乙氧基非離子原油消泡劑機理研究

劉灝亮，孫 鐸

（東北石油大學石油工程學院，黑龍江大慶 163318）

乙氧基非離子原油消泡劑機理研究

劉灝亮，孫 鐸

（東北石油大學石油工程學院，黑龍江大慶 163318）

泡沫對石油生產具有不利影響，因此需要對原油進行消泡處理。通過分析消泡機理，并結合近些年消泡劑的研究進展，提出乙氧基非離子原油消泡劑。從微觀的角度，通過測量界面張力、計算吉布斯彈性等方法，研究了此類消泡劑在高溫下的作用機理，對其在未來的應用前景進行了展望。

消泡劑；乙氧基；作用機理

泡沫在石油生產中得到廣泛應用，如泡沫鉆井、泡沫驅油、泡沫堵水等，充分利用泡沫表面張力大，密度小的特點。而另一方面，原油中產生的泡沫也會給生產帶來許多負面影響，富含泡沫的原油會降低原油計量精度，且在集輸過程中會大量吸附微小固體雜質，堵塞管道或孔塞。在地面油氣水分離過程中，大量的泡沫還會影響分離效果，延長工作時間。此外，泡沫量過多會導致設備發生“汽蝕”，增大安全隱患[1]。

目前消除原油泡沫的方法主要有消泡劑消泡法、機械消泡法、加熱消泡法和超聲波消泡法，而在現場應用中最為普遍的是消泡劑消泡的方法。原油消泡劑的主要作用機理可歸納為以下幾方面：①降低氣液界面張力，通過頂替和增溶作用破壞泡膜，使液膜破裂；②破壞泡膜表面雙電層，使液膜破裂；③促進泡沫表面液膜的排液，使液膜變薄進而破滅。

1 消泡劑研究進展

多年以來，圍繞原油消泡劑開展了許多研究。史云梅等[2]利用有機氟接枝聚硅氧烷、分散劑、螯合劑、助溶劑配成BHX-06原油消泡劑，在現場試驗中具有很高的消泡效率，且可以長時間抑制泡沫的產生。胡廷等[3]根據渤海錦州9-3油田油品性質的變化，將硅膏、聚醚改性硅油、乳化劑、增稠劑在80℃下與蒸餾水充分混合，得到有機硅乳液消泡劑。經過現場試驗，發現脫出氣泡大且消泡速度快，能在油樣中長時間保持穩定而不發生分層。王傳新等[4]通過在室內合成丙二醇聚氧丙烯醚，與氫氧化鉀、環氧乙烷在一定條件下合成一種非離子表面化學劑聚醚，再與自制甘油酸酯及煤油復配合成了一種非離子型原油消泡劑，并在孤島油田第四聯合站進行現場試驗。發現從加藥第3天起各油罐泡沫高度下降了近60%，效果明顯。針對膠質、瀝青質含量高，起泡細小且難以消除的稠油，肖建紅等[5]研制合成了聚醚型和脂肪酸酯型非離子表面活性劑，與煤油及混合醇復配，合成一種用于稠油的消泡劑。在孤島油田進行試驗，加藥濃度為5mg/L時，消泡率高達56%。

2 乙氧基非離子消泡劑的機理研究

然而，多數醚基或有機硅類消泡劑在高溫下穩定性較差，室內研究發現，乙氧基非離子消泡劑在高溫下仍具有理想的消泡效果。乙氧基非離子消泡劑是一種在高溫下穩定性強的表面活性劑，隨著溫度升高，消泡劑水溶液分為表活劑富集相和表活劑貧化相兩相，而表活劑富集相起到穩油消泡的作用。富集相中微小的表活劑液滴與泡沫膜表面原油-空氣界面合并，使液膜與稀釋相之間發生橋接作用，在表面張力差的作用下，液膜不斷變薄并最終發生破裂。以四亞乙基乙二醇單正十二烷基醚這種非離子表活劑為研究對象，研究其在高溫下的消泡性能。將其加入到起泡原油中，用Brewster角顯微鏡觀測表活劑液滴的運移，并測量表活劑所在相的表面張力。結果表明，當溫度高于60℃時，表活劑富集相液滴大量溶于泡沫液膜表面，使液膜變薄，形成表活劑單分子層。利用吉布斯方程進行計算，發現該層吉布斯彈性迅速下降，導致泡沫膜穩定性降低并發生破裂，實現消泡目的。因此，隨著原油熱采技術的不斷發展，耐高溫的乙氧基非離子消泡劑將具有更加廣闊的應用前景。

[1] 曲正新.原油泡沫的危害和消除方法[J].當代化工2015，（5）：1132-1134.

[2] 史云梅，黃曉東，孔德鈺，等.渤海埕北油田原油消泡劑BHX-06的開發[J].2007，（3）：219-222.

[3] 胡廷，王超明，陸原，等.聚醚酯類消泡劑的制備及性能研究[J].油田化學，2013，（2）：263-266.

[4] 王傳新，陳干群，付士泉，等.一種非離子型原油消泡劑的合成與應用[J].江漢石油學院學報，2002，（1）：74.

[5] 肖建洪，張錫波，于濱，等.高效稠油消泡劑的研制與應用[J].油氣地質與采收率，2001，（4）：76-77.

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《化工設計通訊》編輯部

Mechanism of Ethoxylated Nonionic Antifoaming Agents for Crude Oil

Liu Hao-liang，Sun Duo

Adverse effects on petroleum industry were caused by foaming，therefore some methods should be used in crude oil antifoaming.The mechanism of antifoaming was analysed，and ethoxylated nonionic antifoaming agents were put forward combined with recent development of antifoaming agents.On the micro level，the function mechanism of this agent was studied by measuring interface force and calculating Gibbs elasticity etc，and the application prospect of it was predicted.

antifoaming agent；ethoxylate；function mechanism

TE624

A

1003–6490（2016）09–0092–01

2016–09–01

劉灝亮（1993—），男，甘肅玉門人，碩士在讀，主要從事提高稠油采收率方面研究工作。