渤海某油田脫水研究及破乳劑應用

徐 超,王 晶,劉少鵬

(中海油(天津)油田化工有限公司，天津 300452)

油田常用的外輸泵為離心泵，離心泵泵送流體要求均質、穩(wěn)定、含氣少，否則外輸泵易產(chǎn)生不規(guī)則震動、氣蝕，易導致外輸泵的故障[1-6]。渤海某稠油油田油氣水分離難度較大，且油氣水分離工藝條件苛刻，要求在短時間內迅速脫水、脫氣，同時油氣水混合體過外輸泵時不喘振。經(jīng)過深入分析，找到了以上問題的解決辦法，針對性的篩選出高效破乳劑且在油田成功應用。

1 背 景

渤海某油田，日產(chǎn)氣量約3萬m3左右，日產(chǎn)液量9000 m3左右，產(chǎn)液綜合含水約80%。該油田只有一個自由水分離器進行脫水脫氣，經(jīng)計算，物流在分離器停留時間只有8 min，同時流程處理溫度低，只有60 ℃。油氣水在自由水分離器中進行分離后，脫出的天然氣去火炬燒掉，脫出的污水進入污水系統(tǒng)處理，還沒有完全脫氣脫水的油水混合體進入原油緩沖罐并通過外輸泵進行外輸。

該油田在生產(chǎn)過程中存在的問題：(1)自由水分離器分出的污水量不足，需要從1500 m3脫水量提高到4000 m3脫水量；(2)外輸泵有喘振和漏液情況，破乳劑需要避免或減小喘振及漏液。

前期開展了2次破乳劑評價及現(xiàn)場實驗，均沒有解決以上問題，在多脫出水的同時，外輸泵喘振及漏液加劇。通過對2次破乳劑不足之處的深入分析，最終找到了破乳劑篩選的關鍵因素，并最終通過該方法篩選出了針對性破乳劑，并在現(xiàn)場試驗中取得成功，保障了油田生產(chǎn)安全。

圖1 某油田原油系統(tǒng)示意圖

表1 某油田原油物性

表2 某油田生產(chǎn)狀況

2 常規(guī)破乳劑的篩選、試驗及問題分析

2.1 常規(guī)破乳劑篩選

常用的破乳劑室內評價標準為：《水包油乳狀液破乳劑使用性能評定方法SY/T 5797-93》；《原油破乳劑使用性能檢測方法(瓶試法)SY/T 5281-2000》。根據(jù)這兩個標準，關注單位時間脫水量指標，篩選破乳劑。表3的試驗條件為：試驗溫度60 ℃，原油含水率約60%，油水總體積80 mL，混合方式為手搖50次。

表3 常規(guī)破乳劑篩選表

根據(jù)評價情況，破乳劑BH-33、BH-152脫水速度均快于油田在用破乳劑BH-35，因此對這兩種破乳劑進行了現(xiàn)場試驗。

2.2 常規(guī)破乳劑試驗

在該油田分別進行了破乳劑BH-33、BH-152現(xiàn)場試驗，試驗過程中，自由水分離器從1500 m3脫水量增長到了3200～3500 m3脫水量，但是原油外輸泵喘振和漏液加劇，中含水導致外輸流體油水乳化及含有部分氣體，造成外輸泵的喘振和漏液。外輸泵橫向最高振幅達到60 mm/s，漏液量達到5 L/min。試驗被迫停止，切換回原破乳劑BH-35，脫水量雖然降低至1500 m3/d，但外輸泵很快恢復正常，最高振幅為4 mm/s，漏液量為0 L。具體數(shù)據(jù)見表4。

2.3 問題分析

在進行試驗破乳劑BH-33、BH-152實驗過程中，當外輸泵喘振時，取外輸泵出口油水樣，發(fā)現(xiàn)油水乳化嚴重，無可見明水，且乳化液表面有一定氣泡，而回切在用破乳劑BH-35，外輸泵基本無喘振，取外輸泵出口油水樣，發(fā)現(xiàn)油水是分離狀態(tài)，大量可見明水，且油表面含氣量較小。因此分析泵喘振及漏液原因為：①過外輸泵的油水混合體乳化嚴重，造成過泵時阻力增大，泵體葉輪搖晃引起喘振，且猛烈的喘振造成離心泵填料密封松動，造成泵體漏液；②過外輸泵的油水混合體中含有未脫掉的氣體，造成泵體葉輪氣蝕及搖晃，引起喘振，且造成填料密封松動漏液。

因此須重新對破乳劑進行開發(fā)評價，且根據(jù)該油田特殊情況，完善破乳劑評價方法，關注破乳劑抗乳化能力及協(xié)同消泡能力。

3 完善后的破乳劑篩選、試驗及效果

3.1 破乳劑脫水速度及抗乳化性評價

對在用破乳劑BH-35、兩種試驗破乳劑BH-33、BH-152以及另外一個破乳劑BH-102等4個破乳劑小樣進行評價，考察破乳劑脫水速度及抗乳化性能，即脫水結束后再次震蕩油水樣，查看油水樣再次分離情況。通過數(shù)據(jù)分析，其中破乳劑BH-102脫水速度最快，且抗乳化性能強勁。而前期試驗的兩個破乳劑基本不具備抗乳化性能。表5的試驗條件為：試驗溫度60 ℃，原油含水率約60%，油水總體積80 mL，第一次混合方式為手搖50次，第二次混合方式為手搖30次。

表5 破乳劑脫水及抗乳化篩選表

3.2 破乳劑消泡性評價

對在用破乳劑BH-35、兩種試驗破乳劑BH-33、BH-152以及另外一個破乳劑BH-102等4個破乳劑小樣進行脫氣評價。通過檢測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)破乳劑BH-102脫氣率高于其他破乳劑。表6的試驗條件為：試驗樣品為綜合油樣，試驗溫度60 ℃，原油含水率約60%，油水總體積80 mL，第一次混合方式為手搖5次。

表6 破乳劑脫氣篩選表

3.3 破乳劑現(xiàn)場試驗及效果

經(jīng)過以上脫水、抗乳化、脫氣評價，發(fā)現(xiàn)破乳劑BH-102效果最突出，尤其抗乳化性能遠好于其他破乳劑，因此對破乳劑BH-102進行了現(xiàn)場試驗。實踐證明，破乳劑BH-102試驗時，自由水分離器分離的水量從1500 m3/d增長至4000 m3/d，同時含水原油過外輸泵時，外輸泵不再喘振和漏液，從外輸泵出口取樣觀察，油水分離較好，有較多可見明水，且基本無氣泡，說明該破乳劑的脫水速度、抗乳化能力、脫氣能力均較強，試驗取得成功。具體數(shù)據(jù)見表7。

4 結 論

該破乳劑的成功篩選和應用，給渤海各油田破乳劑篩選提供了一定參考性。在解決油田脫水問題時，要根據(jù)油田本身處理工況、產(chǎn)液產(chǎn)氣特性合理選擇破乳劑，有針對性的選擇和完善評價指標，如不僅要關注破乳劑的脫水速度，必要時也要關注破乳劑抗乳化性和脫氣性，所選的破乳劑要適應現(xiàn)場的生產(chǎn)工況，避免發(fā)生如泵體喘振漏液等物理設備異常情況。