章文榮，周春林，譙 夫，姬文鈺，么麗媛

(1.長(zhǎng)慶(寧夏)精細(xì)化工有限公司，寧夏銀川 750200；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田西安長(zhǎng)慶化工集團(tuán)研究所，陜西西安 710018)

油田開(kāi)采進(jìn)入二次采油、三次采油5段，注水驅(qū)油的普遍應(yīng)用及蒸汽驅(qū)油、各種化學(xué)驅(qū)油等強(qiáng)化采油技術(shù)的廣泛應(yīng)用，采出液中含有部分水解的聚丙烯酰胺(PAM)、表面活性劑和堿，使得采出液由最初大量的水包油(W/O)和少量的油包水(O/W)轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅康挠桶?O/W)和少量的水包油(W/O)型乳狀液。通常，堿驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、二元、三元復(fù)合驅(qū)與蒸汽驅(qū)產(chǎn)生的原油為O/W型乳狀液。因此，隨著油田三次采油規(guī)模的不斷擴(kuò)大，采出液中O/W型乳狀液的油水分離問(wèn)題日益嚴(yán)重。以往油田處理該乳狀液，大多采取常規(guī)處理方法，但對(duì)三次采油采出液，尤其是含有表面活性劑的復(fù)合驅(qū)采出液的除油不大起作用。對(duì)于O/W型乳狀液的破乳劑，陽(yáng)離子反相破乳劑是重要的O/W型乳狀液的破乳劑，其破乳機(jī)理是通過(guò)反相破乳劑所帶正電荷中和油滴所帶負(fù)電荷而除油[1-3]。

1 現(xiàn)場(chǎng)存在問(wèn)題

采油三廠五里灣二區(qū)各站點(diǎn)均使用本公司YT-100破乳劑，在今年使用過(guò)程中，各站點(diǎn)頻繁出現(xiàn)加藥濃度高，脫水水質(zhì)發(fā)黑的現(xiàn)象，這不僅增加了資金投入，而且嚴(yán)重影響油田生產(chǎn)(見(jiàn)表1)。

1.1 現(xiàn)場(chǎng)使用破乳劑的評(píng)價(jià)

根據(jù)《SY/T5280-2000原油破乳劑通用技術(shù)條件》對(duì)五里灣二區(qū)6個(gè)站點(diǎn)來(lái)油脫水率進(jìn)行測(cè)定。

式中：V-試樣的脫水率平均值，mL；V0-參比樣的脫水率平均值，mL。

由表2、圖1可以看出，目前該區(qū)塊使用的破乳劑各站點(diǎn)加藥濃度均高于預(yù)計(jì)值，各站點(diǎn)來(lái)油脫水率均小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的90%，破乳劑脫水后水質(zhì)明顯發(fā)黑，在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且對(duì)原油日常生產(chǎn)、集輸帶來(lái)很大麻煩。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)破乳劑脫水效果

2 現(xiàn)場(chǎng)使用破乳劑性能改進(jìn)及改進(jìn)后室內(nèi)評(píng)價(jià)

2.1 新型破乳劑室內(nèi)篩選

通過(guò)對(duì)各采油廠現(xiàn)使用破乳劑的了解，各采油廠現(xiàn)使用破乳劑以常規(guī)體系為主，該區(qū)塊現(xiàn)使用破乳劑也屬于常規(guī)體系，常規(guī)體系破乳劑主要有啟動(dòng)速度快、脫水徹底的優(yōu)點(diǎn)，但存在加藥濃度高、脫水水質(zhì)較差的缺點(diǎn)，而新體系破乳劑不僅啟動(dòng)速度快、脫水徹底而且加藥濃度低、脫水水質(zhì)好，因此對(duì)該區(qū)塊現(xiàn)用破乳劑進(jìn)行性能優(yōu)化采取新體系。

表1 五里灣二區(qū)各站點(diǎn)現(xiàn)加藥濃度

表2 現(xiàn)場(chǎng)使用破乳劑評(píng)價(jià)

該區(qū)塊現(xiàn)用破乳劑主要由試劑A、試劑B、試劑C、試劑D、試劑E、水6種原料按比例構(gòu)成，不滿足現(xiàn)場(chǎng)使用條件，現(xiàn)對(duì)該區(qū)塊原油重新進(jìn)行破乳劑篩選，以達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)使用要求。

2.1.1 油樣的選取 為了使篩選結(jié)果盡量符合實(shí)際工況和工藝，原油選取應(yīng)滿足以下兩點(diǎn)：首先要保證原油的新鮮性，原油乳狀液的穩(wěn)定性隨著存放時(shí)間的延長(zhǎng)而加劇，這就增加了原油破乳的難度，如果用這樣的原油做破乳劑篩選實(shí)驗(yàn)，往往會(huì)錯(cuò)誤的認(rèn)為無(wú)法滿足原油的脫水率而排除本具有很好脫水效果的破乳劑。其次要保證原油試樣的代表性。采集油樣根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工藝選取有代表性的幾種油樣按比例混合。該區(qū)塊主要以長(zhǎng)2、延9層位原油為主，因此選取南九轉(zhuǎn)、3號(hào)轉(zhuǎn)油點(diǎn)為取樣點(diǎn)，所取原油試樣按液量以21:2的比例混合。

2.1.2 油樣的預(yù)處理 油樣選取后，先在常溫靜置(一般10 min左右)，除去游離水，然后將油樣在略低于現(xiàn)場(chǎng)脫水溫度預(yù)熱并在此溫度靜置10 min～30 min，再次去除游離水，得到油樣，然后根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)所需量依次向編好編號(hào)的具塞比色管倒入油樣。

2.1.3 破乳劑篩選實(shí)驗(yàn) 調(diào)研取得了市場(chǎng)上不同型號(hào)類(lèi)型的破乳劑及自產(chǎn)破乳劑，選取其干劑，依次編號(hào)(1、2、3、4、5、6)，按照現(xiàn)用通用配方配成破乳劑，根據(jù)《SY/T5280-2000原油破乳劑通用技術(shù)條件》進(jìn)行破乳劑評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)加藥量為120 mg/L、150 mg/L，溫度45℃，實(shí)驗(yàn)油樣為南九轉(zhuǎn)、3號(hào)轉(zhuǎn)油點(diǎn)混合油樣(見(jiàn)表3)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，6號(hào)干劑所配成的破乳劑與其他破乳劑相比，其破乳效果好，脫水水質(zhì)清，因此，選取6號(hào)干劑為新破乳劑干劑。

干劑選定后，進(jìn)行配方的確定，由于該作業(yè)區(qū)原油已經(jīng)不適應(yīng)常規(guī)體系破乳劑，在配方確定中以新體系為主，為了保障新配方下破乳劑各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，制定配方為：50%A+30%B+20%水；56%A+19%B+25%水；60%A+25%B+15%水；通過(guò)測(cè)定三種配方下破乳劑的黏度、閃點(diǎn)，最終確定配方為56%A+19%B+25%水(見(jiàn)表4)。

表3 破乳劑篩選評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 三種配方下檢驗(yàn)結(jié)果

2.2 優(yōu)化后破乳劑性能研究

2.2.1 破乳劑加量與脫水率之間的關(guān)系 根據(jù)《SY/T5280-2000原油破乳劑通用技術(shù)條件》的步驟，考查破乳劑在不同濃度下的脫水率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見(jiàn)表5、圖2)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，新型破乳劑的最佳加藥濃度在 120 mg/L～150 mg/L。

2.2.2 溫度對(duì)脫水率的影響 實(shí)際應(yīng)用中，破乳劑的使用溫度對(duì)其破乳效果的影響是一重要的技術(shù)指標(biāo)，將直接影響生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行。在120 mg/L加藥濃度下，分別在10℃、20℃、35℃、38℃、40℃、42℃、45℃下測(cè)定其脫水率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見(jiàn)表6、圖3)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，在溫度達(dá)到40℃以后，新型破乳劑脫水率增長(zhǎng)變緩，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)節(jié)能降本的需要，新型破乳劑的破乳溫度確定為40℃。

圖2 濃度與脫水率的關(guān)系

表5 新型破乳劑在不同濃度下評(píng)價(jià)結(jié)果

表6 新型破乳劑在不同溫度下評(píng)價(jià)結(jié)果

圖3 溫度與脫水率的關(guān)系

2.2.3與其他助劑配伍性實(shí)驗(yàn) 油田生產(chǎn)中，為了能夠達(dá)到生產(chǎn)目的需要使用不同的油田助劑，如殺菌劑、阻垢劑和絮凝劑等。如果存在同一體系中的油田助劑不配伍，將影響其作用的發(fā)揮(見(jiàn)表7)。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果知，在測(cè)試體系中加入阻垢劑、絮凝劑、殺菌劑對(duì)破乳劑的脫水效果沒(méi)有影響，脫水率均達(dá)到90%以上。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

由于五里灣二區(qū)原油多屬于長(zhǎng)2、延9層位，為了緩解現(xiàn)場(chǎng)加藥濃度高，脫水水質(zhì)發(fā)黑問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)用破乳劑進(jìn)行更換后，進(jìn)行為期三個(gè)月的監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)加藥濃度高，脫水水質(zhì)發(fā)黑得以緩解，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該破乳劑具有良好的脫水效果(見(jiàn)表8、圖4)。

通過(guò)表8可以看出，在新型破乳劑使用過(guò)程中，各站點(diǎn)加藥濃度均有明顯下降，加藥濃度高的問(wèn)題得以解決，在保障了生產(chǎn)正常運(yùn)行的同時(shí)，又降低了生產(chǎn)成本。

新型破乳劑能有效的吸附原油中黑色雜質(zhì)，使其聚沉到沉降罐底部，而以往使用的破乳劑只能進(jìn)行油水脫離，油中小顆粒雜質(zhì)漂浮在油水界面，阻礙水下沉，造成脫水水質(zhì)發(fā)黑。對(duì)新型破乳劑在該區(qū)塊使用進(jìn)行多次監(jiān)測(cè)，在新型破乳劑使用的情況下，該區(qū)塊脫水水質(zhì)發(fā)黑的問(wèn)題也得以解決(見(jiàn)圖5)。

通過(guò)多次脫水及凈水效果的檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)使用的新型破乳劑在各站點(diǎn)脫水率均在93%以上，污水含油均小于150 mg/L，兩項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，本公司破乳劑成功將五里灣二區(qū)加藥濃度從250 mg/L降低到170 mg/L，同時(shí)每噸產(chǎn)品可節(jié)約生產(chǎn)成本千余元，為公司提質(zhì)增效長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

表7 其他油田助劑對(duì)阻垢分散性能影響

表8 新型破乳劑與舊破乳劑加藥濃度情況對(duì)比

圖4 舊破乳劑與新型破乳劑加藥濃度對(duì)比

圖5 舊破乳劑與新型破乳劑脫水水質(zhì)對(duì)比

參考文獻(xiàn)：

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