[发明专利]一种控制采油污水混配聚合物粘度损失的方法及装置

说明书

一、     技术领域：

本发明涉及的是三次采油聚合物驱油地面工艺技术中，运用采出污水稀释聚合物母液技术，具体涉及的是一种控制采油污水混配聚合物粘度损失的方法及装置。

二、背景技术：  

随着油田开发进入高含水期，地面系统中的采出污水量在逐年增多，按照适宜于不同渗透率地层的注入水水质控制指标，对这类污水开展相应处理并进行回注，已成为目前油田采出污水综合治理的最佳方案。同样，在三次采油聚合物驱开发区块，为节约宝贵的清水资源，研究应用了以采出污水稀释聚合物母液来完成单井配注。然而，矿化度高、还原性物质含量多、菌类大量滋生的采出污水水质特性将显著影响到其稀释聚合物溶液的工作粘度。目前，现有技术中对于降低污水配制聚合物溶液粘度损失的方法主要有减小污水矿化度法、投加粘度稳定剂法、药剂螯合法和污水曝氧法，其中，污水曝氧法旨在增加水体含氧量，消除还原性物质，逸出可攻击聚合物分子链的自由基（O·），杀灭、减少硫酸盐还原菌等厌氧菌，避免聚合物分子链发生大范围降解，保证配聚粘度。油田常用的射流曝氧和空压曝氧两种技术均是基于此原理，并且在长期应用中从简化结构、提高运行稳定性等方面得到了改进，但二者对所处理配聚水质的合理含氧量尚无科学界定，也无专门针对此的报道，实际中只是对来水进行笼统处理，或造成曝氧不彻底而引起所配制聚合物溶液产生较大的粘损，或造成氧含量过高而给高分子聚合物带来新一轮的氧化降解。降低污水配制聚合物溶液粘度损失，已成为聚合物驱油田地面工程系统精细化的一个亟待解决问题。

三、发明内容：

本发明的一个目的是提供一种控制采油污水混配聚合物粘度损失的方法，本发明的另一个目的是提供控制采油污水混配聚合物粘度损失的方法使用的装置，它用于解决现有技术中污水配制聚合物溶液粘度损失大的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种控制采油污水混配聚合物粘度损失的方法： 

一、通过变频调速旋涡泵将采油污水以一定流量泵入立式集水罐，同时打开立式集水罐进气管阀门，开启空气压缩机，压入空气，空气在立式集水罐中沿溶气室中多组螺旋状不锈钢丝螺旋上升，又通过微孔挡板进入气体释放室，使采油污水在立式集水罐中曝气充氧；

二、调节立式集水罐顶端面上排气球阀的开度，控制罐内气液混合压力不低于0.1MPa，使空气和水在立式集水罐的溶气室发生充分接触、溶解、能量传递；

三、记录曝气充氧时间，利用与排水管对接的溶解氧测定仪监测上述流量来水在作用时间内的含氧量，得到某一定流量下，曝氧压力、曝氧时间与处理后水质含氧量的变化关系；

四、承接曝气处理至不同含氧量的污水稀释聚合物母液，测定粘度，建立污水氧含量与其配聚浓粘特征的变化关系，进行平行试验，重复测定各体系粘度值，得到可实现平均粘损最低时的曝氧量，确定污水体系最佳的氧含量；

五、继续调节旋涡泵转速，得到系列进水流量下实现最佳氧含量所对应的曝氧压力、曝氧时间，并根据气体状态方程及空气中氧气所占的体积比，拟合建立出达到最佳氧含量时对应进水流量与曝氧压力、曝氧时间之间的函数关系：Q=f（P，t，k），其中k为综合了有效作用气体体积及氧气溶解比率的常数。

六、按照上述步骤四、五获得的污水体系最佳的氧含量及运行参数间关系，将采油污水泵入立式集水罐，以与此最佳氧含量相对应的流量、压力、时间参数进行曝氧，通过溶解氧测定仪实时监测，并调参控制采油污水曝氧后的含氧量达到污水体系最佳的氧含量，再利用曝氧处理后的污水稀释聚合物母液。

上述方案中采油污水为经过混凝除油、过滤除杂后的新鲜污水。

上述方案中污水含氧量测定采用隔膜电极法。

上述方案中污水曝气处理后稀释聚合物母液，混配聚合物溶液浓度为1000～2500mg/L。

上述控制采油污水混配聚合物粘度损失的方法使用的装置，包括空气压缩机、漩涡泵、电磁流量计、立式集水罐和溶解氧测定仪，立式集水罐自其底端面由下向上分别为溶气室和气体释放室，溶气室和气体释放室由微孔挡板隔开，底端面在中心轴线两侧固定有进气管和排水管，排水管与溶解氧测定仪相连接，立式集水罐侧身安装进水管，进水管外接电磁流量计和漩涡泵，溶气室中自底部到微孔挡板处绕置多组螺旋状不锈钢丝。

上述方案中立式集水罐为不锈钢材质，溶气室中不锈钢丝的丝径为0.2mm；溶气室和气体释放室的容积比为1:3，立式集水罐顶端面沿中心轴线位置安装排气用的1/4球阀。