[发明专利]一种通过膜软化技术进行油田配聚驱油的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种配制油田驱油用聚合物溶液的方法，特别是一种通过膜软化技术进行油田配聚驱油的方法，属于油田开发技术领域。

背景技术：

目前，陆上油田大多已进入三次采油阶段，聚合物驱油开发成为一种主要的三次采油技术，聚合物驱油也是海上油田开发的一项重要的提高采收率举措，聚合物驱油技术对配制聚合物溶液用水的硬度和矿化度等都有较高的要求。但目前面临的挑战之一就是淡水资源缺乏，常用的水源是通过打水源井提取地层清水获取的，对于海上油田而言，打水源井的成本一般较高。如果用海水直接配聚，则因为海水的矿化度和二价离子含量很高，常规聚合物所配制的聚合物溶液粘度很低，达不到驱油效果。因此，在用海水或地层清水配聚时常采用耐盐聚合物，但耐盐聚合物的成本相对较高，且直接使用高盐高硬度水所配制的聚合物溶液注入地层后，溶液中的高盐度会与地层粘土发生作用，导致粘土运移等，由此引起地层堵塞和压力上升。因此，海上油田聚合物驱油开发的技术关键之一是寻找能与地层水含盐量和硬度相当的水作为配制聚合物溶液用水，尽可能保持聚合物溶液的粘度。纳滤海水软化技术在油田注水开发中已有应用，纳滤膜表面通常荷负电，能有效去除溶液中二价、多价离子。目前纳滤技术在油田注水开发中的应用大多以去除海水中易结垢的二价硫酸根离子后直接作为油田采油注入水为目的，如美国马拉公石油公司专利US4723603A1和美国GE公司专利US2004007358(A1)，均采用纳滤去除海水中易结垢的硫酸根离子，从而避免了注入海水中的SO₄^2-与油层中的高浓度二价阳离子反应生成沉淀，以及由此引起的油层中粘土的毛细通道堵塞和原油产量下降；以上专利均针对注水采油，即二次采油阶段；在纳滤技术用于注聚开发(三次采油)方面，中国专利申请号200910016067.3公开了一种用纳滤膜进行海水软化和采出水的深度处理，并通过清污混注或配聚驱油，降低油田采油集输系统与地层结垢的方法，但该技术只能应用于水温为10℃以上的体系，且能耗较高，死端过滤方式污染较严重。中国专利申请号200710113282.6公开了一种将海水或苦咸水用于油田注水及配聚过程的方法，利用旋流和膜分离集成技术，由旋流去除水中5微米以上的大颗粒，以超滤去除水中的胶体、微量油分及浊度等，再以纳滤或反渗透降低矿化度和有机物含量等，将最终的透过水作为产品水与高分子量水溶性聚合物配制为聚合物溶液，然后将该聚合物溶液注入油层驱油。由于旋流器的能耗较高，且旋流只对比重和水的差别较大的颗粒如砂粒等有很好的分离作用，而海水中多为悬浮的轻质颗粒和藻类等，比重与水非常接近，旋流器并不能很好地将这些物质分离出来，无法确保去除水中5微米以上的大颗粒，特别是藻类物质，颗粒小，密度低，旋流器无法将其与水分离开。因此，现有的这些方法存在固有的缺点，而且海水中的藻类等易对后续的膜过程产生不同程度的污染，且该技术只能应用于水温为10℃以上的体系，对于高纬度地区的海上油田将无法使用，大大限制了其应用范围。由于海水体系具有较高的矿化度，用现有商品化纳滤膜一般对矿化度和钙镁离子的去除率不高，产水往往达不到海上油田配聚用水需求，造成配制的聚合物溶液的粘度较低，聚合物干粉的使用量增大，成本增加，而反渗透膜的产水矿化度很低，一般为300～500mg/L以下，与地层岩心不配伍，易造成地层粘土的膨胀，造成地层堵塞。因此，无论是陆上油田还是海上油田注聚开发的关键环节之一就是开发合适的配制聚合物溶液用水，降低配聚用水的矿化度和硬度，有效地解决聚合物粘度下降的问题，确保油田稳定生产，并降低注聚成本和后处理成本，提高采油过程的经济效益。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，针对海上油田配聚驱油的现状和软化海水配聚中存在的问题，提出基于集成膜软化技术和对二价阳离子具有高脱除率的纳滤膜，以及能量回收技术，针对海上采油平台及海上浮式采油储油轮(PFSO)的有限空间，采用电解制氯杀菌杀藻+自清洗过滤器+超滤+纳滤的紧凑式工艺技术，提高聚合物溶液的粘度，提高聚合物驱油的效果，减小装置占地面积；且应用过程中不加入任何阻垢剂和其它化学药剂，大大提高在海上平台上使用的适应性。

为了实现上述目的，本发明的主体工艺步骤包括：

(1)、先将原水经过电解制氯装置杀菌杀藻，以防原水中的藻类和细菌对后续膜过程的影响；

(2)、采用高精度叠片式自清洗过滤器进行自清洗过滤，以去除原水中粒径大于50μm的悬浮颗粒物和藻类后得过滤原水；

(3)、将自清洗过滤后的过滤原水通过换热器与油田的采出水进行换热，如果原水为地层清水，则不需要换热；