，具體可為3-6L/min、4L/min、8L/min;
所述研磨機(jī)可為各種常見(jiàn)的球形研磨機(jī);
所述含聚污泥顆粒的粒徑中值為10～50μm，具體可為10～35μm、19μm、21μm、 23μm、25μm、27μm。
所述步驟2)中，所述污泥分散劑為丙烯酸-丙烯酸羥丙酯類(lèi)共聚物，數(shù)均分子量 為3000～20000，具體可為5000～12000、8000或10000;
所述聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物驅(qū)油劑為線性高分子質(zhì)量型、疏水締合型、多支化高抗 鹽型或弱交聯(lián)型聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物驅(qū)油劑;
所述聚丙烯酰胺類(lèi)聚合物驅(qū)油劑的數(shù)均分子量為1000～3000萬(wàn);
更具體可為疏水締合型聚丙烯酰胺，如商品型號(hào)為AP-P4的疏水締合型聚丙烯酰 胺，可購(gòu)買(mǎi)于四川光亞聚合物化工有限公司;
所述聚合物溶液的濃度為1000～2000mg/L，具體可為1200～1800mg/L或1750mg/L。
所述步驟2)中，含聚污泥顆粒與所述污泥分散劑的質(zhì)量比為100：1～100：5， 具體可為100：2～100：4、100：2.4或100：3.3;
所述攪拌步驟中，攪拌的速度為500～1500rpm，具體可為600～1200rpm、800rpm、 900rpm、1000rpm或1200rpm;
攪拌的時(shí)間為10～40min，具體可為20～30min或25min;
所述含聚污泥顆粒在所述步驟2)體系中的濃度為50～700mg/L，具體可為 100～450mg/L、150mg/L、250mg/L、300mg/L、400mg/L或500mg/L。
所述步驟1)和步驟2)均在20-50℃下進(jìn)行，具體可為24～45℃。
另外，所述步驟1)中，所述含聚污泥為按照包括如下步驟的方法制備而得：
將含聚油泥與分離劑混合，攪拌后靜置沉淀，得到油層、水層和泥層，收集泥層 即為所述含聚污泥。
所述分離劑可為中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN103833105A公開(kāi)的分離劑，具體可為由丙烯 酸馬來(lái)酸共聚物、硅酸鈉、檸檬酸鈉和水組成的水溶液。
其中，所述丙烯酸馬來(lái)酸共聚物的數(shù)均分子量具體可為1800～4000，更具體可為 1800、2500、3000;
所述水可為蒸餾水、不同礦化度組成的礦化水，以及根據(jù)根據(jù)油田礦化水組成而 配制的模擬礦化水，如具體可為K+、Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-和 水組成;
其中，所述礦化水的礦化度具體可為3159mg/L;
所述礦化水中各離子的濃度具體如下：K+和Na+的濃度為1079mg/L，Ca2+的濃度 為7mg/L，Mg2+的濃度為13mg/L，CO32-的濃度為128mg/L，HCO3-的濃度為858mg/L， SO42-的濃度為30mg/L，Cl-的濃度為1044mg/L。
所述丙烯酸馬來(lái)酸共聚物的質(zhì)量份可為1-10份;
所述硅酸鈉的質(zhì)量份可為1-15份;
所述檸檬酸鈉的質(zhì)量份可為0.5～5份;
具體的，所述丙烯酸馬來(lái)酸共聚物、硅酸鈉、檸檬酸鈉的質(zhì)量比可為9：7：0.8、 4：1：5、2：8：0.5、8：2：3、3：7：5或1：8：3;
所述丙烯酸馬來(lái)酸共聚物、硅酸鈉和檸檬酸鈉的總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為5～40：100， 具體可為5：100、10：100、20：100、30：100。所述分離劑也可為其他能夠?qū)⒑?油泥中的油、水、泥分離的藥劑。
另外，利用上述方法制備得到的分散的含聚污泥/聚合物懸浮體系及該體系在聚合 物驅(qū)油和/或回注調(diào)剖中的應(yīng)用，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明提供的含聚污泥分散及處理方法，借助機(jī)械剪切和研磨手段，將含聚污泥 顆粒尺寸降低到與地層孔道相匹配的級(jí)別，利用聚合物溶液的粘度、并加入少量的高 分子分散劑使污泥顆粒穩(wěn)定懸浮于聚合物溶液中，形成可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定分散、不發(fā)生聚 集沉淀的污泥/聚合物懸浮液。本發(fā)明提供的方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：污泥顆粒的適量加入 在一定程度上提高了聚合物溶液的粘度;含聚污泥與地層具有良好的配伍性，且污泥 顆粒粒徑可調(diào)，回注地層后污泥顆粒可封堵大孔道，起調(diào)剖作用。因此，該方法制備 的懸浮體系在聚合物驅(qū)油和回注調(diào)剖方面具有良好的應(yīng)用前景。
