一种油田产出液处理用高效清水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油气水处理
技术领域
，更具体地说涉及一种油田产出液处理用高效清水剂及其制备方法。背景技术
近年来，随着油田进入开采中后期，产液含水率快速上升，综合含水率已超过70％，采出液的乳状液类型也发生了显著的变化，乳状液类型由油田开发初期的油包水型(W/O)转变为水包油型(O/W)和水包油包水型(W/O/W)多重乳状液。与此同时，随着油田大泵提液、热采、酸化及聚合物驱油等增产措施的进行，其产液量将进一步提高。伴随而来的则是流程处理温度的降低、处理设备的超负荷运转，处理能力急剧下降，使得油水处理难度大幅增加与高效快速处理及节能环保要求形成目前油气水处理的一对急待解决的矛盾。为保障油田生产的正常运行，改善油水处理效果，确保油水达标处理合格已势在必行。
二甲基二烯丙基氯化胺与丙烯酰胺共聚物是一种带有阳离子基团的线型水溶性高聚物，其大分子链上所带的正电荷密度高、水溶性好、絮凝能力强，在污水处理中用量少，而且无毒不污染环境，阳离子单元结构稳定，PH适用范围广，被广泛地应用于石油开采、造纸、采矿、纺织印染、日用化工和水处理领域。
由阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和非离子单体丙烯酰胺(AM)在引发剂作用下，经自由基聚合反应得到共聚物产物(PDA)，其分子结构式如下：
共聚物产物(PDA)是由单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)经自由基聚合得到的产物，其聚合反应进行程度的高低，即产物相对分子质量的高低是受引发剂体系及其用量的多少、单体浓度、反应温度、时间控制等条件的影响，但即使将这些条件控制精准，在工业化生产过程中聚合产物的相对分子质量还是很难控制，聚合得到的产物分子量及粘度较高，粘度最高可达几百万，这种高分子量、高粘度的共聚物产物(PDA)产品对于污水的处理效果差强人意，除油率较低、净水效果差、聚合物粘度大现场加注困难，难以满足油田的需求。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，共聚物产物(PDA)的分子量和粘度较高，高分子量、高粘度的共聚物产物(PDA)产品对于污水的处理效果差强人意，存在除油率较低、净水效果差、聚合物粘度大现场加注困难的问题，提供了一种油田产出液处理用高效清水剂及其制备方法，该清水剂制备方法简单、可控性强、除油率高，能够达到很好的净水效果，具有普遍适用性的油田产出液处理用高效清水剂的制备方法，其制备方法工序简单，反应过程易控制并且安全、可靠、环保，有较强的普遍适用性。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种油田产出液处理用高效清水剂及其制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1，将二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、丙烯酰胺水溶液、链转移剂、引发剂一、络合剂和蒸馏水混合均匀后，将上述混合溶液置于25-35℃下，搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h后，得到反应混合液，其中，二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺和链转移剂质量比为(1-4):(4-8):(1-5)，引发剂一的加入量为二甲基二烯丙基氯化铵质量的1-4％，络合剂的加入量为二甲基二烯丙基氯化铵质量的0.5-0.8％，蒸馏水的加入量为二甲基二烯丙基氯化铵质量的3-6倍；
步骤2，将步骤1制备得到的反应混合液继续升温至55-65℃，向上述反应混合液中滴加引发剂二水溶液，滴加完毕后，继续反应1-3h后，继续升温至70-80℃，继续反应4-6h后，得到产物A，其中，引发剂二的加入量为二甲基二烯丙基氯化铵质量的1-3％，引发剂二与蒸馏水的质量比为1：(8-22)；
步骤3，将氯化锌水溶液与步骤2制备得到的产物A混合后，在室温20-25℃条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂，其中，氯化锌和产物A质量比为(45-65):(35-55)。
在步骤1中，二甲基二烯丙基氯化铵水溶液的质量浓度为60％，丙烯酰胺水溶液的质量浓度为40％，链转移剂采用丙二醇，引发剂一采用过硫酸铵，络合剂采用乙二胺四乙酸二钠，二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺和链转移剂质量比为(1-3):(5-7):(2-4)，引发剂一的加入量为二甲基二烯丙基氯化铵质量的2-3％，络合剂的加入量为二甲基二烯丙基氯化铵质量的0.6-0.7％，蒸馏水的加入量为二甲基二烯丙基氯化铵质量的4-5倍。
在步骤2中，引发剂二采用过硫酸铵，引发剂二的加入量为二甲基二烯丙基氯化铵质量的1-2％，引发剂二与蒸馏水的质量比为1：(10-20)。
在步骤3中，氯化锌水溶液的质量浓度为30％，氯化锌和产物A质量比为(50-60):(40-50)。
本发明的有益效果为：本发明的方法工艺简单，易于操作，添加链转移剂丙二醇，使反应温度便于控制，聚合反应低速平稳进行，适用于油田多重乳状液的处理；利用本发明制备的油田产出液处理用高效清水剂除油率高、单体转化率高、净水效果好、产物粘度低现场加注便捷，具有普遍适用性。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例中，所使用的60wt％的二甲基二烯丙基氯化铵水溶液为市售，40wt％丙烯酰胺水溶液为市售，30wt％氯化锌水溶液为市售。
实施例1
(1)将5.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、25.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、10.0g丙二醇、0.1g过硫酸铵、0.03g乙二胺四乙酸二钠和20.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.05g过硫酸铵和0.5g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将91.02g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
实施例2
(1)将5.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、30.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、15.0g丙二醇、0.25g过硫酸铵、0.065g乙二胺四乙酸二钠和45.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.15g过硫酸铵和2.25g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将119.42g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
实施例3
(1)将5.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、35.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、20.0g丙二醇、0.45g过硫酸铵、0.105g乙二胺四乙酸二钠和75.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.3g过硫酸铵和6.0g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将141.85g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
实施例4
(1)将10.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、25.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、10.0g丙二醇、0.1g过硫酸铵、0.03g乙二胺四乙酸二钠和20.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.05g过硫酸铵和0.5g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将98.52g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
实施例5
(1)将10.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、30.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、15.0g丙二醇、0.25g过硫酸铵、0.065g乙二胺四乙酸二钠和45.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.15g过硫酸铵和2.25g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将125.53g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
实施例6
(1)将10.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、35.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、20.0g丙二醇、0.45g过硫酸铵、0.105g乙二胺四乙酸二钠和75.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.3g过硫酸铵和6.0g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将146.85g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
实施例7
(1)将15.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、25.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、10.0g丙二醇、0.1g过硫酸铵、0.03g乙二胺四乙酸二钠和20.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.05g过硫酸铵和0.5g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将106.02g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
实施例8
(1)将15.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、30.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、15.0g丙二醇、0.25g过硫酸铵、0.065g乙二胺四乙酸二钠和45.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.15g过硫酸铵和2.25g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将131.64g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
实施例9
(1)将15.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、35.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、20.0g丙二醇、0.45g过硫酸铵、0.105g乙二胺四乙酸二钠和75.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.3g过硫酸铵和6.0g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将151.85g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
实施例10
(1)将5.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、30.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、15.0g丙二醇、0.25g过硫酸铵、0.065g乙二胺四乙酸二钠和45.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.15g过硫酸铵和2.25g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将146.56g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
实施例11
(1)将10.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、35.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、20.0g丙二醇、0.45g过硫酸铵、0.105g乙二胺四乙酸二钠和75.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.3g过硫酸铵和6.0g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将179.48g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
实施例12
(1)将15.0g浓度为60wt％二甲基二烯丙基氯化铵水溶液、25.0g浓度为40wt％丙烯酰胺水溶液、10.0g丙二醇、0.1g过硫酸铵、0.03g乙二胺四乙酸二钠和20.0g蒸馏水混合，置于25-35℃下搅拌反应0.1-0.3h后，升温至40-50℃，继续反应1-3h；
(2)继续升温至55-65℃，向上述反应容器中滴加0.05g过硫酸铵和0.5g蒸馏水的混合液，滴加完成后继续反应1-3h；
(3)继续升温至70-80℃，在此温度下继续反应4-6h后，得到产物A；
(4)将70.68g浓度为30wt％氯化锌水溶液与制备得到的产物A混合，在室温(20-25℃)条件下，搅拌均匀后，即得到油田产出液处理用高效清水剂。
验证实施例一：
实验原料：某海上油田污水(高含油污水，污水含油7300mg/L)
实验温度：62℃
药剂浓度：65mg/L
评价标准：SY/T 0530-2011《油田采出水中含油量测定方法分光光度法》
SY/T 5797-93《水包油乳状液破乳使用性能评定方法》
评价方法：在高含油污水温度62℃下，取80mL污水加入65mg/L清水剂，振荡混匀，观察油水界面及水色，测定10分钟后下层污水含油值，试验数据如表1所示。
表1高含油污水试验数据
备注：水色：A-、A、A+—清 B-、B、B+—一般 C-、C、C+—差
界面：A-、A、A+—齐 B-、B、B+—一般 C-、C、C+—不齐
油珠上浮速度：慢、一般、较快、快
验证实施例二：
实验原料：某海上油田污水(中含油污水，污水含油3460mg/L)
实验温度：70℃
药剂浓度：100mg/L
评价标准：SY/T 0530-2011《油田采出水中含油量测定方法分光光度法》
SY/T 5797-93《水包油乳状液破乳使用性能评定方法》
评价方法：在高含油污水温度70℃下，取80mL污水加入100mg/L清水剂，振荡混匀，观察油水界面及水色，测定10分钟后下层污水含油值，试验数据如表2所示。
表2中含油污水试验数据
备注：水色：A-、A、A+—清 B-、B、B+—一般 C-、C、C+—差
界面：A-、A、A+—齐 B-、B、B+—一般 C-、C、C+—不齐
油珠上浮速度：慢、一般、较快、快
验证实施例三：
实验原料：某海上油田污水(中含油污水，污水含油1550mg/L)
实验温度：68℃
药剂浓度：100mg/L
评价标准：SY/T 0530-2011《油田采出水中含油量测定方法分光光度法》
SY/T 5797-93《水包油乳状液破乳使用性能评定方法》
评价方法：在高含油污水温度68℃下，取80mL污水加入100mg/L清水剂，振荡混匀，观察油水界面及水色，测定10分钟后下层污水含油值，试验数据如表3所示。
表3中含油污水试验数据
备注：水色：A-、A、A+—清 B-、B、B+—一般 C-、C、C+—差
界面：A-、A、A+—齐 B-、B、B+—一般 C-、C、C+—不齐
油珠上浮速度：慢、一般、较快、快
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
