申请日2016.08.24
公开(公告)日2016.11.16
IPC分类号E21B43/22; C02F9/04; C02F103/32
摘要
本发明公开了一种利用乳制品工业废水提高原油产量的方法，包括以下步骤：将废水中大粒径的悬浮物颗粒变成小粒径的悬浮物颗粒，将废水的pH调至6.0～8.0，得到预处理后的乳制品工业废水;试验油藏的筛选;预处理后的乳制品工业废水和空气注入量的确定;现场试验及现场试验结果的跟踪与分析。本发明施工工艺简单，有效降低了水驱油藏提高原油产量的成本，并避免了乳制品工业废水外排造成的环境污染以及处理成本过高的问题，因此，本发明可广泛应用于提高原油产量的现场试验中。
权利要求书
1.一种利用乳制品工业废水提高原油产量的方法，包括如下步骤：
(1)乳制品工业废水的过滤
将乳制品工业废水进行过滤，分离出粒径大于100μm的悬浮物，得到过滤后的乳制品工业废水;
(2)悬浮物的处理
首先将上述分离后的悬浮物粉碎至粒径小于50μm以下，其次将粉碎后的悬浮物加入上述过滤后的乳制品工业废水中，得到微粒径的乳制品工业废水;
(3)过滤后的废水调整pH值
利用酸或碱将上述微粒径的乳制品工业废水的pH调至6.5～7.5，得到预处理后的乳制品工业废水;
(4)试验油藏的筛选
试验油藏的筛选标准为：油藏温度小于90℃、油藏渗透率大于50×10-3μm2、地层水矿化度小于150000mg/L和原油粘度小于5000mPa.s;
(5)预处理后的乳制品工业废水注入量的确定
预处理后的乳制品工业废水注入量的确定采用物理模拟驱油实验法，具体步骤如下：填装与试验油藏渗透率相同的模拟岩心;模拟岩心抽真空、饱和试验油藏的地层水，计算模拟岩心的孔隙体积;饱和试验油藏的脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液含油100%为止，计算模拟岩心的原始含油饱和度，模拟岩心老化7d;模拟岩心一次水驱，水驱至采出液含水至目前试验油藏产出液平均含水率值;注入不同体积的乳制品预处理工业废水，培养7-15d;二次水驱至产出液含水98%为止计算提高采收率值;根据提高采收率值的大小确定预处理后的乳制品工业废水的注入量;
(6)空气配注量的确定
空气注入量的确定采用静态培养法，具体方法如下：①取100mL预处理乳制品工业废水和100mL试验油藏的地层水，均匀混合后装入高压培养器中;②往上述高压培养器中注入不同体积空气，静态培养3～15d，培养温度为试验油藏的温度，培养压力为试验油藏的压力;③培养时间结束取样检测细菌的菌浓，根据菌浓度的大小确定空气的配注量;
(7)现场试验及现场试验效果的跟踪与分析
利用高压泵车将预处理后的乳制品工业废水从试验油藏的注水井中注入，同时利用空气压缩机从水井中配注空气;现场试验结束后分析现场试验效果，计算增油量、提高采收率值以及投入产出比。
2.根据权利要求1所述的利用乳制品工业废水提高原油产量的方法，其特征在于，所述的酸为盐酸或乙酸。
3.根据权利要求2所述的利用乳制品工业废水提高原油产量的方法，其特征在于，所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
4.根据权利要求1所述的利用乳制品工业废水提高原油产量的方法，其特征在于，所述的预处理后的乳制品工业废水注入量为0.2～1.0PV。
5.根据权利要求4所述的利用乳制品工业废水提高原油产量的方法，其特征在于，所述的空气注入量为空气与预处理后的乳制品工业废水比例体积为1～20:1。
6.根据权利要求1所述的利用乳制品工业废水提高原油产量的方法，其特征在于，所述的预处理后的乳制品工业废水现场注入速度为8～10m3/h。
7.根据权利要求1或2所述的利用乳制品工业废水提高原油产量的方法，其特征在于，所述的空气现场注入速度为(2～5)×102Nm3/h。
说明书
一种利用乳制品工业废水提高原油产量的方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及到一种利用乳制品工业废水提高原油产量的方法。
背景技术
乳制品工业废水是奶粉、鲜奶、调制乳饮料、发酵酸奶、调制酸奶、奶油、冰激凌、雪糕、干酪、乳糖、炼乳以及乳制品点心生产过程中排出的废水，废水主要来自容器及设备的清洗水，主要成分含有制品原料，废水pH值6.5-7.0。乳制品废水中富含糖类、淀粉、蛋白质和脂肪酸等，是一种营养丰富的有机废水。
乳制品工业废水常采用隔油、沉淀、混凝气浮、电化学絮凝等物化处理法及生物滤池、接触氧化、曝气池、氧化沟、生物塘等生化处理方法进行处理。但上述处理方法存在工艺复杂、处理成本高、处理效果不稳定等缺点。
若将这些乳制品工业废水直接排放，不仅浪费了宝贵的资源，而且处理不当极易腐败发酵，使水质发黑变臭，造成严重的环境污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变废为宝，充分利用乳制品工业废水中的营养物质提高原油产量的方法，既有效降低了石油开采的成本，又解决了乳制品工业废水处理成本高以及排放带来环境污染的问题。
一种利用乳制品工业废水提高原油产量的方法，包括如下步骤：
(1)乳制品工业废水的过滤
将乳制品工业废水进行过滤，分离出粒径大于100μm的悬浮物，得到过滤后的乳制品工业废水;
(2)悬浮物的处理
首先将上述分离后的悬浮物粉碎至粒径小于50μm以下，其次将粉碎后的悬浮物加入上述过滤后的乳制品工业废水中，得到微粒径的乳制品工业废水;
(3)过滤后的废水调整pH值
利用酸或碱将上述微粒径的乳制品工业废水的pH调至6.5～7.5，得到预处理后的乳制品工业废水;
(4)试验油藏的筛选
试验油藏的筛选标准为：油藏温度小于90℃、油藏渗透率大于50×10-3μm2、地层水矿化度小于150000mg/L和原油粘度小于5000mPa.s;
(5)预处理后的乳制品工业废水注入量的确定
预处理后的乳制品工业废水注入量的确定采用物理模拟驱油实验法，具体步骤如下：填装与试验油藏渗透率相同的模拟岩心;模拟岩心抽真空、饱和试验油藏的地层水，计算模拟岩心的孔隙体积;饱和试验油藏的脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液含油100%为止，计算模拟岩心的原始含油饱和度，模拟岩心老化7d;模拟岩心一次水驱，水驱至采出液含水至目前试验油藏产出液平均含水率值;注入不同体积的乳制品预处理工业废水，培养7-15d;二次水驱至产出液含水98%为止计算提高采收率值;根据提高采收率值的大小确定预处理后的乳制品工业废水的注入量;
(6)空气配注量的确定
空气注入量的确定采用静态培养法，具体方法如下：①取100mL预处理乳制品工业废水和100mL试验油藏的地层水，均匀混合后装入高压培养器中;②往上述高压培养器中注入不同体积空气，静态培养3-15d，培养温度为试验油藏的温度，培养压力为试验油藏的压力;③培养时间结束取样检测细菌的菌浓，根据菌浓度的大小确定空气的配注量;
(7)现场试验及现场试验效果的跟踪与分析
利用高压泵车将预处理后的乳制品工业废水从试验油藏的注水井中注入，同时利用空气压缩机从水井中配注空气;现场试验结束后分析现场试验效果，计算增油量、提高采收率值以及投入产出比。
所述的酸为盐酸或乙酸，所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
所述的预处理后的乳制品工业废水注入量为0.2-1.0PV，所述的空气注入量为空气与预处理后的乳制品工业废水比例体积为1～20:1。
所述的预处理后的乳制品工业废水现场注入速度为8～10m3/h，所述的空气现场注入速度为(2～5)×102Nm3/h(标方/小时)。
本发明利用乳制品工业废水中丰富的营养物质碳、氮和磷源激活油藏中的内源微生物产生生物气(CH4、H2、CO2)、生物表面活性剂;产生的生物气降低试验油藏中原油的粘度，产生的生物表面活性剂降低试验油藏中油水界面张力，从而降低油水流度比，最终提高试验油藏的原油采收率。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
(1)本发明工艺简单，操作简便，因此，有利于现场的推广与应用;
(2)本发明有效利用了乳制品工业废水，避免了废水排放带来的环境污染以及废水处理成本高的问题;
(3)本发明具有投资少、成本低、现场试验效果好的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
某油田某区块B1的油藏温度87℃，油藏压力为12.3MPa，渗透率980×10-3μm2，孔隙度34.2%，孔隙体积5.0×104m3，原油粘度为3245mPa.s，地层水矿化度为25620mg/L，可采储量3.5×104t，目前区块综合含水为95.3%。某鲜奶、发酵酸奶、调制酸奶、奶油生产厂家外排的乳制品工业废水，pH值为6.0。利用本发明的方法提高该区块采收率，具体实施步骤为：
(1)乳制品工业废水的过滤
将乳制品工业废水进行过滤，分离出粒径大于100μm的悬浮物，得到过滤后的乳制品工业废水。
(2)悬浮物的处理
将上述分离后的悬浮物粉碎至粒径为50μm以下，其次将粉碎后的悬浮物加入上述过滤后的乳制品工业废水中，得到微粒径的乳制品工业废水。
(3)过滤后的废水调整pH值
利用氢氧化钠将上述微粒径的乳制品工业废水的pH调至6.5得到预处理后的乳制品工业废水。
(4)试验油藏的筛选
试验油藏的温度为87℃、油藏渗透率为980×10-3μm2、地层水矿化度为25620mg/L，原油粘度为3245mPa.s，满足本发明试验油藏筛选的标准。
(5)预处理后的乳制品工业废水注入量的确定
预处理后的乳制品工业废水注入量的确定采用物理模拟驱油实验法，具体步骤如下：填装渗透率为980×10-3μm2的模拟岩心;模拟岩心抽真空、饱和区块B1的地层水，计算模拟岩心的孔隙体积;饱和区块B1的脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液含油100%为止，计算模拟岩心的原始含油饱和度，模拟岩心老化7d;模拟岩心一次水驱，水驱至采出液含水为95.3%为止，注入不同体积预处理后的乳制品工业废水，培养7d;二次水驱至产出液含水98%为止，计算提高采收率值;根据提高采收率值的大小确定预处理后的乳制品工业废水的注入量。结果见表1。
表1不同体积的预处理后的乳制品工业废水提高采收率值
从表1可以看出，随着乳制品工业废水注入量的增加，提高采收率值也随着增加，但当注入量大于0.8PV时，提高采收率值的增幅不明显，因此，选择的乳制品工业废水注入量为0.8PV，提高采收率值为12.3%。
(6)空气配注量的确定
空气注入量的确定采用静态培养法，具体方法如下：①取100mL预处理乳制品工业废水和100mL区块B1的地层水，均匀混合后装入高压培养器中;②往上述高压培养器中注入不同体积空气，静态培养3d，培养温度为87℃，培养压力12.3MPa;③培养时间结束取样检测细菌的菌浓，根据菌浓度的大小确定空气的配注量。实验结果见表2。
表2不同体积的空气提高采收率值
从表2可以看出，随着空气注入量的增加，提高采收率值也随着增加，但当气液比大于5:1时，提高采收率值的增幅不明显，因此，选择的空气的配注量为气液比为5:1。
(7)现场试验及现场试验效果的跟踪与分析
利用高压泵车将预处理后的乳制品工业废水4.0×104m3，以8m3/h注入速度为从试验油藏的注水井中注入，同时利用空气压缩机以2×102Nm3/h的注入速度从水井中配注空气2.0×105Nm3;现场试验结束后分析现场试验效果，计算增油量、提高采收率值以及投入产出比。
通过利用该方法现场试验累计增油0.343×104t，提高原油采收率9.8%，投入产出比为1:3.5。
实施例2
某油田某区块B2的油藏温度80℃，油藏压力为13.2MPa，渗透率1250×10-3μm2，孔隙度34.7%，孔隙体积7.5×104m3，原油粘度为1568mPa.s，地层水矿化度为56380mg/L，可采储量4.8×104t，目前区块综合含水为93.5%。某鲜奶、发酵酸奶、调制酸奶、奶油生产厂家外排的乳制品工业废水，pH值为6.2。利用本发明的方法提高该区块采收率，具体实施步骤为：
(1)乳制品工业废水的过滤
将乳制品工业废水进行过滤，分离出粒径大于100μm的悬浮物，得到过滤后的乳制品工业废水。
(2)悬浮物的处理
将上述分离后的悬浮物粉碎至粒径为50μm以下，其次将粉碎后的悬浮物加入上述过滤后的乳制品工业废水中，得到微粒径的乳制品工业废水。
(3)过滤后的废水调整pH值
利用氢氧化钠将上述微粒径的乳制品工业废水的pH调至7.0得到预处理后的乳制品工业废水。
(4)试验油藏的筛选
试验油藏的温度为80℃、油藏渗透率为1250×10-3μm2、地层水矿化度为56380mg/L，原油粘度为1568mPa.s，满足本发明试验油藏筛选的标准。
(5)预处理后的乳制品工业废水注入量的确定
预处理后的乳制品工业废水注入量的确定采用物理模拟驱油实验法，具体步骤如下：填装渗透率为1250×10-3μm2的模拟岩心;模拟岩心抽真空、饱和区块B2的地层水，计算模拟岩心的孔隙体积;饱和区块B2的脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液含油100%为止，计算模拟岩心的原始含油饱和度，模拟岩心老化7d;模拟岩心一次水驱，水驱至采出液含水为93.5%为止，注入不同体积预处理后的乳制品工业废水，培养10d;二次水驱至产出液含水98%为止，计算提高采收率值;根据提高采收率值的大小确定预处理后的乳制品工业废水的注入量。结果见表3。
表3不同体积的预处理后的乳制品工业废水提高采收率值
从表3可以看出，随着乳制品工业废水注入量的增加，提高采收率值也随着增加，但当注入量大于0.6PV时，提高采收率值的增幅不明显，因此，选择的乳制品工业废水注入量为0.6PV，提高采收率值为11.2%。
(6)空气配注量的确定
空气注入量的确定采用静态培养法，具体方法如下：①取100mL预处理乳制品工业废水和100mL区块B2的地层水，均匀混合后装入高压培养器中;②往上述高压培养器中注入不同体积空气，静态培养9d，培养温度为80℃，培养压力13.2MPa;③培养时间结束取样检测细菌的菌浓，根据菌浓度的大小确定空气的配注量。实验结果见表4。
表4不同体积的空气提高采收率值
从表4可以看出，随着空气注入量的增加，提高采收率值也随着增加，但当气液比大于10:1时，提高采收率值的增幅不明显，因此，选择的空气的配注量为气液比为10:1。
(7)现场试验及现场试验效果的跟踪与分析
利用高压泵车将预处理后的乳制品工业废水4.5×104m3，以9m3/h注入速度为从试验油藏的注水井中注入，同时利用空气压缩机以3×102Nm3/h的注入速度从水井中配注空气4.5×105Nm3;现场试验结束后分析现场试验效果，计算增油量、提高采收率值以及投入产出比。
通过利用该方法现场试验累计增油0.542×104t，提高原油采收率11.3%，投入产出比为1:4.0。
实施例3
某油田某区块B3的油藏温度67℃，油藏压力为10.5MPa，渗透率570×10-3μm2，孔隙度32.3%，孔隙体积6.5×104m3，原油粘度为2982mPa.s，地层水矿化度为19560mg/L，可采储量7.2×104t，目前区块综合含水为92.0%。某奶粉生产厂家外排的乳制品工业废水，pH值为6.2。利用本发明的方法提高该区块采收率，具体实施步骤为：
(1)乳制品工业废水的过滤
将乳制品工业废水进行过滤，分离出粒径大于100μm的悬浮物，得到过滤后的乳制品工业废水。
(2)悬浮物的处理
将上述分离后的悬浮物粉碎至粒径为50μm以下，其次将粉碎后的悬浮物加入上述过滤后的乳制品工业废水中，得到微粒径的乳制品工业废水。
(3)过滤后的废水调整pH值
利用氢氧化钾将上述微粒径的乳制品工业废水的pH调至7.5得到预处理后的乳制品工业废水。
(4)试验油藏的筛选
试验油藏的温度为67℃、油藏渗透率为570×10-3μm2、地层水矿化度为19560mg/L，原油粘度为2982mPa.s，满足本发明试验油藏筛选的标准。
(5)预处理后的乳制品工业废水注入量的确定
预处理后的乳制品工业废水注入量的确定采用物理模拟驱油实验法，具体步骤如下：填装渗透率为570×10-3μm2的模拟岩心;模拟岩心抽真空、饱和区块B3的地层水，计算模拟岩心的孔隙体积;饱和区块B3的脱水脱气原油，饱和至岩心出口产出液含油100%为止，计算模拟岩心的原始含油饱和度，模拟岩心老化7d;模拟岩心一次水驱，水驱至采出液含水为92.0%为止，注入不同体积预处理后的乳制品工业废水，培养15d;二次水驱至产出液含水98%为止，计算提高采收率值;根据提高采收率值的大小确定预处理后的乳制品工业废水的注入量。结果见表5。
表5不同体积的预处理后的乳制品工业废水提高采收率值
从表5可以看出，随着乳制品工业废水注入量的增加，提高采收率值也随着增加，但当注入量大于0.4PV时，提高采收率值的增幅不明显，因此，选择的乳制品工业废水注入量为0.4PV，提高采收率值为10.3%。
(6)空气配注量的确定
空气注入量的确定采用静态培养法，具体方法如下：①取100mL预处理乳制品工业废水和100mL区块B3的地层水，均匀混合后装入高压培养器中;②往上述高压培养器中注入不同体积空气，静态培养15d，培养温度为67℃，培养压力10.5MPa;③培养时间结束取样检测细菌的菌浓，根据菌浓度的大小确定空气的配注量。实验结果见表6。
表6不同体积的空气提高采收率值
从表6可以看出，随着空气注入量的增加，提高采收率值也随着增加，但当气液比大于5:1时，提高采收率值的增幅不明显，因此，选择的空气的配注量为气液比为5:1。
(7)现场试验及现场试验效果的跟踪与分析
利用高压泵车将预处理后的乳制品工业废水2.6×104m3，以10m3/h注入速度为从试验油藏的注水井中注入，同时利用空气压缩机以5×102Nm3/h的注入速度从水井中配注空气1.3×105Nm3;现场试验结束后分析现场试验效果，计算增油量、提高采收率值以及投入产出比。
通过利用该方法现场试验累计增油0.886×104t，提高原油采收率12.3%，投入产出比为1:4.2。