油田用新型含硼聚硅酸硫酸镁锌絮凝剂的合成及性能研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:sueprding
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为保持合适的油藏能量及采油速率,油井注水及注水驱油成为油田保持地层压力进行采油开发的必需措施。而注水水质的好坏直接影响原油产量的高低,甚至对油田后续开发也起着至关重要的作用。目前,国内多数早期开发的油田已进入中高含水期,特别是中低渗油藏的开采难度越来越大,对采油用水的水质要求越来越高。传统的油田用水处理技术及常规药剂已不能满足油田生产的需要,聚硅酸类絮凝剂是一种新型的油田用水处理药剂,因其既有金属离子的电中和作用又有聚硅酸的吸附架桥作用,表现出良好的絮凝效果。同时,由于其原料来源广泛,价格低廉,生产工艺简单、易于制备等特点,引起了广泛的关注。   聚硅酸硫酸镁锌是一种新型絮凝剂,既保留了硫酸镁、硫酸锌无机混凝剂的电中和作用,又有聚硅酸絮凝剂的优点,但仍存在稳定性较差的缺点。因此,本文制备出一种含硼的聚硅酸硫酸镁锌新型高效絮凝剂,存放稳定性高,用于油田含油污水处理,处理效果良好。   本论文主要研究内容包括:   1.以油田采出水处理需求为导向,设计与制备出一种新型高效的含硼聚硅酸硫酸镁锌无机高分子絮凝剂。通过絮凝烧杯实验,优化和确定了含硼聚硅酸硫酸镁锌的最佳合成工艺条件:最佳pH:2-3;Na2SiO3浓度:0.25mol/L;Zn/Si摩尔比为1.0;Mg/Si摩尔比为1.5;B/Si摩尔比为0.7;聚合温度为:25-30℃;聚合时间为1h。   2.红外光谱分析发现在839cm-1、719cm-1处出现Si-O-Zn的弯曲振动吸收峰;Si-O-Mg和Si-O-Zn的吸收峰在400-600cm-1波峰段出现;B-O键的特征吸收峰为1417 cm-1,即B-O键的弯曲振动峰。实验结果表明合成过程中B的引入可明显提高聚硅酸的稳定性,其作用机制是通过所形成的Si-O-B键、B-O-金属配位键,阻碍聚硅酸胶粒的进一步聚合,延缓聚硅酸的聚合速率、延长其胶凝时间,从而提高其稳定性。   3.以华北油田采出水为处理对象,进行絮凝剂的实验研究。结果表明自制含硼聚硅酸硫酸镁锌无机高分子絮凝剂对含油去除率达63.1%、悬浮物去除率高达90.1%,处理后水含油量≤5mg/L,达油田回注水A1级标准。   4.腐蚀实验结果表明处理后回注水平均腐蚀率小于0.076mm/a;理论计算表明处理后的回注水显著减少碳酸钙结垢趋势。
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