南蘇丹1區原油破乳劑和反相破乳劑篩選評價及應用

苑塔亮

(中國石油集團長城鉆探工程有限公司鉆井液公司，北京 100101）

0 引言

南蘇丹1區建有5個FPF站，來自各單井和OGM站的乳化原油在FPF站經過三相分離器處理后，油相由輸油泵加壓后匯集到一起，輸送到蘇丹2/4區的CPF站做進一步處理。原油從地層流出井筒，通過管線輸送到FPF站過程中，經過管線彎頭和泵產生強烈剪切作用，會形成原油乳狀液。在低含水情況下，主要形成油包水（W/O）型乳狀液。南蘇丹1區油田含水率較高，其原油乳狀液類型主要水包油（O/W）和水包油包水（W/O/W）型[1]，要求原油破乳劑在5個FPF站均有較好的破乳脫水效果、添加量低、反應速度快，即脫出水中含油率低、破乳劑和反相破乳劑同時使用必須具有良好的配伍性。

瓶試法[2]是油氣田篩選破乳劑的常用方法，瓶試法雖然工作量較大、比較費時，但因為所用儀器簡單，操作方便，可靠性較高，目前仍是油包水型原油破乳劑篩選的主要方法。

各油田原油性質不同，生產工藝不同，在破乳劑篩選實驗中一般都是以SY/T 5280-2018《原油破乳劑通用技術條件》規定的瓶試法基本步驟為主，根據油田現場工藝情況，對原油樣品采集、乳狀液制備、比色管振蕩方式、水質分析方法等進行適當調整[3-5]，篩選出合適的破乳劑。

1 破乳劑篩選實驗

1.1 實驗方法

采用SY/T 5280-2018《原油破乳劑通用技術條件》規定的瓶試法，對原油破乳劑進行初步篩選，淘汰脫水率較低的破乳劑。具體步驟是：（1）原油乳狀液去除游離水后，使用恒溫水浴加熱到實驗溫度；（2）將乳狀液倒入50ml刻度比色管中；（3）往比色管中加入一定量的1%濃度破乳劑，蓋緊塞子，手動軸向震蕩200次；（4）將比色管放入水浴中靜置沉降，開始計時，記錄不同時間脫水量，油水界面和水質情況。

破乳劑篩選實驗加劑量均以油量計算，加劑量100mg/L，即 1L純原油中加100mg破乳劑。

使用離心法[6]測量乳狀液含水量和脫水后原油含水量。

破乳劑樣品均為長城鉆探工程有限公司鉆井液公司提供。

1.2 實驗數據與結果

破乳劑GPF-1003、GPF-1009、GPF-1011和GPF-1012在添加量100 mg/L情況下，對Manga和Unity原油具有較好的脫水速度和脫水率。

Manga原油脫出水基本都是白色或淡黃色，而Unity原油脫出水呈黑色、不透明、微掛壁，經測量，水中含油率高于1300mg/L，數據如表1和表2所示。

表1 破乳劑篩選實驗記錄表（Manga原油，溫度60℃，加劑量100mg/L）

表2 破乳劑篩選實驗記錄表（Unity原油，溫度71℃，加劑量100mg/L）

實驗結果表明，破乳劑GPF-1009、GPF-1011和GPF-1012脫出水水質顏色相對較淺，但是含油量仍然較高，屬于綜合性能比較好的破乳劑。

2 反相破乳劑篩選實驗

2.1 實驗方法

參考石油行業標準SY/T 5797-1993 《水包油乳狀液破乳劑使用性能評定方法》[7]，使用FPF站未經處理的含油水樣進行篩選實驗，具體步驟：（1）使用下口瓶從FPF站入口管線取原油樣品，待游離水和乳狀液分層后，將下層的水樣從底部出水口排放到取樣容器中；（2）將水樣在水浴中加熱到實驗溫度，倒入50ml比色管中；（3）往比色管中加入一定量的1%濃度的反相破乳劑，蓋緊塞子，手動軸向震蕩100次；（4）比色管放入水浴中靜置沉降 30分鐘后，記錄油水界面和水質情況。取比色管中上部水樣，使用分光光度計測量水中含油率[8]。

2.2 反相破乳劑篩選實驗數據與結果

如表3所示，使用Manga 和Eltoor FPF兩個FPF站水樣進行反相破乳劑初選實驗，反相破乳劑GPF-1104、GPF-1105、GPF-1106、GPF-1107、GPF-1108等5個藥劑脫油率相對較好，用于下一步的精選實驗。

表3 反相破乳劑初選實驗記錄表

如表4所示，使用TomaSouth水樣對5個反相破乳劑進行篩選實驗， GPF-1108、GPF-1106、GPF-1107三種反相破乳劑水中含油率相對較低，脫油率較高，用于與甲方現場使用的反相破乳劑RSK1#、RSK2#進行對比實驗。

表4 反相破乳劑精選實驗記錄表

使用Unity、Eltoor和Elnar三個FPF站水樣進行反相破乳劑對比實驗，在同樣條件下，反相破乳劑GPF-1106和GPF-1107脫油率與現場反相破乳劑相當，具有良好除油能力。

表5 與現場反相破乳劑對比實驗記錄表（振動試管100次，靜置時間30min）

3 破乳劑與反相破乳劑配伍性實驗

3.1 實驗方法

使用優選出的破乳劑GPF-1009、GPF-1011和GPF-1012，以及現場在用破乳劑SK-50與反相破乳劑GPF-1106、GPF-1107和RSK1#進行配伍性實驗。實驗步驟基本同2.1，原油樣品準備好之后，往比色管內分別加入一定量稀釋后的破乳劑和反相破乳劑。

3.2 實驗數據和結果

同時添加破乳劑GPF-1009、GPF-1012與反相破乳劑GPF-1106、GPF-1107，脫出水的水質優于不添加反相破乳劑的油樣，而脫水速度和脫水率相當，數據如表6所示。說明上述破乳劑和反相破乳劑之間配伍性良好，共同使用有助于改善脫出水水質。

表6 破乳劑和反相破乳劑配伍性實驗數據表(Manga油樣，實驗溫度61℃)

反相破乳劑GPF-1106、GPF-1107與現場在用破乳劑SK-50共同使用時，脫出水水質優于不添加反相破乳劑的油樣，脫水速度和脫水率相同，說明反相破乳劑GPF-1106、GPF-1107與現場在用破乳劑SK-50配伍性良好。

4 結論

通過實驗篩選出破乳劑GPF-1009、GPF-1012對南蘇丹1區5個FPF站原油均具有較好的破乳脫水效果，與反相破乳劑GPF-1106、GPF-1107聯合使用時配伍性良好，在保證破乳脫水速度和脫水率的情況下，有效地改善了脫水質量，脫出水中含油率下降明顯。反相破乳劑GPF-1106、GPF-1107與現場在用破乳劑SK-50配伍性良好，同時使用可以改善脫出水質量。

在破乳劑篩選實驗過程中，改進了高含水原油破乳劑篩選方法，并根據現場原油處理工藝要求，將選出的破乳劑與反相破乳劑進行復配實驗，實驗數據表明，實驗方法改進是成功的，能滿足現場工藝要求，有一定工業應用借鑒意義。