孟皓(哈爾濱石油學(xué)院石油工程系,黑龍江 哈爾濱 150027)
在石油的開(kāi)采過(guò)程中,當(dāng)某區(qū)塊到了開(kāi)發(fā)中期,經(jīng)常采用注水(注汽)的開(kāi)發(fā)措施來(lái)提高原油的采收率,此時(shí)注水(注汽)井組的含水率會(huì)迅速上升,乳化原油由此出現(xiàn)[1]。乳化原油指的是以原油作為分散相或者分散介質(zhì)的乳狀液體,W/O型乳化原油是以原油作分散介質(zhì)的乳狀液的統(tǒng)稱,一次采油和二次采油采出的乳化原油多是W/O型乳化原油;以原油作分散相的乳狀液稱為O/W型乳化原油,三次采油采出的乳化原油多是O/W型乳化原油。
各個(gè)油田在開(kāi)采的過(guò)程中隨著原油開(kāi)采進(jìn)入中后期都會(huì)遇到此問(wèn)題,原油乳狀液變得更加穩(wěn)定的原因是原油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量增加了,除此之外,隨著新技術(shù)的發(fā)展,用大量的表面活性劑來(lái)驅(qū)油,讓原油的組成變得較為復(fù)雜,采出原油的含水含鹽率不斷增加,而采出的乳化原油大多都是O/W型乳化原油,這給原油脫水脫鹽工作提出了更高的要求[2,3]。
因?yàn)楹娜榛驮谶\(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)腐蝕管線、儲(chǔ)罐和泵等金屬物品的,會(huì)腐蝕金屬,或在這些金屬設(shè)備的表面結(jié)垢。因?yàn)橛途脑腿榛?,粘度升高,摩擦阻力增大,所以在向外輸出乳化原油之前都通過(guò)專業(yè)的技術(shù)對(duì)乳化原油進(jìn)行脫水。
常用的乳化原油脫水方法有:熱法、化學(xué)法和電法。這三種方法一般不會(huì)單獨(dú)使用,常聯(lián)起來(lái)用,其中用的最多的是化學(xué)法?;瘜W(xué)乳化原油脫水發(fā)要用到化學(xué)劑就是即破乳劑,當(dāng)前我國(guó)各地的油田破乳劑的年用量大約有2萬(wàn)噸[4]。
乳化原油脫水的整個(gè)過(guò)程的實(shí)際上是利用化學(xué)制劑使油水分離,再通過(guò)水重油輕的原理,在原油通過(guò)一個(gè)特定的裝置時(shí),使水下沉,油、水分開(kāi)。[5]。
低分子的化學(xué)原油脫水劑大多屬于水溶性質(zhì)的(HLB值>8),相對(duì)于W/O型乳化原油化學(xué)脫水劑來(lái)說(shuō),它們之間是相反類型的化學(xué)制劑,W/O型乳化原油破乳原理其實(shí)就是通過(guò)化學(xué)原油脫水劑的抵消作用來(lái)達(dá)到脫水的目的。
與此化學(xué)制劑有相同抵消作用的還有高分子原油化學(xué)脫水劑中的水溶性原油化學(xué)脫水劑,對(duì)于油溶性原油化學(xué)脫水劑也是高效破乳劑,可想而知它的破乳原理其實(shí)靠的不是此作用。高分子原有化學(xué)脫水劑的脫水主要通過(guò)下列作用:
2.1.1 通過(guò)吸附膜的形成完成
因?yàn)楦叻肿釉突瘜W(xué)脫水劑所血藥的吸附層是在界面上取代原來(lái)的乳化劑后所形成的,所以這樣的吸附膜不牢固,不緊密,那他的保護(hù)作用相對(duì)來(lái)說(shuō)也就差得很了。
2.1.2 對(duì)水滴的聚集作用
它之所以能夠聚集水滴是因?yàn)楦叻肿拥钠迫閯┯泻軓?qiáng)的吸附作用,它的吸附作用是可以同時(shí)吸附在多個(gè)水滴的界面上引起的,通過(guò)吸附,這些水滴便有更多的機(jī)會(huì)在一起碰撞、匯集。
2.1.3 增溶機(jī)理
所使用的破乳劑一個(gè)分子或少數(shù)幾個(gè)分子即可形成膠束,這種高分子線團(tuán)或膠束可增溶乳化劑分子,從而使乳化原油的油水分離。
這種脫水過(guò)程主要通過(guò)電解質(zhì)、低分子醇、聚集化合物合物和表層活性劑等來(lái)完成,破乳劑所產(chǎn)生的成分不同,破乳的原理也大為不同:
2.2.1 在此電解質(zhì)也起到了很大的作用,它通過(guò)減小油珠表面所產(chǎn)生的負(fù)電荷以和改變?nèi)榛瘎┑男嗡葡嗳菰韥?lái)完成。
2.2.2 分子較低的醇則是通過(guò)讓原油的極性增加,水的極性從而遞減,使乳化劑移向油的成分含量高的,或者游向水的成分含量高的從而起到脫水的作用。
2.2.3 表層的活性化學(xué)制劑是通過(guò)與乳化劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),從而形成不牢固的吸附膜和抵消作用,引起脫水而破乳。
2.2.4 聚集化合物主要通過(guò)連接的原理來(lái)起破乳的作用。
由于破乳劑所產(chǎn)生的成分不同,破乳的原理也就大為不同,所以破乳劑的使用就得復(fù)合配置。
破乳劑是當(dāng)今原油脫水必不可少的助劑,隨著我國(guó)大型油田進(jìn)入高含水時(shí)期,對(duì)于怎樣確保破乳劑在其破乳過(guò)程中的高效性與經(jīng)濟(jì)性是現(xiàn)階段急需解決的問(wèn)題[6],因?yàn)橹挥羞@一問(wèn)題解決了才能滿足油田開(kāi)發(fā)及油氣集輸?shù)男枰?,才能加快石油行業(yè)的蓬勃發(fā)展。
[1]李麗艷,朱肖晶,唐娜,等.破乳劑對(duì)原油乳狀液界面膜作用機(jī)理研究進(jìn)展[J].天津化工,2008,22(1):6-8.
[2]劉慶旺,賀夢(mèng)琦,范振中.原油生物破乳劑的研究進(jìn)展[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2009,9(12):3395-3398.
[3]馮志強(qiáng),楊永軍,朱成君,等.原油生物破乳劑的研究與應(yīng)用[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào),2004,28(3):93-95.
[4]劉培厚.對(duì)我國(guó)理想原油破乳劑的開(kāi)發(fā)思路[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2008,30(5):359-361.
[5]馬玲玲.國(guó)內(nèi)外原油破乳劑的發(fā)展[J].化工科技市場(chǎng),2010,33(2):6-9.
[6]牟建海.原油破乳機(jī)理研究與破乳劑的發(fā)展[J].科研與開(kāi)發(fā),2002(4):26-28.