申请日2015.10.08
公开(公告)日2015.12.30
IPC分类号C02F103/10; C02F11/14
摘要
本发明公开了一种含聚污泥的分散及处理方法。该分散及处理方法，包括如下步骤：1)将含聚污泥与水配置成悬浮液，再将所述悬浮液依次进行剪切搅拌和研磨，得到含聚污泥颗粒;2)将步骤1)所得含聚污泥颗粒、污泥分散剂与聚合物溶液混合，进行搅拌，完成所述含聚污泥的分散;其中，所述聚合物溶液为聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂的水溶液。该方法借助机械剪切和研磨手段，将含聚污泥颗粒尺寸降低到与地层孔道相匹配的级别，利用聚合物溶液自身粘度、以及高分子分散剂使污泥颗粒稳定悬浮于聚合物溶液中，形成可长时间稳定分散的含聚污泥/聚合物悬浮液，在聚合物驱油和回注调剖方面具有良好的应用前景。
权利要求书
1.一种含聚污泥的分散方法，包括如下步骤：
1)将含聚污泥与水配置成悬浮液，再将所述悬浮液依次进行剪切搅拌和研磨， 得到含聚污泥颗粒;
2)将步骤1)所得含聚污泥颗粒、污泥分散剂与聚合物溶液混合，进行搅拌，完 成所述含聚污泥的分散;
其中，所述聚合物溶液为聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂的水溶液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述含聚污泥与 水的质量比为1:1～1:5;
所述剪切搅拌步骤中，剪切搅拌的速度为1000～3000rpm;
剪切搅拌的时间为5～15min;
所述研磨步骤中，研磨速度为3000～6000rpm;
研磨的时间为3～10min;
研磨时的进料速度为2～10L/min;
所述含聚污泥颗粒的粒径中值为10～50μm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述污泥分 散剂为丙烯酸-丙烯酸羟丙酯类共聚物，数均分子量为3000～20000;
所述聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂为线性高分子质量型、疏水缔合型、多支化高抗 盐型或弱交联型聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂;
所述聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂的数均分子量均为1000～3000万;
所述聚合物溶液的浓度为1000～2000mg/L。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，含聚污 泥颗粒与所述污泥分散剂的质量比为100：1～100：5;
所述搅拌步骤中，搅拌的速度为500～1500rpm;
搅拌的时间为10～40min;
所述含聚污泥颗粒在所述步骤2)体系中的浓度为50～700mg/L。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤1)和步骤2) 均在20～50℃下进行。
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述含 聚污泥为按照包括如下步骤的方法制备而得：
将含聚油泥与分离剂混合，搅拌后静置沉淀，得到油层、水层和泥层，收集泥层 即为所述含聚污泥。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述分离剂为由丙烯酸马来酸共 聚物、硅酸钠、柠檬酸钠和水组成的水溶液。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述丙烯酸马来酸共聚物的数均 分子量为1800～4000;
所述丙烯酸马来酸共聚物的质量份为1-10份;
所述硅酸钠的质量份为1-15份;
所述柠檬酸钠的质量份为0.5～5份;
所述丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠的总质量与水的质量比为5～40：100。
9.权利要求1-8中任一所述方法制备得到的分散的含聚污泥/聚合物悬浮体系。
10.权利要求9所述含聚污泥/聚合物悬浮体系在聚合物驱油和/或回注调剖中的应 用。
说明书
一种含聚污泥的分散及处理方法
技术领域
本发明属于石油领域，涉及一种含聚污泥的分散及处理方法。
背景技术
聚合物驱是一种重要的提高采收率技术，其原理是通过在注入水中加入高分子量 聚丙烯酰胺等驱油剂，提高注入水粘度，扩大波及体积，从而达到提高采收率的目的。 在原油采收率显著提高的同时，注聚油田也面临着严重的油泥问题。含聚油泥的产生 主要有两个来源：一是，随着返出聚合物浓度的增大，采出液粘度增加，导致从地层 中携带出的泥沙量大幅增加;二是，采出液处理过程中加入的破乳剂、反相破乳剂、 清水剂等处理药剂，会与返出聚合物、原油中的石蜡及沥青等组分相互作用，形成性 能非常稳定的粘性油泥。
含聚油泥的组分非常复杂，内部包裹着大量的原油、污水、有机絮体及无机矿物 颗粒等，处理难度非常大。国内外报道的处理方法有很多，从技术原理角度可分为两 大类：一类是物理方法，例如高温处理法、超声波处理法、溶剂萃取法等。中国专利 102849907B介绍了一种含聚油泥超声处理方法及设备，是一种典型的物理处理方法。 另一类是化学方法，例如化学清洗法、电处理法、生物分解法等。中国专利103833105 A介绍了一种含聚油泥化学分离及原油回收方法，是一种典型的化学处理方法。在上 述含聚油泥处理方法中，将油泥中的原油高效回收成为研究的重点，而针对处理后的 固相组分即含聚污泥，则少有研究报道。
与常规水驱油田的污泥相比，注聚油田产生的含聚污泥成分极其复杂，不仅包括 粘土、沙粒、机械杂质等无机组分，还有大量的有机聚合物组分。中国专利102094616 B介绍了一种分离含聚油泥中絮状有机物的方法，从含聚污泥中分离出较多的絮状有 机物团聚体，该物质由聚丙烯酰胺与破乳剂、清水剂等药剂相互作用形成。有机聚合 物絮体的存在，使得含聚污泥的处理难度极大，目前陆地油田大多采用掩埋或焚烧的 方法进行处理，不仅造成资源的浪费，而且会带来二次污染。如何有效处理和利用该 类由有机聚合物、无机矿物等组成的含聚污泥，不仅可变废为宝、绿色环保，而且对 含聚油泥问题的就地、无害化解决具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种含聚污泥的分散及处理方法。
本发明提供的含聚污泥的分散及处理方法，包括如下步骤：
1)将含聚污泥与水配置成悬浮液，再将所述悬浮液依次进行剪切搅拌和研磨， 得到含聚污泥颗粒;
2)将步骤1)所得含聚污泥颗粒、污泥分散剂与聚合物溶液混合，进行搅拌，完 成所述含聚污泥的分散;
其中，所述聚合物溶液为聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂的水溶液。
上述方法的步骤1)中，所述含聚污泥与水的质量比为1:1～1:5，具体可为1:1～1:3、 1:2.3、1:1.5、1:4;
所述剪切搅拌步骤中，剪切搅拌的速度为1000～3000rpm，具体可为1500～2500rpm、 2000rpm、3000rpm;
剪切搅拌的时间为5～15min，具体可为5～10min、8min;
该步骤所用剪切搅拌器可为各种常用的高速强力搅拌机，如可为一级或多级搅拌 器;
所述研磨步骤中，研磨速度为3000～6000rpm，具体可为3500～5000rpm、4000rpm、 4500rpm或5300rpm;
研磨的时间为3～10min，具体可为5～8min、4min或6min;
研磨时的进料速度为2～10L/min，具体可为3-6L/min、4L/min、8L/min;
所述研磨机可为各种常见的球形研磨机;
所述含聚污泥颗粒的粒径中值为10～50μm，具体可为10～35μm、19μm、21μm、 23μm、25μm、27μm。
所述步骤2)中，所述污泥分散剂为丙烯酸-丙烯酸羟丙酯类共聚物，数均分子量 为3000～20000，具体可为5000～12000、8000或10000;
所述聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂为线性高分子质量型、疏水缔合型、多支化高抗 盐型或弱交联型聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂;
所述聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂的数均分子量为1000～3000万;
更具体可为疏水缔合型聚丙烯酰胺，如商品型号为AP-P4的疏水缔合型聚丙烯酰 胺，可购买于四川光亚聚合物化工有限公司;
所述聚合物溶液的浓度为1000～2000mg/L，具体可为1200～1800mg/L或1750mg/L。
所述步骤2)中，含聚污泥颗粒与所述污泥分散剂的质量比为100：1～100：5， 具体可为100：2～100：4、100：2.4或100：3.3;
所述搅拌步骤中，搅拌的速度为500～1500rpm，具体可为600～1200rpm、800rpm、 900rpm、1000rpm或1200rpm;
搅拌的时间为10～40min，具体可为20～30min或25min;
所述含聚污泥颗粒在所述步骤2)体系中的浓度为50～700mg/L，具体可为 100～450mg/L、150mg/L、250mg/L、300mg/L、400mg/L或500mg/L。
所述步骤1)和步骤2)均在20-50℃下进行，具体可为24～45℃。
另外，所述步骤1)中，所述含聚污泥为按照包括如下步骤的方法制备而得：
将含聚油泥与分离剂混合，搅拌后静置沉淀，得到油层、水层和泥层，收集泥层 即为所述含聚污泥。
所述分离剂可为中国专利申请CN103833105A公开的分离剂，具体可为由丙烯 酸马来酸共聚物、硅酸钠、柠檬酸钠和水组成的水溶液。
其中，所述丙烯酸马来酸共聚物的数均分子量具体可为1800～4000，更具体可为 1800、2500、3000;
所述水可为蒸馏水、不同矿化度组成的矿化水，以及根据根据油田矿化水组成而 配制的模拟矿化水，如具体可为K+、Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-和 水组成;
其中，所述矿化水的矿化度具体可为3159mg/L;
所述矿化水中各离子的浓度具体如下：K+和Na+的浓度为1079mg/L，Ca2+的浓度 为7mg/L，Mg2+的浓度为13mg/L，CO32-的浓度为128mg/L，HCO3-的浓度为858mg/L， SO42-的浓度为30mg/L，Cl-的浓度为1044mg/L。
所述丙烯酸马来酸共聚物的质量份可为1-10份;
所述硅酸钠的质量份可为1-15份;
所述柠檬酸钠的质量份可为0.5～5份;
具体的，所述丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠、柠檬酸钠的质量比可为9：7：0.8、 4：1：5、2：8：0.5、8：2：3、3：7：5或1：8：3;
所述丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠的总质量与水的质量比为5～40：100， 具体可为5：100、10：100、20：100、30：100。所述分离剂也可为其他能够将含聚 油泥中的油、水、泥分离的药剂。
另外，利用上述方法制备得到的分散的含聚污泥/聚合物悬浮体系及该体系在聚合 物驱油和/或回注调剖中的应用，也属于本发明的保护范围。
本发明提供的含聚污泥分散及处理方法，借助机械剪切和研磨手段，将含聚污泥 颗粒尺寸降低到与地层孔道相匹配的级别，利用聚合物溶液的粘度、并加入少量的高 分子分散剂使污泥颗粒稳定悬浮于聚合物溶液中，形成可长时间稳定分散、不发生聚 集沉淀的污泥/聚合物悬浮液。本发明提供的方法具有如下优点：污泥颗粒的适量加入 在一定程度上提高了聚合物溶液的粘度;含聚污泥与地层具有良好的配伍性，且污泥 颗粒粒径可调，回注地层后污泥颗粒可封堵大孔道，起调剖作用。因此，该方法制备 的悬浮体系在聚合物驱油和回注调剖方面具有良好的应用前景。
