Sagd生成水的脫油的制作方法
【專利說明】SAGD生成水的脫油
[0001] 本申請(qǐng)是以下申請(qǐng)的分案申請(qǐng)：申請(qǐng)日：2010年12月15日；【申請(qǐng)?zhí)枴?201080064235. 7 (PCT/US2010/060448);發(fā)明名稱："SAGD生成水的脫油"。 發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及含油水（oilywater)脫油的方法，所述含油水包括從油砂開采及其它 油和氣采收操作中獲得的過程水（processwater)。更特別地，本發(fā)明涉及其中采用由天然 產(chǎn)品制成的溫和天然凝結(jié)劑使含油廢水凈化的方法。
[0003] 發(fā)明背景 蒸汽輔助重力泄油（SAGD)法通常用作增強(qiáng)采油技術(shù)，用于生成重質(zhì)原油和瀝青，尤其 在油砂工程中。在此方法中，鉆探兩個(gè)平行水平井。上面的井將蒸汽注入地層，且下面的井 收集流出該地層的加熱的原油或?yàn)r青連同來自注入的蒸汽冷凝的水。將此冷凝的蒸汽和油 栗送至表面，在該表面將油分離，留下含油/水混合物稱為〃生成水（producewater) 〃。每 桶回收油產(chǎn)生大略三桶此含油和含瀝青的過程水。需要回收并再利用所述水來降低操作成 本并使環(huán)境問題最小化。最終將所述過程水再循環(huán)至SAGD方法中使用的蒸汽發(fā)生器，但是 其必須首先凈化并與大量懸浮和乳化的油、瀝青及其它雜質(zhì)像鹽、硅石等分離。
[0004] 所述SAGD生成水一般含有約1-60%固體且溫度約為95°C。因此難以提供此SAGD 生成水的有效凈化。
[0005] 另外，水力壓裂或壓裂可用來啟動(dòng)天然氣在低滲透性儲(chǔ)層中的生產(chǎn)和再促進(jìn)在較 舊的井中的生產(chǎn)。這些方法產(chǎn)生數(shù)百萬加侖的所謂壓裂水（fracwater)。一經(jīng)完成壓裂， 壓裂水被石油殘?jiān)廴厩冶环祷刂链鎯?chǔ)槽用于去污。輕的非水相液體可通過分離與壓裂水 分離，留下含有含油殘?jiān)南聦邮芪廴镜膲毫阉?，在將所述水以環(huán)境上可接受的方式排放 之前必須將所述含油殘?jiān)蛛x。
[0006] 發(fā)明簡(jiǎn)沐 在一方面，本方法涉及含油水的處理，所述處理包含在含油水中加入選自單寧酸和殼 聚糖的有效量的天然凝結(jié)劑。另外，也可加入陽(yáng)離子或陰離子絮凝劑。
[0007] 基于目前可用的數(shù)據(jù)，所述處理可應(yīng)用于蒸汽輔助重力泄油操作的生成水和來 自水力離心力壓裂操作的壓裂水。在另一實(shí)施方案中，如此處理的含油水用機(jī)械分離法 分離，比如用浮選、過濾、反滲透、旋流、重力分離和離心力分離裝置，比如可購(gòu)自Enviro VoraxialTechnology，F(xiàn)ortLauderdale，F(xiàn)lorida的 "Voraxial?" 分離裝置。
[0008] 含油水的pH可任選調(diào)至約2-8的范圍，且在本發(fā)明的一方面，隨后將天然凝結(jié)劑 加入含油水。在另一實(shí)施方案中，在將天然凝結(jié)劑加入含油廢水之后將含油廢水的pH調(diào)至 約6. 5-10之間。另外，在本發(fā)明的另一示例性方面中，在將所述廢水的pH調(diào)至約6. 5-10. 0 的步驟之后將陽(yáng)離子絮凝劑和/或陰離子絮凝劑加入所述含油廢水。
[0009] 發(fā)明詳沐 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，由天然產(chǎn)品比如單寧酸和殼聚糖等制成環(huán)境溫和的凝結(jié) 劑用來處理來自瀝青砂SAGD操作的含油生成水以及來自其它油和氣生產(chǎn)操作的生成水和 壓裂水。在另一實(shí)施方案中，所述天然產(chǎn)物凝結(jié)劑可結(jié)合陽(yáng)離子和/或陰離子絮凝劑使用 來處理含油水。所述環(huán)境溫和的凝結(jié)劑可經(jīng)或未經(jīng)pH調(diào)節(jié)而使用。
[0010] 在另一示例性實(shí)施方案中，所述處理程序可結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械油和水分離裝置方法應(yīng) 用，比如水力旋流分離器、溶解氣浮裝置（DAF)、夾帶氣浮裝置（EAF)、誘導(dǎo)氣浮裝置（IGF)、 重力過濾器、API分離器和離心力分離器，比如Voraxial?牌分離器。
[0011] 在本發(fā)明的一方面，將含油的生成水的pH調(diào)至約2-8之間。然后，將基于單寧酸 或殼聚糖的凝結(jié)劑加入所述水中，劑量范圍在約0. 5至約1，000ppm。然后使所述水反應(yīng)約 15-90秒。然后將所述水的pH調(diào)至約6. 5-10之間。在另一實(shí)施方案中，此pH調(diào)節(jié)之后，加 入劑量范圍為0.5-100ppm的陽(yáng)離子絮凝劑。使所述陽(yáng)離子絮凝劑反應(yīng)2-40秒。在另一 示例性實(shí)施方案中，在加入陽(yáng)離子絮凝劑之后，加入劑量范圍為〇. 5-100ppm的陰離子絮凝 劑。使所述陰離子絮凝劑反應(yīng)0-30秒，并使水相與油相分離。在其它實(shí)施方案中，將如此 處理的含油廢水進(jìn)料至如上文提到的機(jī)械分離裝置以分離油和水相。
[0012] 在另一示例性實(shí)施方案中，使用了如上所述的凝結(jié)劑和絮凝劑，但是沒有對(duì)水做pH調(diào)節(jié)。在另一實(shí)施方案中，使用了如上所述的凝結(jié)劑和絮凝劑，但是pH調(diào)節(jié)僅在以下 步驟之一中進(jìn)行：加入基于單寧酸或殼聚糖的凝結(jié)劑之前的步驟或者加入凝結(jié)劑之后的步 驟。
[0013] 至于可用作所述溫和天然產(chǎn)物凝結(jié)劑之一的示例性單寧酸，這些可從全世界發(fā)現(xiàn) 的多種木材和植物材料中獲得。單寧酸是一大組水溶性復(fù)雜有機(jī)化合物，其天然出現(xiàn)在許 多植物的葉、枝、皮、木材和果實(shí)中且一般通過從植物物質(zhì)中提取而獲得。單寧酸的組成和 結(jié)構(gòu)會(huì)依來源和提取方法而變化，但是一般的經(jīng)驗(yàn)公式表示為C76H52046。可從中得到單寧酸 的皮的實(shí)例是金合歡、紅樹、橡樹、桉樹、鐵杉、松樹、落葉松和柳樹。木材的實(shí)例是白堅(jiān)木、 栗木、橡木、荊木（mimosa)和斑紋漆木（urunday)。果實(shí)的實(shí)例是訶子、橡子、divi-diva、 tara和阿卡洛比拉（algarrobilla)。葉的實(shí)例是漆樹葉和黑兒茶。根的實(shí)例是薯截和棕 櫚。
[0014] 在本發(fā)明的一方面，采用了含單寧酸的水溶性或分散性聚合物組合物，所述組合 物包含單寧酸和陽(yáng)離子單體的共聚物。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，所述含單寧酸的水溶 性或分散性聚合物組合物包含單寧酸；陽(yáng)離子單體和選自陰離子單體和非離子單體的任選 單體的聚合物。這些單寧酸聚合物描述于美國(guó)專利5, 916, 991。
[0015] 如美國(guó)專利' 991所陳述，陽(yáng)離子單體選自乙烯式不飽和季銨、鱗或锍離子。典型 的陽(yáng)離子單體是二烷基氨基烷基（甲基）丙烯酰胺、二烷基氨基烷基（甲基）丙烯酸酯的 季銨鹽和二烯丙基二烷基氯化銨。
[0016] 示例性陽(yáng)離子單體包括二乙基氨基乙基丙烯酸酯的甲基氯季鹽、二乙基氨基乙基 丙烯酸酯的二甲基硫酸鹽、二甲基氨基乙基丙烯酸酯（AETAC)、二甲基氨基乙基甲基丙烯酸 酯（MADAME)、二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯（METAC)、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、二甲 基氨基丙基丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化銨和二烯丙基二乙基氯化銨。
[0017] 陰離子單體（當(dāng)存在時(shí)）選自乙烯式不飽和羧酸或磺酸官能團(tuán)。這些單體包括但 不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基乙酸、衣康酸、馬來酸、烯丙基乙酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯 酰胺基-2甲基丙磺酸（AMPS?)和3-烯丙氧基-2羥基丙磺酸及它們的鹽。
[0018] 所述非離子單體（當(dāng)存在時(shí)）選自乙烯式不飽和非離子單體，其包含但不限于丙 烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基-丙烯酰胺；低級(jí)烷基（Q-Q)酯， 包括乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯；羥基化低級(jí)烷基（Q-Q)酯， 包括羥乙基丙烯酸酯、羥丙基丙烯酸酯和羥乙基甲基丙烯酸酯；烯丙基縮水甘油醚；和聚 乙二醇、聚丙二醇的乙氧基化烯丙基醚和丙氧基化丙烯酸酯。優(yōu)選的非離子單體是烯丙基 縮水甘油醚和丙烯酰胺。
[0019] 假如產(chǎn)生的含單寧酸的聚合物仍為水溶性或分散性，且陽(yáng)離子、非離子和陰離子 單體和單寧酸的總重量百分?jǐn)?shù)合計(jì)100%，產(chǎn)生的含單寧酸的聚合物含