探析破乳劑在油田組合裝置中的應用

王軍紅 （延長油田股份有限公司永寧采油廠 陜西 延安 717500）

朱麗 羅丹 （延長油田股份有限公司西區(qū)采油廠 陜西 延安 717500）

引言：

油田作業(yè)開采中，原油含水是一個十分普遍的現(xiàn)象，但如不能有效的脫水，其危害也是十分嚴重的。開采過程中，原油和水同時從地層中經(jīng)油管流向地面，并最終經(jīng)管道輸送到儲油罐。這一過程中，油水混合液在流過噴油嘴、閥門、彎頭、管道等地方時，均受到劇烈的機械剪切力而形成乳狀液。用抽油機開采時，抽油機活塞的剪切更加劇烈，更易形成乳狀液。對于化學方式采油，加入的表面活性劑與原油中的酸性化合物形成的表面活性物質(zhì)具有較強的界面活性，可明顯降低油水界面張力，使原油與水在油層內(nèi)流動過程中形成乳狀液。正是這類在原油開采過程中形成的復雜的較穩(wěn)定乳狀液，成為了原油破乳脫水的最大問題，為了打破這種穩(wěn)定性，有效的去除乳化液中的水滴，加入破乳劑便成為了最有效的方法。

隨著近年來油田開采技術的逐漸發(fā)展與成熟，各大油田企業(yè)紛紛采用較為先進的組合油氣處理裝置，通過這一組合工藝，一方面可以有效簡化工藝流程，降低工程投資；另一方面可以有效整合原油開采的多道工序，提高開采效率，控制運行成本。但也正是這些先進的組合裝置，對破乳劑提出了更高的要求。例如：組合裝置的運行效率遠高于傳統(tǒng)裝置，這就意味著破乳劑與油水混合液的接觸時間更短，因此快速破乳，減少破乳的處理周期便成為了破乳劑的首要要求；另外，為了節(jié)約能源，降低能耗，低溫破乳已逐漸成為主流；更強的適應性，克服破乳劑專一性強的缺點以適應不同地域不同性質(zhì)的原油破乳等。

一、破乳劑的定義以及破乳機理

破乳劑是一種表面活性物質(zhì)，其具有很強的活性，它能迫使原油乳化液界面膜強度減弱或破裂使水珠相撞、接觸并相結合，從而從原油中通過沉降等方式分離出來。目前，油田中應用較多的破乳劑，按照破乳機理來劃分，共分為正相吸附作用、反相乳化作用、反離子作用和“潤濕”與“滲透”作用四種。其中：

正向吸附作用主要指通過破乳劑強的表面活性特點，使其聚集在乳化液的水界面上，從而最大限度的降低界面的自由能，使水滴可以較容易的脫離油包水型的界面膜實現(xiàn)破乳。當把乳化液加入到含水的原油中時，油水界面張力降低，表面自由能下降，油膜內(nèi)的小水珠就會極容易的從油包水的界面膜中脫離，最終合并成大的水珠沉降分離出來；

反相乳化作用主要是針對油包水類型的乳化液，這類乳化液主要是原油中的環(huán)烷酸、瀝青質(zhì)等憎水乳化劑形成的，采用親水性破乳劑，變油包水為水包油，借助轉化過程以及水包油型乳化液的不穩(wěn)定性來實現(xiàn)破乳；

反離子作用是通過改變?nèi)榛褐蟹稚⑾嗟膸щ娦?，消除電荷，消除穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)破乳。在石油乳化劑中分散的水滴通常情況下帶負電并吸附乳化液中的正離子，因此迫使石油乳化液帶負電荷，從而形成均勻穩(wěn)定的分散相。針對這種情況，通過加入電解質(zhì)，迫使其中的正負電荷相互中和，從而達到破乳的效果；

“潤濕”與“滲透”作用是借助表面活性劑的超強潤濕滲透作用，透過油包水界面與水結合，達到分離沉降，破乳的效果。

二、傳統(tǒng)破乳劑組合裝置工藝中所存在的問題

以某油田安裝的低滲透油田原油采出液處理組合裝置為例。該裝置整合了油氣的分離、沉降、加熱、脫水、緩沖五部分。在開采過程中，原油混合液首先進入組合裝置上部的油氣初分離室進行初分離，氣體在經(jīng)過捕霧器捕霧后輸出，分離后的混合液進入火筒罩降壓減速，一方面繼續(xù)油氣分離，一方面在經(jīng)過火筒下部時進行水洗沉降分離，然后再經(jīng)過火筒煙管加熱后進入電脫水段脫水，脫水后的凈化油落入緩沖室，最后流入導油管，污水則流入污水排管。老式的破乳劑在組合裝置中失去靈活性和穩(wěn)定性，使得電脫水段脫水效果欠佳，同時壓裂液的胍膠嚴重污染水處理設備。

三、新型破乳劑的開發(fā)探討

對于像上述類的組合裝置，為了有效改善其脫水效果的不理想，采用新型破乳劑。根據(jù)相關專家的研究以及相關文獻顯示，油性破乳劑在組合裝置中較水性破乳劑有較明顯的優(yōu)勢。其主要表現(xiàn)在：

（1）降低污染、節(jié)約成本。水性破乳劑在完成破乳任務后會和脫出的污水相溶最終排出，既浪費破乳劑又污染水資源環(huán)境，而油性的破乳劑在脫水后可以進行分離回收，重復利用。

（2）油性破乳劑對壓裂液方面影響較小。壓裂液化學物質(zhì)多為水溶性高聚物且電性復雜，若采用水性破乳劑，必會受到水性破乳劑的影響，從而相互干擾，影響效果，而油性破乳劑由于不容易水，與壓裂液接觸不多，則沒有這方面困擾。

（3）油性破乳劑適應性更高。水性破乳劑的滲透性遠低于油性破乳劑，無法完全進入油包水乳化結構中，而油性破乳劑的具有更強的滲透能力和表面活性，對原油的適應性更強，具有光譜、高效、低劑量的優(yōu)點。

因此，對于開發(fā)新型破乳劑，以油性破乳劑為首選，并兼具考慮其對油田壓裂液方面的影響，開發(fā)出使用溫度更低、適應性更廣、效率更高、破乳時間更短、毒性更小的新型破乳劑。

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