超稠油物性分析及低溫破乳劑及復(fù)配研究

耿鐵（盤錦遼河油田金宇集團有限公司，遼寧盤錦 124109）

超稠油物性分析及低溫破乳劑及復(fù)配研究

耿鐵（盤錦遼河油田金宇集團有限公司，遼寧盤錦 124109）

在原油開采中，原油破乳具有非常重要的作用，原油乳狀液體能夠溶于水，能夠給泵、管線和儲罐增加負擔(dān)，會使金屬構(gòu)件發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，形成水垢；如果對外排放的水中含有油脂，則會造成環(huán)境污染。所以，不管是從經(jīng)濟視角分析，還是從保護環(huán)境方面研究，做到既保證石油的銷售和加工，又能排放沒有污染的水，不影響今后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)生產(chǎn)，則需重點做好原油破乳脫水和污水除油工作。隨著我國石油工業(yè)的不斷發(fā)展，原油當(dāng)中的水分越來越多，因此一定要重視解決原油破乳脫水問題。本文在分析超稠油物性基礎(chǔ)上，對低溫破乳劑的性能指標(biāo)進行了分析，并對低溫破乳劑的復(fù)配進行了簡要探究。

超稠油；低溫破乳劑；復(fù)配

當(dāng)前，很多油田都生產(chǎn)大量的超稠油，要求具有較高的脫水溫度，在使用混配油的過程中需要支出較大成本。所以當(dāng)前急需解決的一個問題就是研究開發(fā)出溫度較低、破乳脫水效果好的低溫高效破乳劑。

1 超稠油物性分析

超稠油就是指粘稠度高于50000（mPa.s）毫帕·秒的石油。只分析稠油的字面意思就能得到，是一種粘稠度較高的石油。由于本身的粘度過高，發(fā)達國家都把它叫做重油，國內(nèi)則命名為稠油。比較稠油和稀油可以發(fā)現(xiàn)，稀油可以象水一樣流動，而稠油根本不可能流動，一些稠油的粘度超過了幾百萬毫帕·秒，形狀就好象是池塘的黑泥，使用鐵鍬和手都能拿起來。稠油不能流動，由于具有較高的密度，這樣的油不易于開采。超稠油就是指那些粘度超過50000（mPa.s）毫帕·秒的石油，但稠油有一個特點就是對溫度的高低特點敏感，一旦溫度升高其本身稠度就會明顯升高；稠油的粘溫曲線在60度時出現(xiàn)改變。如果稠油的粘度超過一個定值，粘度就會隨著剪切速率的增加而下降，表現(xiàn)出非牛頓流變的特點。溫度不斷升高，稠油在非牛頓流變的剪切速率也就會越來越大，呈現(xiàn)出明顯的非牛頓流體特點。稠油當(dāng)中，二氧化碳的含量會隨著溫度的不斷升高而減少；但一旦壓力增大則變增大；如果含水量增加則會降低。為了有效保證原油的脫水，在過去長達幾十年的研究當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)了很多效果較好的方法：如超聲波法、微孔過濾法、微生物法、超濾法、研磨法等，但普遍得到應(yīng)用的是化學(xué)破乳法，也就是應(yīng)用化學(xué)破乳劑。當(dāng)前在原油破乳方面的主要研究目標(biāo)是：低溫破乳、有利于節(jié)約能源；快速破乳，可以提高生產(chǎn)率；保證破乳劑可以應(yīng)用于各種原油中，解決破乳劑的單一特性。

2 低溫破乳劑的配置方法

2.1 破乳劑的性能指標(biāo)

2.1.1 脫水率

脫水率就是將一定數(shù)量的破乳劑加入原油中，依據(jù)固定的填加量、固定的溫度和固定的沉降時間，利用質(zhì)量分數(shù)表示脫出的水量與原油原來含有水量總數(shù)的比值。

2.1.2 脫水速度

脫水速度就是指在一定時間內(nèi)脫出的水量。

2.1.3 最佳破乳濃度

最佳濃度就是指具有最高破乳效率的破乳劑濃度。一個成功的破乳劑就是那些保證達到破乳效率的基礎(chǔ)上濃度最低的破乳劑。在確定一種破乳劑的優(yōu)劣時，不但要研究破乳劑的最佳濃度，還需兼顧其取得的經(jīng)濟效益，有時雖然破乳劑擁有了最佳濃度也不能取得最好的經(jīng)濟效益。

2.1.4 破乳溫度

在通常情況下，如果破乳劑的濃度不變，那么破乳效果會受到溫度的影響，隨著溫度的升高而效果越好，但由于熱量需要消耗一定的能源，因此研究低溫下破乳劑的應(yīng)用效果，需要解決下面這些問題：

一假如破乳溫度較低，那么原油中的蠟晶、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)顆粒都不能溶解。這些物質(zhì)的存在會影響中間乳化層。因此在應(yīng)用破乳劑時，要考慮到脫水的各種指標(biāo)，并不是溫度越低就會取得的效果越好，而應(yīng)該給破乳確定一個合適的溫度。二如果應(yīng)用破乳劑的環(huán)境溫度較低，那么非離子型破乳劑就需投入較多數(shù)量，那么脫出的水中含有的破乳劑就會增多。

2.1.5 油-水界面層狀態(tài)

油水界面狀態(tài)主要是指原油在經(jīng)過一定時間的沉降作用后，會逐步自動與水分離，出現(xiàn)明顯的油水分界面。在破乳過程中應(yīng)用不同的破乳劑，就會出現(xiàn)不同的油水界面，而且分層會越來越明顯；有的油水交界還會存在一定厚度的中間層，表現(xiàn)為網(wǎng)狀物質(zhì)。在破乳過程中假如中間層過厚，而且中間層也不能自行消失，這種情況下雖然原油脫水取得了較高的效率，但這種破乳劑也不能使用。出現(xiàn)中間層有下面這些因素：應(yīng)用破乳劑數(shù)量過少，破乳效率低下；如果破乳時的環(huán)境溫度過低，那么就會原油中就會出現(xiàn)蠟晶、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)；因此H2S、Fe S、S等固體顆粒的存在會導(dǎo)致出現(xiàn)新的乳化。

2.2 超稠油破乳劑的復(fù)配

在應(yīng)用破乳劑時，可以考慮將二種或二種以上的破乳劑混合后使用，有利于研發(fā)出效率較高的破乳劑。應(yīng)用這種做法有利于研制出更多類型的原油破乳劑，同時也不需耗費大量的人力物力，但可以收到較好的破乳效果。依據(jù)破乳劑協(xié)同效應(yīng)，可以按照下面這些方法復(fù)配：一不含有水清的破乳劑可以與脫水能力突出的破乳劑混合使用；二具有分子結(jié)構(gòu)不同的二種破乳劑復(fù)配。有研究數(shù)據(jù)顯示，單劑的破乳劑脫水率在80%以下，不能收到較好的破乳效果。應(yīng)用破乳助劑以后，不但有利于加快脫水速度，而且脫出水中也不再含有油類物質(zhì)，提高了破乳效果。而且溫度越高，脫水率就會越高，但破乳溫度在80度以上時，脫水率就不再出現(xiàn)明顯的上升。破乳劑使用濃度越大脫水率就會越高，但如果應(yīng)用破乳劑的濃度在300mg/L以上時，雖然破乳劑的使用數(shù)量在不斷增加，但脫水率就不再出現(xiàn)明顯的上升。

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［3］徐誠，黃啟玉，黃小娟，張勁軍，遲大煒.破乳劑對含水稠油流變性的影響［J］.油氣儲運，2010（09）.