劉春亮　劉彥麟　顏永玲　唐婧　彭喬松（.西南石油大學(xué)，四川　成都　60500；2.中石油西南管道蘭成渝輸油分公司，四川　成都　60000；.中石化西北油田分公司油氣營(yíng)銷部，新疆　庫(kù)爾勒　84000）

XJ油田稠油破乳劑復(fù)配及影響因素分析

劉春亮1，2劉彥麟1顏永玲1唐婧1，2彭喬松3
（1.西南石油大學(xué)，四川成都610500；2.中石油西南管道蘭成渝輸油分公司，四川成都610000；3.中石化西北油田分公司油氣營(yíng)銷部，新疆庫(kù)爾勒841000）

依據(jù)原油破乳劑性質(zhì)及復(fù)配原理，采用室內(nèi)瓶試法為XJ某區(qū)塊稠油篩選出性能較好的破乳劑。首先利用瓶試法從15種商業(yè)破乳劑中篩選出效果最好的3種破乳劑，再對(duì)篩選出的三種破乳單劑按照一定比例進(jìn)行復(fù)配，從中篩選出復(fù)配效果最好的實(shí)驗(yàn)組并加以分析，最后進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)得出：當(dāng)脫水溫度控制在75℃左右，恒臺(tái)雙峰2505與HG-41復(fù)配比例為1∶2，添加劑量為60mL/L，沉降時(shí)間為90min時(shí)效果最好。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析得出：脫水溫度對(duì)于脫水效果的影響最大，其次是復(fù)配比例，再次是沉降時(shí)間，最后是添加劑量。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)一定要分清主次，使脫水效果最好。

XJ某區(qū)塊；稠油；破乳劑；瓶試法；復(fù)配；正交

由于石油行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)愈來愈激烈，破乳劑的質(zhì)量在不斷提高的同時(shí)，我們希望原油脫水的綜合成本能夠越低越好。破乳劑是一種表面活性劑，其破乳效果和原油組分、性質(zhì)有很大關(guān)系，所以要依照油田現(xiàn)場(chǎng)原油組分、性質(zhì)來選擇合適的破乳劑。稠油脫水作為油田中原油集輸過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，與其他各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是密切相關(guān)的。伴隨石油工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于原油破乳劑的需求量越來越大，對(duì)于破乳劑的質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，一些普通的原油破乳劑已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了油田生產(chǎn)的要求。故我們應(yīng)該對(duì)原油破乳劑進(jìn)行深入研究，爭(zhēng)取能夠研發(fā)出效率高、價(jià)格低且穩(wěn)定的原油破乳劑。對(duì)原油破乳劑的正確選擇和合理利用，不僅僅能夠使原油有效的破乳及脫水，還能節(jié)約大量的人力、物力和財(cái)力資源，所以原油破乳已經(jīng)迫在眉睫［1-2］。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)儀器包括：恒溫水浴鍋、電子天平、燒杯、玻璃棒、溫度計(jì)、量筒、比色管、移液管、洗耳球等。

實(shí)驗(yàn)試劑包括：破乳劑、清水。實(shí)驗(yàn)所用破乳劑見表1。

表1　實(shí)驗(yàn)所用破乳劑

編號(hào)名稱編號(hào)名稱9 PFA-1231 13 REA-43 10 HE-1 14 BC-12H 11 PO-13 15 D-13 12 DF-1321

1.2實(shí)驗(yàn)方法

加劑量（mL）5min 10min 30min 60min 90min最終出水量最終水色最終界面脫水率（%）恒臺(tái)雙峰1501 0.25 3 3.5 6.5 8 9 9清澈齊整72恒臺(tái)雙峰2505 0.25 3 4 6.5 9.5 10 10清澈齊整80 HG-41 0.2 6.5 7.5 8.5 9 10 10乳黃色齊整80空白對(duì)照組0 0 0 0 1 2 2乳黃色不齊整16

本實(shí)驗(yàn)采用瓶試法［3］。首先，將制得的原油乳狀液分別倒入容量為25mL的幾個(gè)比色管中（具體數(shù)量根據(jù)實(shí)驗(yàn)組數(shù)來定），然后將比色管全部放進(jìn)溫度為70℃的恒溫水浴鍋中預(yù)熱30min左右，預(yù)熱完成之后就用移液管向每一個(gè)比色管中加入0.25mL的破乳劑［2］溶液，用手上下?lián)u200次（2min之內(nèi)完成）。搖勻之后將比色管再放入溫度為75℃的恒溫水浴中進(jìn)行恒溫脫水，記錄5min、10min、30min、60min、90min的脫出水量，并記錄油水界面及脫出污水水色情況。

2　結(jié)果與討論

2.1單劑評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖1　優(yōu)選破乳劑效果對(duì)比圖

根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可以得出：

（1）恒臺(tái)雙峰2505的脫水量大、污水水色清，但脫水速度不是最快，在所有破乳劑中效果最好；

（2）恒臺(tái)雙峰1501脫水量較大、污水水色比較清澈，效果次于恒臺(tái)雙峰2505；

（3）HG-41脫水速度快、脫水量較大，但污水水色較渾濁；

（4）其它破乳劑的破乳效果相對(duì)較差

圖2　單劑評(píng)價(jià)效果圖

2.2優(yōu)選單劑平行實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)選用在破乳單劑評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中脫水效果最好的破乳單劑恒臺(tái)雙峰2505。具體的實(shí)驗(yàn)方法與單劑評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)相同。

圖3　單劑平行實(shí)驗(yàn)對(duì)比圖

圖4　單劑平行實(shí)驗(yàn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到：當(dāng)恒臺(tái)雙峰2505的劑量在0.05mL左右最終脫水效果最好，不僅脫出污水顏色很清，脫水速度也沒有特別慢，且成本最低。當(dāng)2505劑量大于0.05mL時(shí)脫水效果沒有得到的明顯提高。從表中還可以看出該破乳劑脫出污水水色都很清澈，且界面整齊。

2.3破乳劑復(fù)配實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)我們采用了雙劑復(fù)配［4-5］和三劑復(fù)配兩種復(fù)配方式。對(duì)篩選出的3種效果相對(duì)較好的破乳單劑，按照一定比例進(jìn)行雙劑復(fù)配實(shí)驗(yàn)和三劑復(fù)配實(shí)驗(yàn)，脫水溫度仍然取為75℃，實(shí)驗(yàn)時(shí)間定為90min，具體的實(shí)驗(yàn)步驟與單劑評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)步驟是相同的，實(shí)驗(yàn)具體數(shù)據(jù)見下表。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)比復(fù)配破乳與單劑破乳的效果，選出效果最好的破乳劑。

（1）三劑復(fù)配實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)采用的三種破乳劑是根據(jù)單劑評(píng)價(jià)篩選出來的效果比較好的恒臺(tái)雙峰2505、恒臺(tái)雙峰1501和HG-41，分別按照恒臺(tái)雙峰2505：恒臺(tái)雙峰1501：HG-41的比例順序進(jìn)行劑量的加注，實(shí)驗(yàn)方法與單劑評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方法相同，加劑配比表見表4。

表4　三劑復(fù)配劑量配比表

圖5　三劑復(fù)配效果圖

圖6　三劑復(fù)配折線圖

（2）雙劑復(fù)配實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)采用恒臺(tái)雙峰2505和HG-41、恒臺(tái)雙峰2505和恒臺(tái)雙峰1501、恒臺(tái)雙峰1501和HG-41三種方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖如下所示，實(shí)驗(yàn)方法與單劑評(píng)價(jià)一樣。

圖7　2505與HG-41復(fù)配折線圖

圖8　2505與1501復(fù)配折線圖

圖9　1501與HG-41復(fù)配折線圖

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到以下的結(jié)論：

（1）恒臺(tái)雙峰2505與HG-41復(fù)配效果最好，脫水速度快且水色清；

（2）恒臺(tái)雙峰1501與HG-41復(fù)配效果不佳，水色很渾濁；

（3）恒臺(tái)雙峰2505與恒臺(tái)雙峰1501復(fù)配時(shí)脫水速度很慢，水色比較清澈。

2.4破乳劑正交實(shí)驗(yàn)

本文正交實(shí)驗(yàn)［6］采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)是原油脫水量（脫水率），該實(shí)驗(yàn)考慮影響破乳劑脫水的四個(gè)因素分別為沉降時(shí)間、脫水溫度、添加劑量以及復(fù)配比例（該實(shí)驗(yàn)選用2505和HG-41）。同時(shí)對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)因素選擇三個(gè)水平，該實(shí)驗(yàn)不考慮三個(gè)影響因素之間的交互作用，因此可以將這個(gè)因素隨機(jī)地分配在表格中的列中。具體實(shí)驗(yàn)步驟與破乳單劑實(shí)驗(yàn)步驟相同，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用正交設(shè)計(jì)助手進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)具體數(shù)據(jù)見數(shù)據(jù)分析表。通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，達(dá)到優(yōu)化破乳條件的作用。

圖10　正交試驗(yàn)效果圖

表5　因素與水平分配表

分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出：

（1）脫水溫度控制在75℃左右，2505和HG-41的復(fù)配比例為1:2，加破乳劑的量為20mL/L，沉降時(shí)間為90min時(shí)能達(dá)到良好脫水效果。

（2）通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析，可以得出脫水溫度對(duì)于脫水效果的影響最大，其次是復(fù)配比例，然后是沉降時(shí)間，最后就是添加劑量。這個(gè)結(jié)論告訴我們，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)一定要分清主次，使脫水效果最好。

（3）復(fù)配后的破乳劑脫除污水清潔，油水界面齊整。

3　結(jié)語(yǔ)

（1）當(dāng)利用恒臺(tái)雙峰2505和HG-41進(jìn)行破乳劑復(fù)配實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)不僅脫水速度非常快，污水水色也很清；用恒臺(tái)雙峰1501和HG-41進(jìn)行復(fù)配時(shí)，脫水速度比較快，但是污水水色很渾濁；用恒臺(tái)雙峰2505和恒臺(tái)雙峰1501復(fù)配時(shí)，脫水速度和污水水色效果處于兩者之間。

（2）通過正交實(shí)驗(yàn)可以得出，當(dāng)破乳劑恒臺(tái)雙峰2505：HG-41的比例為1：2，脫水溫度控制在75℃，沉降的時(shí)間選擇90分鐘比較合適。

（3）通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析，可以得出脫水溫度對(duì)于脫水效果的影響最大，其次是復(fù)配比例，然后是沉降時(shí)間，最后就是添加劑量。這個(gè)結(jié)論告訴我們，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)一定要分清主次，使脫水效果最好。

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