石華前，孫愛平，黃 孟，魏 強(qiáng)

(中海油能源發(fā)展工程技術(shù)油田化學(xué)分公司,廣東 惠州 516086)

1 概況

南海某油田主要包括A和B兩平臺(tái)，其中A為以生產(chǎn)高含蠟、輕質(zhì)原油為主的老平臺(tái)；B平臺(tái)為以生產(chǎn)高含蠟、稠油為主的新平臺(tái)。

A與B平臺(tái)的原油經(jīng)同一條海管輸往FPSO進(jìn)行深度處理。隨著B平臺(tái)不斷開井，油水性質(zhì)產(chǎn)生變化，導(dǎo)致油輪下艙油BSW指標(biāo)不合格。A與B平臺(tái)原油性質(zhì)見表1。

表1 A與B平臺(tái)原油性質(zhì)

隨著B平臺(tái)的陸續(xù)投產(chǎn)，稠油占比例增加，兩平臺(tái)的低含水原油混合后，原油脫水速度慢，F(xiàn)PSO深度處理的難度逐漸增大。

有鑒于此，我們?nèi)與B平臺(tái)的油水樣在室內(nèi)進(jìn)行了評(píng)選研究，以期優(yōu)選出破乳效果更好的破乳劑。

2 試驗(yàn)方法

2.1 破乳劑評(píng)選方法

本試驗(yàn)過程中 ，破乳劑評(píng)選實(shí)驗(yàn)參考了SY/T 5281-2000 《原油破乳劑使用性能檢測方法(瓶試法)》[1]、石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“SY/T 5797-93”水包油乳狀液破乳劑使用性能評(píng)定方法[2],中國海洋石油總公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) Q/HS 2020-2004 《原油破乳劑質(zhì)量檢驗(yàn)方法》。具體評(píng)選步驟如下：

(1)100mL的脫水瓶中加入80mL實(shí)驗(yàn)用油樣；

(2)用微量進(jìn)液器將一定量的破乳劑加入到油樣中；

(3)加完藥劑的脫水瓶置于80℃的水浴中，預(yù)熱5～10min；

(4)脫水瓶放置于手持式震蕩器中，震蕩100～200次；

(5)脫水瓶放入水浴，每隔一定時(shí)間記錄脫水量。

2.2 油樣黏度的測定

將油樣配制成一定含水率的油水樣，手搖振動(dòng)乳化穩(wěn)定后，將油樣倒入黏度測定儀進(jìn)行測定即可。

2.3 試驗(yàn)儀器、設(shè)備

(1)脫水瓶：100mL(要求分度：2mL內(nèi)0.1mL，2mL～5mL內(nèi)0.5mL，5mL～20 mL內(nèi)1mL， 20mL～100 mL內(nèi)2mL)；

(2)人工振蕩器：按脫水瓶的具體規(guī)格自制而成；

(4) 新增換乘廳可減緩換乘客流對(duì)于既有標(biāo)準(zhǔn)站的沖擊，同時(shí)減弱換乘長通道給乘客在行進(jìn)過程中帶來的不適感，從而營造兩站舒適便捷的換乘空間。同時(shí)應(yīng)統(tǒng)籌考慮新增換乘客流對(duì)原進(jìn)、出站客流的影響，以及綜合換乘便捷性、改造難度、施工工期等因素來確定最優(yōu)改造方案。

(3)恒溫水浴：TW-12 水浴(德國JULABO)，控溫精度±1℃；

(4)原油樣品杯：1000mL塑料杯；

(5)脫水瓶樣品架：按脫水瓶的具體規(guī)格及恒溫水浴形狀自制而成；

(6)醫(yī)用注射器：1mL，分度0.02mL；5mL，分度0.2mL；50mL，分度2.0mL；

(7)微量移液器：0.5-10μL，20-200μL；

(8)旋轉(zhuǎn)流變儀：Haake RS6000型。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 不同藥劑的脫水性能對(duì)比

取A與B兩平臺(tái)的混合油水樣，將油水樣配制成含水率33%，倒入脫水瓶，在不同的脫水瓶中分別加入不同類型的破乳劑，搖晃后，放入水浴鍋開始讀數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 不同破乳劑的脫水試驗(yàn)

在破乳劑脫水試驗(yàn)中，需考察各種破乳劑的脫水速率、終脫水量、油水界面及水色，其中重點(diǎn)考察脫水速率和終脫水量。本試驗(yàn)中共有12種破乳劑，其中YH-205為在用破乳劑。在脫水試驗(yàn)過程中，YH-102在前15min脫水速度最快，但其15min之后脫水量基本無變化，YH-106在前15分鐘脫水速率不算最快，但在15分鐘之后仍然在脫水，其終脫水量最大，其他藥劑初期脫水速率不如YH-102，終脫水量均不如YH-106。 采出原油在遠(yuǎn)端平臺(tái)經(jīng)分離撇去大量生產(chǎn)水后，經(jīng)海管輸送至油輪再次分離脫水，然后下艙。目前，油輪下艙BSW%指標(biāo)偏高，為改善該問題，我們應(yīng)該優(yōu)選終脫水量大且脫水速率較快的破乳劑。由此，雖然YH-102初期脫水速率較快，但終脫水量偏低，該類型藥劑應(yīng)用于現(xiàn)場后，會(huì)導(dǎo)致下艙油中有部分水難以脫出，以致BSW%偏高，而YH-106脫水速率較快且終脫水量大，原油脫水徹底，可以有效的降低下艙油BSW%，所以我們確定YH-106為最佳破乳劑。

3.2 破乳劑在不同加注濃度下的脫水效果

取A與B兩平臺(tái)的混合油水樣，將油水樣配制成含水率33%，倒入脫水瓶，在不同的脫水瓶中分別加入不同量的破乳劑YH-106，搖晃后，放入水浴鍋開始讀數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 YH-106不同加注濃度的脫水試驗(yàn)

在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中，破乳劑一般加注在生產(chǎn)管匯或單井，破乳劑與產(chǎn)液在管道中充分混合后進(jìn)入生產(chǎn)分離器，原油在生產(chǎn)分離器中破乳脫水，分離出的原油外輸，分離出生產(chǎn)水經(jīng)水處理系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后外排，所以原油在生產(chǎn)分離器中停留的這段時(shí)間內(nèi)必須達(dá)到所要求的破乳效果，現(xiàn)場分離器的停留時(shí)間為17分鐘。本試驗(yàn)考察了YH-106在不同加注濃度下的脫水速率，由圖中數(shù)據(jù)可得，YH-106在加注濃度為40mg/L時(shí)，原油25min脫水完畢，YH-106在加注濃度為80mg/L時(shí)，原油16min脫水完畢，YH-106在加注濃度為120mg/L時(shí)，原油10min脫水完畢。破乳劑加注濃度過低，滿足不了現(xiàn)場生產(chǎn)要求，破乳劑加注濃度過高，桶油處理成本增加，經(jīng)濟(jì)效益偏低，且破乳劑加注過大，外排水水質(zhì)會(huì)受到影響，原油在海管中也有可能產(chǎn)生乳化，所以，破乳劑的加注濃度很重要，由此試驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮，破乳劑加注濃度在80mg/L比較適宜。

3.3 破乳劑對(duì)不同含水率油樣的脫水性能

考慮到油田將來增產(chǎn)，要進(jìn)行減水增輸作業(yè)，海管外輸原油含水將進(jìn)一步降低，我們考察了破乳劑YH-106對(duì)不同含水率油樣的破乳脫水效果。

取A與B兩平臺(tái)的混合油水樣，將油水樣配制成不同含水率，倒入脫水瓶，在不同含水率的原油中分別加入80mg/L的破乳劑YH-106，搖晃后，放入水浴鍋開始讀數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 YH-106對(duì)不同含水率油樣的脫水試驗(yàn)

從試驗(yàn)結(jié)果來看，油樣含水率越高，YH-106脫水速度越快，且在低含水率20%和高含水率60%時(shí)，YH-106的終脫水量分別達(dá)到15mL和48mL，破乳脫水效果均較徹底。另外，雖然原油后期產(chǎn)液含水率很高，有的達(dá)到95%以上，但由于原油含水率超過60%時(shí)，油水難以形成較穩(wěn)定的乳化物，所以無法在室內(nèi)進(jìn)行更高含水率的破乳試驗(yàn)。

3.4 黏度與溫度的關(guān)系

針對(duì)A與B兩平臺(tái)的混合油水樣，考察了在不同含水率下的黏度與溫度的關(guān)系，為混合油樣集輸提供參考數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果見圖4～圖7。

圖4 含水率23.5%油樣的黏度與溫度曲線

圖5 含水率35%油樣的黏度與溫度曲線

圖6 含水率50%油樣的黏度與溫度曲線

圖7 含水率60%油樣的黏度與溫度曲線

從圖中數(shù)據(jù)可得，同一含水率的混合油樣黏度隨溫度的升高而降低，另外，在同一溫度下，混合油樣黏度隨含水率增加而增加。現(xiàn)場流程中，產(chǎn)液溫度為80℃，該溫度下，含水率為23.5%，35%，50%和60%的混合油樣黏度分別為67.22mPa·s，92.23 mPa·s，156.5 mPa·s，204.2 mPa·s。

4 結(jié)論

本文針對(duì)南海某海上油田的油樣在室內(nèi)進(jìn)行了破乳劑評(píng)選研究。結(jié)果顯示，破乳劑YH-106較在用破乳劑有更快的脫水速率和更高的終脫水量，其最佳加注濃度為80mg/L；考慮到該油田減水增輸作業(yè)，考察了破乳劑YH-106對(duì)不同含水率油樣的破乳脫水效果，結(jié)果顯示，油樣含水越高，YH-106脫水速度越快，且破乳脫水徹底。此外，本實(shí)驗(yàn)測試了該系列油樣在不同含水率時(shí)黏度隨溫度變化的曲線關(guān)系，同一含水率的混合油樣黏度隨溫度的升高而降低，同一溫度下，油樣含水率越高，黏度越大。