YX区块含油胶体再利用的可行性*

李 龙

（中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，山东青岛 266100）

0 前言

化学驱技术已在SL 油田YX 区块得到大面积推广，所选用驱油剂的主要成份为相对分子质量约1500 万的部分水解聚丙烯酰胺。化学驱注入井在洗井和冲砂时，返出的废液中含有大量含油胶体。目前国内外主要采用微生物降解、就地填埋、热降解处理技术［1］以及固化处理法等进行含油胶体处理［2］。但是由于含油胶体的处理工序复杂，又没有足够的外排场地用于就地填埋，且就地填埋的方式会污染环境［3］，在一定程度上影响了化学驱开发。目前，较为理想的解决办法是将洗井返出的含油胶体进行简单处理后，作为驱油剂、调剖剂或堵水剂直接回注到地层中，以达到减少环境污染、废物再利用的效果。在对含油胶体进行再利用前，先对含油胶体进行成份分析是很有必要的，可避免回注后的含油胶体污染地层而对储层产生二次伤害［4］。本文分析了含油胶体与地层的配伍性以及含油胶体再利用的可行性。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

YX 区块含油胶体；盐酸（质量分数15%）、氯仿，市售；部分水解聚丙烯酰胺HPAM粉末，相对分子质量1500万，水解度30%，固含量90%，任丘市明启化工有限公司。YX 区块模拟水，矿化度2526.2 mg/L，主要离子质量浓度（单位mg/L）：CO32-915.2、K++Na+888.8、Cl-597.5、HCO3-106.2、Ca2++Mg2+16.6、SO42-1.9。

V-5800 型光谱仪，上海鼎测电子科技有限公司；DV2T 博勒飞黏度计美国Brookfield，东南科仪有限公司；赛默飞Nicolet Summit 傅里叶红外光谱仪，美国Them Fisher 公司；FE28-StandardFiveEasy Plus pH测量仪，北京京海正通科技有限公司。

1.2 实验方法

将质量相同的3份含油胶体编号，利用Brookfield黏度计，选用S64 转子，在温度55℃、转速6 r/min、剪切速率1000 s-1下分别多次测定3 份含油胶体的黏度后取平均值；利用pH测量仪分别测定3份含油胶体的pH值后取平均值；利用电炉烘干含油胶体，计算含油胶体的含水率；利用氯仿吸油法吸收原油，并计算含油胶体的含油率；通过电炉煅烧除去有机物（主要为聚合物），得到无机盐包括酸溶物及酸不溶物，通过原子吸收分光光度法及红外光谱仪检测含油胶体中离子含量及不溶物含量；利用红外光谱仪得到去油、烘干、粉碎后含油胶的光谱，并与HPAM 标准干粉的红外光谱对比，通过查看峰位置及官能团位置偏移分析物质。

2 结果与讨论

2.1 含油胶体的黏度及pH值

原始含油胶体表面呈黑色有光泽，且黏度较大、弹性较强［5］。通过黏度测定发现，在55℃下，原始含油胶体的平均黏度为65667 mPa·s。原始含油胶体的黏度过大，具有堵塞油层、破坏原油开采的危害［6］。此外，含油胶体的平均pH 值为7.9，与YX油藏弱碱性地层条件相近，若能对含油胶体进行妥善处理，向地层注入处理后的含油胶体不会由于酸碱度而对地层造成破坏。

2.2 含油胶体的含水率及含油率

将含油胶体经氯仿抽提除去原油，然后在105℃电炉内恒温干燥5 h后取出称重并粉碎，得到初步处理后的样品。含油胶体经过去油处理后颜色大幅变浅，说明含油胶体中的大部分原油已被氯仿除去。经过去油、烘干处理后，含油胶体的体积大幅缩小。经测试，含油胶体的含水率平均为80.74%，含油率平均为6.41%。

2.3 含油胶体黏度原因分析

含油胶体经过氯仿抽提后，原油几乎被全部除去。分别对驱油用的相对分子质量1500 万的HPAM 粉末和去油、干燥处理后的含油胶体样品进行红外光谱分析，结果见图1 和图2。从图1 可知，去油、干燥处理后的含油胶体样品的主要特征峰值与HPAM 粉末的特征峰值相重合，说明去油、干燥处理后的含油胶体样品的主要组成为HPAM。含油胶体中的HPAM 可能发生交联反应而导致含油胶体的黏度增大。

图1 样品及标准HPAM干粉红外光谱对比图

2.4 含油胶体组份分析

为了对含油胶体进行有效的再利用，我们需要进一步对含油胶体的组份进行分析。除油脱水后的含油胶体经高温煅烧去除HPAM 等有机物后剩余物质为多种无机物质，对粉末状胶体进行XRD衍射分析发现，含油胶体中含有Fe2O3、CaO·Al2O3·2 SiO2、MgCO3等物质。将剩余物质与酸混合配制成溶液，利用原子吸收分光光度法得到胶体中所含离子的浓度，过滤不溶物并测量不溶物含量，进而算出各组份含量，结果见表1。可以看出，含油胶体中所含的大部分物质为水，含量达到80.47%；HPAM等有机物在含油胶体中所占组份平均含量次之，达7.16%；原油含量与HPAM的相近，为6.49%；含油胶体剩余组份中硅酸盐含量为3.185%，其他无机物等物质的组份含量均不超过1%。

表1 含油胶体的组份含量

将YX 区块模拟水与含油胶体混合，未出现沉淀、浑浊，配伍性较好。含油胶体各组分中不含有污染地层的物质，若能找到合适的再利用方法则可以对含油胶体进行再利用。

2.5 含油胶体的再利用

含油胶体中含有一定量的HPAM，而HPAM 作为一种线型高分子聚合物，常被用作油田驱油剂。含油胶体的黏度较大，所含的HPAM 不能直接被用于驱油剂的配制，必须先对其进行处理后才能再利用。

首先用氯仿对含油胶体直接去油处理，除去含油胶体表面及内部所含的原油；然后将胶体烘干并打碎成粉末方便存储；最后取一定的粉末与油田采出水进行混合配制成具有一定黏度的油田驱油剂。

不同含油胶体粉末用量下配制的驱油剂体系的黏度见表2。静置一个月后，对上述驱油剂再进行黏度测定，驱油剂体系的黏度基本未发生变化。含油胶体再利用处理方法简单、对地层无污染，有效解决了含油胶体处理难度大又污染环境的问题。经过处理后的含油胶体可以用于油田驱油剂的配制，进而达到含油胶体再利用的目的。

表2 不同含油胶体粉末用量下配制驱油剂体系的黏度

目前注入井每次返排含油胶体量可能达不到工业应用的计量，通过上述研究发现，含油胶体与油藏酸碱性相近，回注到地层中不会破坏地层酸碱度，因此更简单适用的方法是将含油胶体经简单过滤后直接回注到油藏，利用含油胶体黏度大的特点封堵优势通道或大孔道，起到调剖堵水的作用，同样达到了含油胶体再利用的目的。

3 结论

含油胶体的酸碱度在7.9左右，与YX实验区块性状相近，含油胶体的平均黏度在65667 mPa·s左右。

含油胶体中所含的大部分物质为水，含量达到80.47%，聚丙烯酰胺在含油胶体中所占组份含量次之，达到7.16%；原油含量与聚丙烯酰胺含量相近，为6.49%。含油胶体剩余组份中硅酸盐含量为3.185%，其他无机物等物质的组份含量均不超过1%。

经过处理后的含油胶体可以用于驱油剂的配制，也可以作为调剖剂或者堵水剂，有效解决含油胶体处理难度大又污染环境的问题，进而达到含油胶体再利用的目的。