八面河油田稠油破乳技術(shù)研究

蒯正安，岳泉，楊文東

（1．中國石化江漢油田分公司井下作業(yè)處，湖北 潛江433123；2．中國石化江漢油田分公司采油工藝研究院，湖北 潛江433123）

八面河油田稠油破乳技術(shù)研究

蒯正安1，岳泉2，楊文東2

（1．中國石化江漢油田分公司井下作業(yè)處，湖北 潛江433123；2．中國石化江漢油田分公司采油工藝研究院，湖北 潛江433123）

為了解決稠油問題，八面河油田在接轉(zhuǎn)站內(nèi)直接對面138區(qū)的稠油進(jìn)行破乳。實驗結(jié)果表明，破乳劑YQ－1在溫度為65℃時脫水率≥98．5%，脫水時間≤6h，滿足面138在接轉(zhuǎn)站的現(xiàn)場工藝需求，同時破乳后凈化油中剩余水含量為1．25%，破乳后污水含油量僅為1．364 mg／L，符合外輸要求以及污水排放標(biāo)準(zhǔn)。復(fù)配后的油溶性破乳劑脫水效果明顯好于水溶性的破乳劑。

接轉(zhuǎn)站；油水界面；脫水率；剩余水含量 ；污水含油量

近年，隨著八面河油田的滾動開發(fā)，Ⅱ類稠油產(chǎn)量所占比例逐年增加。因Ⅱ類稠油油品物性較差，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，粘度大，密度高，導(dǎo)致聯(lián)合站混合原油脫水效果變差，特別是面138區(qū)特稠油，50℃時粘度高達(dá)20000mPa．s，并且外輸原油含水標(biāo)準(zhǔn)不能超過1．5%，增大了現(xiàn)有稠油脫水工藝的難度。目前，八面河油田對面138區(qū)稠油直接在接轉(zhuǎn)站進(jìn)行破乳，現(xiàn)有的破乳劑KD319在脫水溫度為65℃，加量為（140～50）mg／L，但破乳效果不明顯，脫水率僅為70%，油水界面模糊。針對八面河稠油破乳難度增加等問題，我們開展了低溫破乳劑的評選及復(fù)配研究，努力降低油水分離后污水含油量，確保脫水的穩(wěn)定，減少破乳脫水時間，從而達(dá)到接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站原油低溫集輸處理、節(jié)能降耗的目的，滿足實際生產(chǎn)的需要。

1 稠油物性分析

1．1 族組分分析

分析稠油的組分，結(jié)合調(diào)研資料，有利于初步篩選破乳劑類型，M138區(qū)稠油組分分析（見表1）。

表1 稠油族組分分析

1．2 稠油粘溫曲線

以M138區(qū)稠油粘溫為例進(jìn)行分析（見圖1）。

1．3 乳化水含量分析

采用蒸餾法測稠油乳化水含量，現(xiàn)場取當(dāng)天的新鮮油樣測得乳化水含量在24%～30%，且存放一段時間的油樣含水仍在10%～16%。

從族組分、粘溫曲線以及乳化水含量可以看出，該稠油膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高達(dá)38．59%，粘度達(dá)到20000mPa．s，乳化水在24%～30%。該區(qū)塊油樣屬于超稠油，高膠質(zhì)瀝青質(zhì)，乳化水含量穩(wěn)定。

圖1 M138區(qū)稠油粘溫曲線

2 破乳劑的適用性研究

八面河油田面138區(qū)破乳工藝流程（見圖2）。從流程圖可以看出，目前僅在面138接轉(zhuǎn)站添加破乳劑，經(jīng)管輸6小時到達(dá)聯(lián)合站，再通過高效分水器分水沉降。此流程也對破乳劑的破乳性能提出了更高的需求：破乳速度快（6h）、破乳溫度低（65℃～75℃），同時針對目前采用的KD319加量高，也提出了降低濃度，減少成本的要求。

圖2 M138接轉(zhuǎn)站至聯(lián)合站的部分流程圖

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國當(dāng)今使用的破乳劑品牌雖然多達(dá)幾百個，但單劑品種并不多，新型破乳劑大多以復(fù)配為主。目前，我國針對稠油開發(fā)出的產(chǎn)品大多是聚醚型原油破乳劑，對破乳劑的研制仍停留在用環(huán)氧化物制備嵌段共聚物，只是在催化劑、起始劑、擴(kuò)鏈劑上作一些改動以增加相對分子質(zhì)量。各大油田目前使用的破乳劑中，通用牌號如AE型、AP型、HD型、SAP型、TA 型、AR型、AF型等，大多是由環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和其它組分如脂肪胺、多碳脂肪酸、烷基酚醛樹脂、酚醛胺等進(jìn)行嵌段聚合而成，也有的在聚合鏈中的某些基團(tuán)上進(jìn)行磺化、氯化等改性，或幾種單劑進(jìn)行復(fù)配而得，從根本上改變聚醚類產(chǎn)品的破乳劑很少見。

原油破乳劑的一個重要特點(diǎn)是專一性強(qiáng)。對某一油區(qū)或油區(qū)某些油井原油有效的破乳劑，對其他油區(qū)或油區(qū)其他油井未必有效，在某油區(qū)原來十分有效的破乳劑隨著油田開發(fā)的進(jìn)行，使用效果會變差。尋找普遍適用的原油破乳劑實際上是不可能實現(xiàn)的。高效破乳劑應(yīng)具有良好的界面活性、絮凝聚結(jié)能力和潤濕滲透能力，在一個產(chǎn)品中這些性能不可能全部達(dá)到最佳，而且利用破乳劑之間的協(xié)同效應(yīng)，可以使破乳劑的破乳性能大大提高。

3 現(xiàn)場評選與復(fù)配

現(xiàn)場室內(nèi)評選原則以優(yōu)選、復(fù)配、驗證、優(yōu)化為主。破乳溫度為65℃，加量為120mg／L，油樣取當(dāng)天新鮮油樣。

3．1 優(yōu)選

現(xiàn)場對29個樣品進(jìn)行了140余次評選，實驗發(fā)現(xiàn)：有6個樣品效果相對較好。對這六個樣品進(jìn)行的平行驗證，使單劑達(dá)到優(yōu)選（見圖3）。圖中6個樣品除了TF－02效果稍微差點(diǎn)，其他效果都相對較好，但單劑效果均達(dá)不到指標(biāo)，故采用復(fù)配。由于其中TK－04、乾坤2脫水速度較快，且脫水量大，故在下步復(fù)配實驗選做為主劑。

圖3 不同破乳劑不同時間段的脫水體積

3．2 復(fù)配

單劑效果無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，實驗采取復(fù)配。復(fù)配原則是采用TK－04、乾坤2所占比例為60%，其它單劑占40%，加量仍為120 mg／L（見表2）。

表2 優(yōu)選效果較好的破乳劑復(fù)配不同時間內(nèi)的脫水情況

本次表明，上述6個復(fù)配樣品中，乾坤2＋乾坤1、乾坤2＋T－31效果相對較差，其他復(fù)配體系效果相對較好，能達(dá)到98．5%以上。

3．3 驗證

為確保破乳劑體系的穩(wěn)定性，進(jìn)行了多次平行實驗驗證。驗證實驗效果較好的四個復(fù)配樣品的破乳效果（見表3）。上述6個復(fù)配樣品中只有TK－04＋T－31、TK－04＋FT－16、乾坤2＋FT－16三個復(fù)配體系的效果都相對較好，達(dá)到技術(shù)指標(biāo)。為滿足現(xiàn)場工藝需要，在驗證過程中實驗從第三小時升溫到75℃，保溫3h，加量仍為120 mg／L，驗證TK－04＋ T－31、TK－04＋FT－16、乾坤2＋FT－16三個復(fù)配體系的穩(wěn)定性（見表4）。

表3 復(fù)配效果較好的配方在不同時間內(nèi)的脫水情況

表4 復(fù)配效果較好的配方在升溫后不同時間內(nèi)的脫水情況

實驗發(fā)現(xiàn)，TK－04＋FT－16、乾坤2＋FT－16兩個復(fù)配樣品在升溫后的穩(wěn)定性相當(dāng)較差，僅有TK－04＋T－31效果相對較好，能達(dá)到98．5%，此體系命名為YQ－1。

3．4 優(yōu)化

針對破乳效果較好且穩(wěn)定的YQ－1，實驗對使用濃度進(jìn)行優(yōu)化。復(fù)配原則為：①80 mg／L；②90 mg／L；③100 mg／L；④110 mg／L；⑤120 mg／L（見表5）。從表5可以看出，上述四個復(fù)配樣品因降低使用濃度，效果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，且有不穩(wěn)定現(xiàn)象，而YQ－1（120 mg／L）效果相對較好，能達(dá)到98．5%。

表5 優(yōu)化配方在不同時間內(nèi)的脫水情況

4 剩余含水量的測定

破乳后凈化油剩余含水量直接影響管輸，剩余水量過大容易引起管壁腐蝕，因此，需嚴(yán)格控制破乳后凈化油的剩余含水量。將破乳劑YQ－1（120 mg／L）加入原油乳液中，進(jìn)行破乳。脫水后的凈化油應(yīng)在取樣桶中油相中間部位取樣，測量凈化油中剩余水含量（見表6）。從表中數(shù)據(jù)可以看出，凈化油中剩余水含量為1%和1．25%，小于八面河原油外輸標(biāo)準(zhǔn)1．5%，符合外輸要求。

表6 凈化油中剩余水含量

5 污水含油量的測定

污水含油量的大小直接影響污水的排放，本文針對破乳后的污水進(jìn)行的含油量的測定。由分光光度計直接計算出吸光度的公式：

式中：a－吸光度；M ＝35．74×10－3；N ＝ －16×10－3；C－濃度 ；R－斜度，越接近1越好。

取水樣經(jīng)公式計算：C＝1．091＊25／20＝1．364 mg／L，即污水含油量為1．364 mg／L，符合國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)論與建議

（1）室內(nèi)試驗結(jié)果表明，破乳劑YQ－1在模擬現(xiàn)場情況下，脫水率≥98．5%，脫水時間≤6h，滿足技術(shù)指標(biāo)。

（2）稠油破乳脫水后，凈化油中剩余水含量小于八面河原油外輸標(biāo)準(zhǔn)1．5%，污水含油量為1．364 mg／L，符合八面河油田外輸標(biāo)準(zhǔn)及國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

（3）面138區(qū)的稠油復(fù)配后油溶性破乳劑脫水效果明顯要好于水溶性的破乳劑。

［1］王學(xué)會，朱春梅，胡華瑋，束松礦，張宗愚．原油破乳劑研究發(fā)展綜述［J］．油田化學(xué)，2002，19（4）：379－381．

［2］趙福麟．乳化原油破乳劑［J］．石油大學(xué)學(xué)報，1994，18（增刊）：104－112．

［3］肖穩(wěn)發(fā)．原油破乳劑的研究進(jìn)展［J］．精細(xì)與專用化學(xué)品，2004，12（24）：18－20．

［4］牟建海．原油破乳機(jī)理研究與破乳劑的發(fā)展［J］．化工科技市場，2002，（4）：26－28．

［5］康萬利，李金環(huán)，劉桂范．模擬油乳狀液的制備及穩(wěn)定性的研究〔J〕．東北師范學(xué)報自然科學(xué)版，2005，37（2）：76－79．

On Thick Oil Demulsification Techniques in Bamianhe Oil Field

KUAI Zheng－an，YUE Quan，YANG Wen－dong

（1．Downhole Service Company of Jianghan Oilfield，SINOPEC，Qianjiang Hubei 433123，China；2．Oil Production Technology Institute of Jianghan Oilfield Company，SINOPEC，Qianjiang Hubei 433123，China）

In the block station of Bamianhe Oil Field，emulsion breaking has been directed at the thick oil of Mian 138 district to handle the heavy oil problems there．The results show that the demulsifier YQ－1 can reach a dehydration rate at or even above 98．5%with 6 or even fewer dehydrating hours at 65℃ which can meet the technical needs of Mian 138 block station＇s experiments．Moreover，the remaining water proportion stands at 1．25%of purified oil with only 1．364 mg／L of sewage after demulsification which qualify for the transportation and sewage discharge standard．The recomposed oil soluble demulsifier is proved to do way better than water soluble ones in dehydration．

Block Station；Oil－Water Interfaces；Dehydration Rate；Remaining Water Proportion；Oil Volume in Sewage

TE345

B

1009—301X（2012）01—0028—03

2011－12－13

蒯正安（1969－），男，畢業(yè)于重慶科技學(xué)院油氣開采專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)于井下作業(yè)處從事技術(shù)管理工作。

［責(zé)任編輯 王惠芬］