YX區(qū)塊含油膠體再利用的可行性*

李 龍

（中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院，山東青島 266100）

0 前言

化學(xué)驅(qū)技術(shù)已在SL 油田YX 區(qū)塊得到大面積推廣，所選用驅(qū)油劑的主要成份為相對分子質(zhì)量約1500 萬的部分水解聚丙烯酰胺?；瘜W(xué)驅(qū)注入井在洗井和沖砂時，返出的廢液中含有大量含油膠體。目前國內(nèi)外主要采用微生物降解、就地填埋、熱降解處理技術(shù)［1］以及固化處理法等進(jìn)行含油膠體處理［2］。但是由于含油膠體的處理工序復(fù)雜，又沒有足夠的外排場地用于就地填埋，且就地填埋的方式會污染環(huán)境［3］，在一定程度上影響了化學(xué)驅(qū)開發(fā)。目前，較為理想的解決辦法是將洗井返出的含油膠體進(jìn)行簡單處理后，作為驅(qū)油劑、調(diào)剖劑或堵水劑直接回注到地層中，以達(dá)到減少環(huán)境污染、廢物再利用的效果。在對含油膠體進(jìn)行再利用前，先對含油膠體進(jìn)行成份分析是很有必要的，可避免回注后的含油膠體污染地層而對儲層產(chǎn)生二次傷害［4］。本文分析了含油膠體與地層的配伍性以及含油膠體再利用的可行性。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

YX 區(qū)塊含油膠體；鹽酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%）、氯仿，市售；部分水解聚丙烯酰胺HPAM粉末，相對分子質(zhì)量1500萬，水解度30%，固含量90%，任丘市明啟化工有限公司。YX 區(qū)塊模擬水，礦化度2526.2 mg/L，主要離子質(zhì)量濃度（單位mg/L）：CO32-915.2、K++Na+888.8、Cl-597.5、HCO3-106.2、Ca2++Mg2+16.6、SO42-1.9。

V-5800 型光譜儀，上海鼎測電子科技有限公司；DV2T 博勒飛黏度計美國Brookfield，東南科儀有限公司；賽默飛Nicolet Summit 傅里葉紅外光譜儀，美國Them Fisher 公司；FE28-StandardFiveEasy Plus pH測量儀，北京京海正通科技有限公司。

1.2 實驗方法

將質(zhì)量相同的3份含油膠體編號，利用Brookfield黏度計，選用S64 轉(zhuǎn)子，在溫度55℃、轉(zhuǎn)速6 r/min、剪切速率1000 s-1下分別多次測定3 份含油膠體的黏度后取平均值；利用pH測量儀分別測定3份含油膠體的pH值后取平均值；利用電爐烘干含油膠體，計算含油膠體的含水率；利用氯仿吸油法吸收原油，并計算含油膠體的含油率；通過電爐煅燒除去有機物（主要為聚合物），得到無機鹽包括酸溶物及酸不溶物，通過原子吸收分光光度法及紅外光譜儀檢測含油膠體中離子含量及不溶物含量；利用紅外光譜儀得到去油、烘干、粉碎后含油膠的光譜，并與HPAM 標(biāo)準(zhǔn)干粉的紅外光譜對比，通過查看峰位置及官能團(tuán)位置偏移分析物質(zhì)。

2 結(jié)果與討論

2.1 含油膠體的黏度及pH值

原始含油膠體表面呈黑色有光澤，且黏度較大、彈性較強［5］。通過黏度測定發(fā)現(xiàn)，在55℃下，原始含油膠體的平均黏度為65667 mPa·s。原始含油膠體的黏度過大，具有堵塞油層、破壞原油開采的危害［6］。此外，含油膠體的平均pH 值為7.9，與YX油藏弱堿性地層條件相近，若能對含油膠體進(jìn)行妥善處理，向地層注入處理后的含油膠體不會由于酸堿度而對地層造成破壞。

2.2 含油膠體的含水率及含油率

將含油膠體經(jīng)氯仿抽提除去原油，然后在105℃電爐內(nèi)恒溫干燥5 h后取出稱重并粉碎，得到初步處理后的樣品。含油膠體經(jīng)過去油處理后顏色大幅變淺，說明含油膠體中的大部分原油已被氯仿除去。經(jīng)過去油、烘干處理后，含油膠體的體積大幅縮小。經(jīng)測試，含油膠體的含水率平均為80.74%，含油率平均為6.41%。

2.3 含油膠體黏度原因分析

含油膠體經(jīng)過氯仿抽提后，原油幾乎被全部除去。分別對驅(qū)油用的相對分子質(zhì)量1500 萬的HPAM 粉末和去油、干燥處理后的含油膠體樣品進(jìn)行紅外光譜分析，結(jié)果見圖1 和圖2。從圖1 可知，去油、干燥處理后的含油膠體樣品的主要特征峰值與HPAM 粉末的特征峰值相重合，說明去油、干燥處理后的含油膠體樣品的主要組成為HPAM。含油膠體中的HPAM 可能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而導(dǎo)致含油膠體的黏度增大。

圖1 樣品及標(biāo)準(zhǔn)HPAM干粉紅外光譜對比圖

2.4 含油膠體組份分析

為了對含油膠體進(jìn)行有效的再利用，我們需要進(jìn)一步對含油膠體的組份進(jìn)行分析。除油脫水后的含油膠體經(jīng)高溫煅燒去除HPAM 等有機物后剩余物質(zhì)為多種無機物質(zhì)，對粉末狀膠體進(jìn)行XRD衍射分析發(fā)現(xiàn)，含油膠體中含有Fe2O3、CaO·Al2O3·2 SiO2、MgCO3等物質(zhì)。將剩余物質(zhì)與酸混合配制成溶液，利用原子吸收分光光度法得到膠體中所含離子的濃度，過濾不溶物并測量不溶物含量，進(jìn)而算出各組份含量，結(jié)果見表1?？梢钥闯觯湍z體中所含的大部分物質(zhì)為水，含量達(dá)到80.47%；HPAM等有機物在含油膠體中所占組份平均含量次之，達(dá)7.16%；原油含量與HPAM的相近，為6.49%；含油膠體剩余組份中硅酸鹽含量為3.185%，其他無機物等物質(zhì)的組份含量均不超過1%。

表1 含油膠體的組份含量

將YX 區(qū)塊模擬水與含油膠體混合，未出現(xiàn)沉淀、渾濁，配伍性較好。含油膠體各組分中不含有污染地層的物質(zhì)，若能找到合適的再利用方法則可以對含油膠體進(jìn)行再利用。

2.5 含油膠體的再利用

含油膠體中含有一定量的HPAM，而HPAM 作為一種線型高分子聚合物，常被用作油田驅(qū)油劑。含油膠體的黏度較大，所含的HPAM 不能直接被用于驅(qū)油劑的配制，必須先對其進(jìn)行處理后才能再利用。

首先用氯仿對含油膠體直接去油處理，除去含油膠體表面及內(nèi)部所含的原油；然后將膠體烘干并打碎成粉末方便存儲；最后取一定的粉末與油田采出水進(jìn)行混合配制成具有一定黏度的油田驅(qū)油劑。

不同含油膠體粉末用量下配制的驅(qū)油劑體系的黏度見表2。靜置一個月后，對上述驅(qū)油劑再進(jìn)行黏度測定，驅(qū)油劑體系的黏度基本未發(fā)生變化。含油膠體再利用處理方法簡單、對地層無污染，有效解決了含油膠體處理難度大又污染環(huán)境的問題。經(jīng)過處理后的含油膠體可以用于油田驅(qū)油劑的配制，進(jìn)而達(dá)到含油膠體再利用的目的。

表2 不同含油膠體粉末用量下配制驅(qū)油劑體系的黏度

目前注入井每次返排含油膠體量可能達(dá)不到工業(yè)應(yīng)用的計量，通過上述研究發(fā)現(xiàn)，含油膠體與油藏酸堿性相近，回注到地層中不會破壞地層酸堿度，因此更簡單適用的方法是將含油膠體經(jīng)簡單過濾后直接回注到油藏，利用含油膠體黏度大的特點封堵優(yōu)勢通道或大孔道，起到調(diào)剖堵水的作用，同樣達(dá)到了含油膠體再利用的目的。

3 結(jié)論

含油膠體的酸堿度在7.9左右，與YX實驗區(qū)塊性狀相近，含油膠體的平均黏度在65667 mPa·s左右。

含油膠體中所含的大部分物質(zhì)為水，含量達(dá)到80.47%，聚丙烯酰胺在含油膠體中所占組份含量次之，達(dá)到7.16%；原油含量與聚丙烯酰胺含量相近，為6.49%。含油膠體剩余組份中硅酸鹽含量為3.185%，其他無機物等物質(zhì)的組份含量均不超過1%。

經(jīng)過處理后的含油膠體可以用于驅(qū)油劑的配制，也可以作為調(diào)剖劑或者堵水劑，有效解決含油膠體處理難度大又污染環(huán)境的問題，進(jìn)而達(dá)到含油膠體再利用的目的。