李鑫源，席作家，劉擁政，歐陽(yáng)小虎，齊羽佳，羅 見(jiàn)，張珊榕 ，鄧相榮

(1.中油科新化工有限責(zé)任公司，河北 廊坊 065001；2.中國(guó)石油管道局工程有限公司管道投產(chǎn)運(yùn)行分公司，河北 廊坊 065001)

隨著石油開(kāi)采規(guī)模的不斷擴(kuò)大，污水中 O/W 型乳狀液的油水分離與污水除油問(wèn)題日益嚴(yán)峻。油田開(kāi)采過(guò)程中污水產(chǎn)出量大、回收利用率低，導(dǎo)致污水綜合利用問(wèn)題已成為油田開(kāi)發(fā)急需解決的問(wèn)題。采用傳統(tǒng)的正相破乳劑對(duì)污水(O/W 型乳狀液)并不能取得很好的油水分離效果。利用活性炭吸附、超聲波降解及氧化等技術(shù)手段雖然高效，但處理成本高，油相不能回收利用[1-6]。

油田開(kāi)采初期，采出液主要以W/O型乳狀液為主；油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入高含水期后，采出液中的水油比急劇上升，污水量大幅度增加，采出液以O(shè)/W乳狀液為主。對(duì)于O/W乳狀液，乳化劑分子親油基朝內(nèi)柑，親水基朝外相，形成界面膜。反相破乳劑對(duì)改善油包水(W/O)乳狀液或水包油(O/W)乳狀液的界面張力能夠起到良好效果[7-15],使水中的乳化油和乳化顆粒脫出乳化狀態(tài)，再通過(guò)利用具有分支結(jié)構(gòu)的高分子聚合物的混凝掃卷作用，使油珠和懸浮顆粒易于集結(jié)上浮與污水分離[16-18]，達(dá)到提高油品產(chǎn)量、使污水得到凈化的目的，以符合后續(xù)處理工序?qū)λ|(zhì)的要求并滿足國(guó)家對(duì)污水的排放要求。

反相破乳劑主要用于電脫鹽、冷凝系統(tǒng)、集水管線及污水處理等過(guò)程；石油開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的油田采出水、含聚廢水油水分離。

1 蘇丹124區(qū)塊 Heglig 油田概況

蘇丹1/2/4區(qū)距蘇丹首都喀土穆南偏西700多公里，總面積48913.76km2，其構(gòu)造位置處于東非裂谷北段蘇丹境內(nèi)中南部 Muglad 盆地中段，主要分為 Heglig，Bamboo，Diffrea，Neem和 Canna 等5大油田區(qū)塊，其中中心生產(chǎn)處理站(central processing facilities簡(jiǎn)稱CPF)位于 Heglig 油田[19-20]。

隨著油田的快速發(fā)展、原油開(kāi)采量的增大和含水量的提高，污水處理時(shí)間大大縮短，給油田污水處理帶來(lái)了一定的困難。本文針對(duì)蘇丹124區(qū)塊 Heglig 油田污水處理問(wèn)題，完成了科新公司反相破乳劑的種類及用量的篩選，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

2 油田及原油相關(guān)參數(shù)

2.1 相關(guān)油田參數(shù)及加劑情況

反相破乳劑的處理效果和用量不僅取決于反相破乳劑的性能,還受原油處理設(shè)備容量、處理流程以及油水分離器中油水界面高低的影響。

表1 相關(guān)油田參數(shù)及加劑情況

2.2 CPF 外輸原油物性及其要求

表2 CPF 外輸原油物性及要求

2.3 Heglig 油田原油物性及要求

表3 Heglig 油田原油物性及要求

3 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)條件及方法

3.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥劑

65mL反相破乳劑實(shí)驗(yàn)用試管；

電子恒溫水?。篋ZKW-D2，天津天泰儀器有限公司；含油量測(cè)定儀：DR-6000，HACH；藥劑為中油科新化工有限公司自主研發(fā)的多種反相破乳劑。

3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

3.2.1 Heglig 含油污水反相破乳劑篩選

實(shí)驗(yàn)用污水樣品為 Heglig 含油污水樣品，未加反相破乳劑情況下，經(jīng)測(cè)量后其含油率為0.08%。對(duì)科新公司提供的9種不同類別的反相破乳劑進(jìn)行初步篩選實(shí)驗(yàn)，震蕩次數(shù)為100次，加劑量為7ppm，處理溫度為60℃下，最終篩選出4種除油效果較好的反相破乳劑產(chǎn)品，油水分離速度快，油水界面整齊，水質(zhì)清晰。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 Heglig 反相破乳劑初選

3.2.2 Heglig CPF 含油污水反相破乳劑的復(fù)配

表5 Heglig CPF 含油污水反相破乳劑的復(fù)配

由表4、表5可知，在同等實(shí)驗(yàn)條件下，反相破乳劑KS-60-02對(duì) Hegilg 含油污水除油效果最好，可以將0.8%含油率的 Heglig 含油污水降低到含油量?jī)H為122.5ppm，且油水分離速度極快，油水界面整齊，水質(zhì)清晰，完全符合油田現(xiàn)場(chǎng)要求。因此，后期主要考察KS-60-02對(duì) Heglig 含油污水除油效果的影響。

3.2.3 Heglig 含油污水反相破乳劑復(fù)選

加劑量下反相破乳劑KS-60-02對(duì) Heglig 含油污水除油效果的影響。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 Heglig反相破乳劑復(fù)選

由表6可知，隨著反相破乳劑KS-60-02加劑量的增加，其對(duì) Heglig 含油污水的除油效果逐漸增強(qiáng)，當(dāng)加劑量為7ppm時(shí)，處理后水中含油量為122.5ppm，繼續(xù)增加反相破乳劑KS-60-02加劑量，除油效果變化不明顯。因此，綜合考慮，在震蕩次數(shù)為100次，處理溫度為65℃下，反相破乳劑KS-60-02對(duì) Heglig 含油污水的最佳加劑量為7ppm。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

在震蕩數(shù)為100次，處理溫度為65℃下，反相破乳劑KS-60-02對(duì) Heglig 含油污水的最佳加劑量為7ppm，其處理后污水含油量為122.5ppm，完全滿足客戶要求。

4 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

在蘇丹124區(qū)塊 Heglig 油田進(jìn)行科新公司KS-60-02反相破乳劑現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試。原油在處理時(shí)的溫度在60～70℃，而且原油處于動(dòng)平衡狀態(tài)，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中反相破乳劑的加劑量5.5mg/L小于實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)中的加劑量7mg/L。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)加劑工藝示意圖

科新公司KS-60-02反相破乳劑現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)最佳加劑量及其測(cè)試結(jié)果如表7，處理后污水含油完全滿足客戶要求。

表7 KS-60-02反相破乳劑現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)論

由中油科新化工有限公司提供的多種反相破乳劑中，KS-60-02反相破乳劑針對(duì)蘇丹124區(qū) Heglig 油田的污水處理具有加劑量少、油水界面清析、油水分離速度快、處理后的水質(zhì)清澈、水中含油量少等優(yōu)點(diǎn)，完全滿足客戶要求。