老油田开启新“锂”程

　　在中原油田水务分公司技术创新实验室，来自文三采出水处理站的采出水正经历神奇蝶变。经过两年多的不懈攻关，科研人员近日首次从复杂的东濮老区采出水中获得纯度99.4%的工业级碳酸锂。

　　“在油气成藏的漫长时间内，地层中的锂资源溶解于水，水驱开采让作为油气‘附属品’的锂重见天日。”中原油田水务分公司水务技术专家、提锂工艺技术研究项目负责人苏三宝说。

　　资源摸排　绘就东濮“锂地图”

　　中原油田东濮老区产出水具有“一低三高”特征，即低锂含量、高杂质离子、高矿化度、高有机物，提取锂资源面临挑战。2023年，一支由油田地质、工艺、水务技术人员组成的科研团队迅速集结，开启寻“锂”之旅。科研团队采用“区块摸排+井点跟踪”技术，完成600余口井的采出水分析，首次在东濮凹陷锁定4处锂资源富集区，并绘制分级资源分布图，为规模化开发奠定了基础。

　　科研团队整合储层物性、测井数据等资料，建立“砂体—盐岩耦合”评价模型，精准定位富锂卤水层位；通过复用老井数据，勘探成本大幅降低，验证井采出水锂浓度达到工业开采标准。

　　“该成果标志着油田在伴生资源勘探方面取得突破，为后续推进提锂工艺优化打下了基础。”油田勘探开发研究院实验中心副主任高志飞表示。

　　“吸附+膜”法　探索特色提锂工艺

　　寻找合适的吸附剂是锂提取工艺的第一步。在吸附剂筛选环节，科研团队展开了一场吸附剂“选秀”比赛。“就像给锂离子找专属‘捕手’，使其能在东濮高钙、高镁的采出水中准确捕获锂离子。”油田石油工程技术研究院技术员王莲莲说。

　　铝系、钛系、锰系吸附剂轮流登场。通过上百次对比实验，铝系吸附剂脱颖而出。在同样条件下，铝系吸附剂锂回收率超过85%。

　　2023年底，科研团队在文三采出水处理站，利用铝系“捕手”开展锂富集现场小试，采用连续离交吸附装置，在不同运行参数下，锂离子平均回收率83.7%，浓缩倍数11.5倍，获得解析合格液约1.5吨，锂离子含量约170毫克/升。

　　“如果说吸附环节是通过吸附剂捕获锂离子，那么膜法则是给含有大量杂质的‘混合液’减肥瘦身。”水务分公司技术员袁伟红解释。科研团队自行改制膜试验装置，对混合液进行超滤等多级膜工艺处理。

　　“超滤膜先‘切除’大分子有机物，反渗透膜‘抽脂’去除盐分，纳滤膜精准‘修剪’二价钙、镁离子，电渗析‘过滤’硼元素。”袁伟红说，“每一步都像是一场战斗。”经过多次试验，研究团队最终确定了适配的工艺参数，1.5吨合格液通过膜法提纯变成了5.25千克的“锂浓缩汁”。

　　纯化结晶　样品纯度达工业级

　　为了打通从“锂浓缩汁”到碳酸锂的“最后一公里”，科研团队在实验室搭建沉锂装置进行“化学魔术”，使“锂浓缩汁”缓慢析出雪白的碳酸锂粉末，首批生成约200克碳酸锂样品。经第三方检测，样品纯度为99.4%，达到工业级碳酸锂产品标准。

　　历经两年，技术团队先后筛选出适用于高钙、高镁、高有机物、低锂品位油田水提取锂的吸附剂，论证了离子除杂技术的可行性，攻克了沉锂技术等问题，实现了油田复杂水质特性条件下低浓度锂的分离、富集和提取，并制备出高纯度碳酸锂。

　　“我们打通从锂资源评价到碳酸锂提取的全套工艺流程，不仅为油田新能源开发拓展了新赛道，也为同类型低品位锂资源高效提取探索出了一条可行路径，接下来将加快形成油田锂资源开发特色工艺技术，为油田采出水伴生资源高效开发利用提供技术支撑。”苏三宝信心满满地说。