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随着油田的开采进入中后期，出现了越来越多的稠油区块，为了提高稠油采收率，油田多采用注蒸汽热采的方法。而热采的采出液经破乳后，产生的污水不同于常规原油产生的污水，它的泥沙含量和含油量都比较大且油、砂相互裹夹，处理难度相应增大。随着水资源的日益紧缺，对稠油污水进行净化处理后，回注热采，实现其循环利用意义重大。
本文概述了稠油油田污水的处理现状，全面总结了絮凝剂的国内外研究进展。其中，阳离子絮凝剂极具应用价值且使用范围广泛，在油田污水的处理中起着举足轻重的作用。我们根据净水剂的絮凝作用机理，结合净水剂对聚合物性能的要求，对期望的净水剂进行了分子结构的设计。本研究的目的在于研制一种二元阳离子的净水剂，在参考了国内外有关絮凝剂文献的基础上，采用水溶液聚合的方法，合成了一种含两个不同阳离子支链的聚丙烯酰胺类高分子净水剂。
通过正交实验确立了单体和聚合物的最佳合成条件，并对各实验因素进行了分析讨论。结果表明:单体a的合成在第一步反应温度为冰水浴，单体配比为1∶2，第二步反应温度为50℃，反应时间为4h时产率最高，达82.4％。最佳的聚合物合成条件为:阳离子度为30％左右，反应时间为6h，聚合温度为40℃，引发剂浓度为0.5％，交联剂浓度为0.3％，合成的高分子净水剂处理后水质透光率达99％以上。
对所合成单体、目标高分子净水剂进行了红外表征，表明目标产物具有预期设计的高分子所应有的官能团，符合目标产物的分子结构。
模拟现场条件对所合成的二元阳离子净水剂进行了性能评价，考察了不同加药量，不同净水剂阳离子度，在不同沉降时间，不同的分光光度计入射波长下，处理后水质透光率的情况，结果表明:最佳的加药量为100ppm，最佳阳离子度为30％，沉降速度较快，基本在30s左右水质透光率可由原水的44.5％增大至90％以上，且在加药量与阳离子度之间存在反向变化的趋势，即随着净水剂阳离子度的增加其加药量适当变小，反之亦然。
最后考察了该净水剂的综合性能，包括:破乳——净水配伍性，普适性和复配性，均表现出良好的效果。以新疆风城重油区的稠油采出液为对象，进行了6种配方的破乳实验，结果表明新疆风城现场的破乳剂破乳效果最好，远超出其它5种破乳方案的效果。对破乳后的水样进行了净水实验，表明该净水剂具有很好的破乳——净水配伍性。以新疆油田，大港油田，胜利油田和冀东油田的油田污水为处理对象，对其进行净化处理，结果表明该净水剂具有较好的普适性。最后将我们研制的净水剂与无机絮凝剂复配，对上述四大油田污水进行处理，结果表明复配后的效果更好。
此外，我们还对处理前后的水样进行了Zeta电位和粒径分析，表明加入净水剂后，水样中的带电颗粒发生了脱稳效应，电位和粒径均有所下降。在本课题的研究过程中，新疆风城重油区的现场人员对该净水剂进行了2次现场试验，取得了初步的效果。
本研究的创新点在于自主合成了一种二元阳离子高聚物，并对其合成方案进行了优化。将这种二元阳离子聚合物应用于油田污水的处理。