海上某油田破乳劑評選及油品性質測試研究

石華前，孫愛平，黃 孟，魏 強

(中海油能源發展工程技術油田化學分公司,廣東 惠州 516086)

1 概況

南海某油田主要包括A和B兩平臺，其中A為以生產高含蠟、輕質原油為主的老平臺；B平臺為以生產高含蠟、稠油為主的新平臺。

A與B平臺的原油經同一條海管輸往FPSO進行深度處理。隨著B平臺不斷開井，油水性質產生變化，導致油輪下艙油BSW指標不合格。A與B平臺原油性質見表1。

表1 A與B平臺原油性質

隨著B平臺的陸續投產，稠油占比例增加，兩平臺的低含水原油混合后，原油脫水速度慢，FPSO深度處理的難度逐漸增大。

有鑒于此，我們取A與B平臺的油水樣在室內進行了評選研究，以期優選出破乳效果更好的破乳劑。

2 試驗方法

2.1 破乳劑評選方法

本試驗過程中 ，破乳劑評選實驗參考了SY/T 5281-2000 《原油破乳劑使用性能檢測方法(瓶試法)》[1]、石油天然氣行業標準“SY/T 5797-93”水包油乳狀液破乳劑使用性能評定方法[2],中國海洋石油總公司企業標準 Q/HS 2020-2004 《原油破乳劑質量檢驗方法》。具體評選步驟如下：

(1)100mL的脫水瓶中加入80mL實驗用油樣；

(2)用微量進液器將一定量的破乳劑加入到油樣中；

(3)加完藥劑的脫水瓶置于80℃的水浴中，預熱5～10min；

(4)脫水瓶放置于手持式震蕩器中，震蕩100～200次；

(5)脫水瓶放入水浴，每隔一定時間記錄脫水量。

2.2 油樣黏度的測定

將油樣配制成一定含水率的油水樣，手搖振動乳化穩定后，將油樣倒入黏度測定儀進行測定即可。

2.3 試驗儀器、設備

(1)脫水瓶：100mL(要求分度：2mL內0.1mL，2mL～5mL內0.5mL，5mL～20 mL內1mL， 20mL～100 mL內2mL)；

(2)人工振蕩器：按脫水瓶的具體規格自制而成；

(4) 新增換乘廳可減緩換乘客流對于既有標準站的沖擊，同時減弱換乘長通道給乘客在行進過程中帶來的不適感，從而營造兩站舒適便捷的換乘空間。同時應統籌考慮新增換乘客流對原進、出站客流的影響，以及綜合換乘便捷性、改造難度、施工工期等因素來確定最優改造方案。

(3)恒溫水浴：TW-12 水浴(德國JULABO)，控溫精度±1℃；

(4)原油樣品杯：1000mL塑料杯；

(5)脫水瓶樣品架：按脫水瓶的具體規格及恒溫水浴形狀自制而成；

(6)醫用注射器：1mL，分度0.02mL；5mL，分度0.2mL；50mL，分度2.0mL；

(7)微量移液器：0.5-10μL，20-200μL；

(8)旋轉流變儀：Haake RS6000型。

3 試驗結果

3.1 不同藥劑的脫水性能對比

取A與B兩平臺的混合油水樣，將油水樣配制成含水率33%，倒入脫水瓶，在不同的脫水瓶中分別加入不同類型的破乳劑，搖晃后，放入水浴鍋開始讀數。試驗結果見圖1。

圖1 不同破乳劑的脫水試驗

在破乳劑脫水試驗中，需考察各種破乳劑的脫水速率、終脫水量、油水界面及水色，其中重點考察脫水速率和終脫水量。本試驗中共有12種破乳劑，其中YH-205為在用破乳劑。在脫水試驗過程中，YH-102在前15min脫水速度最快，但其15min之后脫水量基本無變化，YH-106在前15分鐘脫水速率不算最快，但在15分鐘之后仍然在脫水，其終脫水量最大，其他藥劑初期脫水速率不如YH-102，終脫水量均不如YH-106。 采出原油在遠端平臺經分離撇去大量生產水后，經海管輸送至油輪再次分離脫水，然后下艙。目前，油輪下艙BSW%指標偏高，為改善該問題，我們應該優選終脫水量大且脫水速率較快的破乳劑。由此，雖然YH-102初期脫水速率較快，但終脫水量偏低，該類型藥劑應用于現場后，會導致下艙油中有部分水難以脫出，以致BSW%偏高，而YH-106脫水速率較快且終脫水量大，原油脫水徹底，可以有效的降低下艙油BSW%，所以我們確定YH-106為最佳破乳劑。

3.2 破乳劑在不同加注濃度下的脫水效果

取A與B兩平臺的混合油水樣，將油水樣配制成含水率33%，倒入脫水瓶，在不同的脫水瓶中分別加入不同量的破乳劑YH-106，搖晃后，放入水浴鍋開始讀數。試驗結果見圖2。

圖2 YH-106不同加注濃度的脫水試驗

在現場生產過程中，破乳劑一般加注在生產管匯或單井，破乳劑與產液在管道中充分混合后進入生產分離器，原油在生產分離器中破乳脫水，分離出的原油外輸，分離出生產水經水處理系統處理達標后外排，所以原油在生產分離器中停留的這段時間內必須達到所要求的破乳效果，現場分離器的停留時間為17分鐘。本試驗考察了YH-106在不同加注濃度下的脫水速率，由圖中數據可得，YH-106在加注濃度為40mg/L時，原油25min脫水完畢，YH-106在加注濃度為80mg/L時，原油16min脫水完畢，YH-106在加注濃度為120mg/L時，原油10min脫水完畢。破乳劑加注濃度過低，滿足不了現場生產要求，破乳劑加注濃度過高，桶油處理成本增加，經濟效益偏低，且破乳劑加注過大，外排水水質會受到影響，原油在海管中也有可能產生乳化，所以，破乳劑的加注濃度很重要，由此試驗結果，綜合考慮，破乳劑加注濃度在80mg/L比較適宜。

3.3 破乳劑對不同含水率油樣的脫水性能

考慮到油田將來增產，要進行減水增輸作業，海管外輸原油含水將進一步降低，我們考察了破乳劑YH-106對不同含水率油樣的破乳脫水效果。

取A與B兩平臺的混合油水樣，將油水樣配制成不同含水率，倒入脫水瓶，在不同含水率的原油中分別加入80mg/L的破乳劑YH-106，搖晃后，放入水浴鍋開始讀數。試驗結果見圖3。

圖3 YH-106對不同含水率油樣的脫水試驗

從試驗結果來看，油樣含水率越高，YH-106脫水速度越快，且在低含水率20%和高含水率60%時，YH-106的終脫水量分別達到15mL和48mL，破乳脫水效果均較徹底。另外，雖然原油后期產液含水率很高，有的達到95%以上，但由于原油含水率超過60%時，油水難以形成較穩定的乳化物，所以無法在室內進行更高含水率的破乳試驗。

3.4 黏度與溫度的關系

針對A與B兩平臺的混合油水樣，考察了在不同含水率下的黏度與溫度的關系，為混合油樣集輸提供參考數據。試驗結果見圖4～圖7。

圖4 含水率23.5%油樣的黏度與溫度曲線

圖5 含水率35%油樣的黏度與溫度曲線

圖6 含水率50%油樣的黏度與溫度曲線

圖7 含水率60%油樣的黏度與溫度曲線

從圖中數據可得，同一含水率的混合油樣黏度隨溫度的升高而降低，另外，在同一溫度下，混合油樣黏度隨含水率增加而增加。現場流程中，產液溫度為80℃，該溫度下，含水率為23.5%，35%，50%和60%的混合油樣黏度分別為67.22mPa·s，92.23 mPa·s，156.5 mPa·s，204.2 mPa·s。

4 結論

本文針對南海某海上油田的油樣在室內進行了破乳劑評選研究。結果顯示，破乳劑YH-106較在用破乳劑有更快的脫水速率和更高的終脫水量，其最佳加注濃度為80mg/L；考慮到該油田減水增輸作業，考察了破乳劑YH-106對不同含水率油樣的破乳脫水效果，結果顯示，油樣含水越高，YH-106脫水速度越快，且破乳脫水徹底。此外，本實驗測試了該系列油樣在不同含水率時黏度隨溫度變化的曲線關系，同一含水率的混合油樣黏度隨溫度的升高而降低，同一溫度下，油樣含水率越高，黏度越大。