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摘要:针对吴起油田原油破乳剂应用现状,分析了影响破乳脱水的因素,对在用的几种破乳剂进行了效果评价,指出了下步破乳剂的发展方向。
关键词:吴起油田;破乳;效果评价;发展方向。
1 影响破乳脱水的因素
目前已知的原油破乳的方法主要有:(1)沉降分离。这是原油脱水最简单、最基础的工艺过程。(2)化学破乳。该方法是向含水原油中添加化学破乳剂,经搅拌混合使其到达原油乳化液的油水界面上,降低界面张力,破坏乳化状态,破乳后的水珠相互聚结并沉降分离。
吴起油田原油脱水技术是以投加破乳剂的化学破乳为主要手段,再进行沉降分离。在实际生产中,化学破乳的影响因素主要有以下几个方面。
1.1 原油
原油中的天然乳化剂有胶质、沥青质、有机酸、晶态石蜡、微晶碳酸盐、氧化硅、磺酸盐、硫酸盐或开采过程中加入的表面活性剂和碱等化学剂。蜡组分作为乳化剂,在油水界面不能形成一定强度的界面膜,不能产生稳定的乳状液,对破乳的影响弱于沥青质和胶质;油水相比例在一定范围内时,含水量越高,脱水越容易。
1.2 破乳剂
破乳剂本身就是一种能附着在油水界面,降低界面膜的机械强度,使油水分离的化学药品。破乳剂能够很好的降低油水界面的机械强度就能够达到更好的脱水目的。因此破乳剂的质量也是影响油品的重要因素。破乳剂必须要有很好的聚结和絮凝能力,使小水滴不断长大从原油中分离出来,达到脱水的目的。
1.3 温度
温度升高时油相粘度和密度减小,破乳剂在油相和水相中的溶解性变好,扩散速度提高,胶束间碰撞频率增大,界面膜粘度与强度降低,导致膜排液速率大大提高和液滴聚集加剧,脱水能力增强。
1.4 无机盐
离子浓度升高时,非烃类化合物在界面的吸附量和界面粘度降低,油滴和水滴都易分离而引起破乳。
1.5 聚合物
提高采收率常用的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与破乳剂作用后,占据很大的界面面积并产生空间位阻作用,有利于三元复合驱返出液的破乳。HPAM使水相粘度增加,使油滴不易接触。
1.6 沉降时间
沉降时间越长,油品中水珠聚结就越多,界面膜强度降的越厉害,更容易形成破乳,使油水分离彻底。
1.7 上游站的来液量
上游站来液的平稳程度也是对破乳效果影响的重要因素,一是能够保证罐内破乳剂浓度的均匀,使油品正常破乳,二是原油沉降时间基本相同,保证每部分原油都能够有充足的时间沉降,达到油水分离。
2 吴起油田破乳剂应用情况及效果评价
2.1 破乳脱水现状
我区共有破乳剂投加站点2个,加药液量1750m3,年使用破乳剂180吨。目前应用的破乳剂类型有YT-100和XL型。我区白马中、南区块都采用末端加药的方式。加药浓度一般为280ppm(低含水区块加药浓度在200-220ppm),每天24小时连续投加。
2.2 不同类型破乳剂的应用及效果评价
吴起油田最早应用的破乳剂是SP-169,随后又相继使用过AE-9901、J-50、YT-100等,J-50破乳剂在我厂应用周期较长,在陇东油田开发中前期起到了较好的效果,随着油田的长期开发,原油的物性发生变化,J-50由于对乳化原油中间层脱水能力有限,已不再适用我厂原油破乳脱水的要求,最终被YT-100原油破乳剂所代替。
3 破乳剂下步发展方向
随着油田开发进入中高含水期,油井采出液含水逐年上升,采出液的相态不只限于稳定的W/O型原油乳状液,还有不稳定的水包油O/W型原油乳状液以及多重乳状液,从而增加了脱水的难度;另一方面,各种增产措施和提高采收率措施相应增加,造成了油井采出液油-水乳化严重,油-水分离难度加大;同时在两季交替时,为了降低采油成本和能耗,取消在集输和脱水过程中的加热过程,使得原油脱水温度逐步降低,这就需要低温破乳剂,即在25-35℃甚至更低一点的温度下脱水。因此目前所用的常规破乳剂显现出了一定的不足,如脱水率下降、脱出水含油率高、破乳剂用量增加等。
因此高效破乳剂必须具备较高的表面活性,良好的润湿性能,足够的絮凝能力和优良的聚结效果。从以上几个方面来看,目前常用的单一聚醚破乳剂往往达不到预期效果,且很难同时满足这些要求。下步破乳剂除了要满足传统破乳剂的基本性能外,还要具有快速、高效、一剂多能且低温条件下也能满足脱水工艺的要求。
目前国内外破乳剂的发展主要有以下几个方面:
1、复配型破乳剂
利用破乳剂之间的协同效应,将两种或两种以上破乳剂进行复配,可明显地提高破乳效果,从而满足对不同原油乳液快速破乳及其它特殊功能的需要。如长庆油田采油三厂依据破乳剂的协同效应,采用正交试验法,对三种脱水效果较差的破乳剂进行复配破乳脱水试验,研制出了适用于靖安油田的高效GT破乳剂,能够满足靖安油田低温破乳脱水的要求;武汉石油化工厂通过对几种破乳剂单剂进行筛选,研究了这几种破乳劑的复配效应,制得了一种高效复配型破乳剂YL-2010,在鲁宁管输油中得到了很好的应用。
2、改性破乳剂
如大庆油田根据高含水原油采出液的性质,设计合成出两种不同的分子结构破乳剂,将两种分子结构不同的破乳剂在特殊条件下进行交联,采用均匀设计的方法进行了配方的优选,研究和开发出适应高含水原油采出液的DPS-1型破乳剂,既适宜油包水型乳状液也适宜水包油型乳状液的破乳,解决了单一破乳剂脱水适应性差的问题。
3、高效破乳剂
如陕西华森高科技有限公司的一种高效、多功能复合型的原油破乳剂HS-P01,不但能快速脱盐、脱水、降粘、防蜡,也能起到防腐蚀的目的,使原油在加工的过程中所产生腐蚀介质有一定抑制作用,对二次防腐减轻了负担,从而也能达到保护设备,减缓腐蚀的目的。且适应性强,能在低温条件下使用,用量少,使用成本低,有一剂多用之功能。
4 结论及建议
1、YT-100型破乳剂对于中高含水原油具有较好的破乳效果,投加浓度一般为200-220ppm;
2、XL型破乳剂对于低含水原油在破乳脱水方面优于YT-100型;
3、下步破乳剂应向高效、多功能的方向发展,达到一剂多用、适应性强、且能在低温条件下使用。
关键词:吴起油田;破乳;效果评价;发展方向。
1 影响破乳脱水的因素
目前已知的原油破乳的方法主要有:(1)沉降分离。这是原油脱水最简单、最基础的工艺过程。(2)化学破乳。该方法是向含水原油中添加化学破乳剂,经搅拌混合使其到达原油乳化液的油水界面上,降低界面张力,破坏乳化状态,破乳后的水珠相互聚结并沉降分离。
吴起油田原油脱水技术是以投加破乳剂的化学破乳为主要手段,再进行沉降分离。在实际生产中,化学破乳的影响因素主要有以下几个方面。
1.1 原油
原油中的天然乳化剂有胶质、沥青质、有机酸、晶态石蜡、微晶碳酸盐、氧化硅、磺酸盐、硫酸盐或开采过程中加入的表面活性剂和碱等化学剂。蜡组分作为乳化剂,在油水界面不能形成一定强度的界面膜,不能产生稳定的乳状液,对破乳的影响弱于沥青质和胶质;油水相比例在一定范围内时,含水量越高,脱水越容易。
1.2 破乳剂
破乳剂本身就是一种能附着在油水界面,降低界面膜的机械强度,使油水分离的化学药品。破乳剂能够很好的降低油水界面的机械强度就能够达到更好的脱水目的。因此破乳剂的质量也是影响油品的重要因素。破乳剂必须要有很好的聚结和絮凝能力,使小水滴不断长大从原油中分离出来,达到脱水的目的。
1.3 温度
温度升高时油相粘度和密度减小,破乳剂在油相和水相中的溶解性变好,扩散速度提高,胶束间碰撞频率增大,界面膜粘度与强度降低,导致膜排液速率大大提高和液滴聚集加剧,脱水能力增强。
1.4 无机盐
离子浓度升高时,非烃类化合物在界面的吸附量和界面粘度降低,油滴和水滴都易分离而引起破乳。
1.5 聚合物
提高采收率常用的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与破乳剂作用后,占据很大的界面面积并产生空间位阻作用,有利于三元复合驱返出液的破乳。HPAM使水相粘度增加,使油滴不易接触。
1.6 沉降时间
沉降时间越长,油品中水珠聚结就越多,界面膜强度降的越厉害,更容易形成破乳,使油水分离彻底。
1.7 上游站的来液量
上游站来液的平稳程度也是对破乳效果影响的重要因素,一是能够保证罐内破乳剂浓度的均匀,使油品正常破乳,二是原油沉降时间基本相同,保证每部分原油都能够有充足的时间沉降,达到油水分离。
2 吴起油田破乳剂应用情况及效果评价
2.1 破乳脱水现状
我区共有破乳剂投加站点2个,加药液量1750m3,年使用破乳剂180吨。目前应用的破乳剂类型有YT-100和XL型。我区白马中、南区块都采用末端加药的方式。加药浓度一般为280ppm(低含水区块加药浓度在200-220ppm),每天24小时连续投加。
2.2 不同类型破乳剂的应用及效果评价
吴起油田最早应用的破乳剂是SP-169,随后又相继使用过AE-9901、J-50、YT-100等,J-50破乳剂在我厂应用周期较长,在陇东油田开发中前期起到了较好的效果,随着油田的长期开发,原油的物性发生变化,J-50由于对乳化原油中间层脱水能力有限,已不再适用我厂原油破乳脱水的要求,最终被YT-100原油破乳剂所代替。
3 破乳剂下步发展方向
随着油田开发进入中高含水期,油井采出液含水逐年上升,采出液的相态不只限于稳定的W/O型原油乳状液,还有不稳定的水包油O/W型原油乳状液以及多重乳状液,从而增加了脱水的难度;另一方面,各种增产措施和提高采收率措施相应增加,造成了油井采出液油-水乳化严重,油-水分离难度加大;同时在两季交替时,为了降低采油成本和能耗,取消在集输和脱水过程中的加热过程,使得原油脱水温度逐步降低,这就需要低温破乳剂,即在25-35℃甚至更低一点的温度下脱水。因此目前所用的常规破乳剂显现出了一定的不足,如脱水率下降、脱出水含油率高、破乳剂用量增加等。
因此高效破乳剂必须具备较高的表面活性,良好的润湿性能,足够的絮凝能力和优良的聚结效果。从以上几个方面来看,目前常用的单一聚醚破乳剂往往达不到预期效果,且很难同时满足这些要求。下步破乳剂除了要满足传统破乳剂的基本性能外,还要具有快速、高效、一剂多能且低温条件下也能满足脱水工艺的要求。
目前国内外破乳剂的发展主要有以下几个方面:
1、复配型破乳剂
利用破乳剂之间的协同效应,将两种或两种以上破乳剂进行复配,可明显地提高破乳效果,从而满足对不同原油乳液快速破乳及其它特殊功能的需要。如长庆油田采油三厂依据破乳剂的协同效应,采用正交试验法,对三种脱水效果较差的破乳剂进行复配破乳脱水试验,研制出了适用于靖安油田的高效GT破乳剂,能够满足靖安油田低温破乳脱水的要求;武汉石油化工厂通过对几种破乳剂单剂进行筛选,研究了这几种破乳劑的复配效应,制得了一种高效复配型破乳剂YL-2010,在鲁宁管输油中得到了很好的应用。
2、改性破乳剂
如大庆油田根据高含水原油采出液的性质,设计合成出两种不同的分子结构破乳剂,将两种分子结构不同的破乳剂在特殊条件下进行交联,采用均匀设计的方法进行了配方的优选,研究和开发出适应高含水原油采出液的DPS-1型破乳剂,既适宜油包水型乳状液也适宜水包油型乳状液的破乳,解决了单一破乳剂脱水适应性差的问题。
3、高效破乳剂
如陕西华森高科技有限公司的一种高效、多功能复合型的原油破乳剂HS-P01,不但能快速脱盐、脱水、降粘、防蜡,也能起到防腐蚀的目的,使原油在加工的过程中所产生腐蚀介质有一定抑制作用,对二次防腐减轻了负担,从而也能达到保护设备,减缓腐蚀的目的。且适应性强,能在低温条件下使用,用量少,使用成本低,有一剂多用之功能。
4 结论及建议
1、YT-100型破乳剂对于中高含水原油具有较好的破乳效果,投加浓度一般为200-220ppm;
2、XL型破乳剂对于低含水原油在破乳脱水方面优于YT-100型;
3、下步破乳剂应向高效、多功能的方向发展,达到一剂多用、适应性强、且能在低温条件下使用。