涇河油田原油破乳劑的優(yōu)選與復(fù)配

李凌川，徐文璽，劉延軍

(1.中國(guó)石化華北油氣分公司采油一廠，甘肅慶陽(yáng) 745300；2.中國(guó)石化華北油氣分公司采油氣工程服務(wù)中心)

涇河油田原油破乳劑的優(yōu)選與復(fù)配

李凌川1，徐文璽2，劉延軍1

(1.中國(guó)石化華北油氣分公司采油一廠，甘肅慶陽(yáng) 745300；2.中國(guó)石化華北油氣分公司采油氣工程服務(wù)中心)

摘要：針對(duì)涇河油田原油密度大、非烴及瀝青質(zhì)含量高、脫水困難、破乳劑用量大等問題，測(cè)定了6種商品破乳劑對(duì)含水20%稠油的脫水效果。單劑破乳劑25-A和HL-1的脫水效果均優(yōu)于其它破乳劑，破乳溫度65 ℃、破乳劑濃度600 mg/L時(shí)的脫水率分別為65.6%和62.5%。復(fù)配破乳劑脫水效果明顯優(yōu)于單劑破乳劑，相同條件下，脫水率高出15.7%。通過破乳劑濃度和破乳溫度等影響因素的分析得出，涇河油田原油的最佳破乳條件為：破乳劑濃度400 mg/L，復(fù)配比例2∶1，破乳溫度80 ℃，沉降10 h后脫水率可達(dá)94.5%。

關(guān)鍵詞：涇河油田；稠油脫水；破乳劑

涇河油田位于鄂爾多斯盆地西南部，主要開發(fā)層位為三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)8油層組，儲(chǔ)層平均孔隙度8.6%，平均滲透率0.34×10-3μm2，為典型的低孔、低滲油氣藏[1-3]。原油成分中高碳類化合物、重質(zhì)組分含量高，原油密度0.872～0.934 g/cm3，屬中質(zhì)油至重質(zhì)油(稠油)，原油族組分見表1。稠油中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量較高，而這兩種物質(zhì)是一種天然乳化劑，極易吸附在油水界面形成黏稠厚膜，阻止水滴聚并，使其成為一種穩(wěn)定的油包水型乳狀液體系，導(dǎo)致稠油脫水十分困難[4-6]。目前涇河油田正處于開發(fā)初期，現(xiàn)場(chǎng)使用的破乳劑種類繁多，沒有開展本地區(qū)原油破乳劑適用性實(shí)驗(yàn)研究，且受客觀條件限制，原油脫水及銷售均在各發(fā)油點(diǎn)進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)脫水工藝、設(shè)備比較簡(jiǎn)單，破乳劑加量濃度高達(dá)800～1 000 mg/L，個(gè)別井甚至超過1 600 mg/L，無形中增加了原油開發(fā)綜合成本，也造成了資源的極大浪費(fèi)。因此，針對(duì)本地區(qū)原油進(jìn)行破乳劑優(yōu)選與復(fù)配實(shí)驗(yàn)，合理控制破乳劑加量濃度，對(duì)于目前低油價(jià)時(shí)期油田的經(jīng)濟(jì)效益開發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

表1　涇河油田17井區(qū)原油組分統(tǒng)計(jì)結(jié)果　　　%

1原油、破乳劑和實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)所用原油取自涇河油田17井區(qū)，原油含水20%，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量38.25%，蠟質(zhì)含量15.12%，黏度220 mPa·s(50 ℃)，凝固點(diǎn)25.4 ℃，原油密度0.92 g/cm3。

實(shí)驗(yàn)所用破乳劑：YT-100為長(zhǎng)慶巨力化工廠生產(chǎn)；LZ-1、SHZ-20為濮陽(yáng)綠洲公司生產(chǎn)；HL-1為陜西中和大地公司生產(chǎn)；HZ-218為濮陽(yáng)惠眾公司生產(chǎn)；25-A為勝利化工廠生產(chǎn)。

實(shí)驗(yàn)儀器：NDJ-5S旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)(370×325×280 mm)，上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司；JJ-2型組織搗碎勻漿機(jī)(最大轉(zhuǎn)速為8 000 r/min)，常州國(guó)華儀器廠；76-1型玻璃恒溫水浴(300×300 mm)，上海標(biāo)本模型廠。

2結(jié)果與分析

原油破乳脫水實(shí)驗(yàn)方法，按照中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T521-2000《原油破乳劑使用性能檢驗(yàn)方法(瓶試法)》進(jìn)行[8]。

2.1原油乳化實(shí)驗(yàn)

將油樣與水按體積比1∶1混合(共80 mL)裝入100 mL具塞量筒內(nèi)充分震蕩后，置于65 ℃恒溫水浴中，經(jīng)12 h后觀察，量筒中有3.5 mL水乳化到原油中，形成穩(wěn)定的乳狀液，這表明該地區(qū)原油具有較強(qiáng)的乳化能力。

2.2破乳劑單劑優(yōu)選

模擬現(xiàn)場(chǎng)工藝條件，脫水溫度為65℃，油量80 mL，破乳劑濃度600 mg/L，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2，從中可以看出，單劑HL-1和25-A脫水速率較快，最終脫水率較高，脫出水相清潔度較好，油水界面清晰，對(duì)本地區(qū)具有代表性的17井區(qū)原油脫水性能均優(yōu)于其它破乳劑，其中，25-A性能最佳，HL-1次之，因此，最終選用脫水率較高的25-A進(jìn)行破乳劑復(fù)配實(shí)驗(yàn)。

表2　破乳劑單劑脫水率(65℃、600 mg/L)　　　　　　　　　　　　　%

2.3破乳劑復(fù)配實(shí)驗(yàn)

根據(jù)破乳劑單劑優(yōu)選結(jié)果，考慮到本地區(qū)原油密度高、黏度大的特點(diǎn)，向單劑中添加增效劑DEA。DEA為有機(jī)小分子化合物，25-A與DEA按不同比例進(jìn)行復(fù)配的破乳劑脫水實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。從表3可以看出，DEA本身不具脫水功能，但與單劑25-A復(fù)配卻可以顯著提高25-A的脫水效果，當(dāng)25-A與DEA復(fù)配比例為2∶1時(shí)，脫水速度快，最終脫水率高，沉降10 h后達(dá)到81.3%，且脫出水相清潔度較高，油水界面清晰。

表3　復(fù)配破乳劑對(duì)涇河原油不同沉降時(shí)間的脫水率(65 ℃)　　　　　　　　　%

2.4破乳劑濃度及破乳溫度對(duì)脫水率的影響

破乳劑濃度和破乳溫度是影響原油脫水效果的重要因素，為此，選用脫水效果較好的4號(hào)復(fù)配破乳劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)破乳溫度為65 ℃時(shí)，不同破乳劑加量對(duì)脫水效果的影響如圖1所示；當(dāng)破乳劑濃度為400 mg/L，不同破乳溫度對(duì)脫水效果的影響如圖2所示。

圖1　破乳劑濃度對(duì)脫水率的影響情況

圖2　破乳溫度對(duì)脫水率的影響情況

從圖1可以看出，當(dāng)破乳劑濃度在100～400 mg/L時(shí)，脫水率隨破乳劑濃度的增大而迅速增大，當(dāng)破乳劑濃度大于400 mg/L后，脫水率增大不明顯。這是由于隨著破乳劑濃度的增大，破乳劑分子與乳狀液分子在界面上的相互作用達(dá)到平衡，乳狀液界面的厚膜強(qiáng)度逐漸減弱，水滴變得越來越容易

聚集，因此，脫水率逐漸增大，當(dāng)破乳劑濃度增大到一定程度后，過量的破乳劑加入會(huì)使乳狀液分子表面形成新的界面膜，阻礙水滴的聚集，因而脫水率增大幅度變小，甚至出現(xiàn)下降。

從圖2可以看出，隨著破乳溫度的升高，脫水率隨之增大。這是由于隨著溫度升高，原油黏度降低，油水密度差增大，分散液滴的熱運(yùn)動(dòng)加快，乳狀液體系的穩(wěn)定性降低，這有利于水滴的聚集。當(dāng)破乳劑濃度400 mg/L、破乳溫度80 ℃時(shí)，沉降10 h后的脫水率可達(dá)94.5%，從能耗的角度考慮，80℃為復(fù)配破乳劑的最佳破乳溫度。

3結(jié)論

(1)涇河油田原油黏度、密度大，非烴及瀝青質(zhì)含量高，極易形成穩(wěn)定的油包水型乳狀液體系，導(dǎo)致原油脫水困難。

(2)破乳劑單劑優(yōu)選結(jié)果表明，HL-1和25-A脫水速率較快，最終脫水率較高，脫出水相清潔度較好，油水界面清晰。

(3)25-A與增效劑DEA復(fù)配比例為2∶1時(shí)，脫水速度快，最終脫水率高，沉降10h后可達(dá)到81.3%，且脫出水相清潔度較高，油水界面清晰，比25-A單劑脫水率高出15.7%。

(4)涇河油田原油的最佳破乳條件為：破乳劑濃度400 mg/L，復(fù)配比例2∶1、破乳溫度80 ℃，沉降10 h后的脫水率可達(dá)94.5%。

參考文獻(xiàn)

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編輯：劉洪樹

文章編號(hào)：1673-8217(2016)01-0140-03

收稿日期：2015-09-15

作者簡(jiǎn)介：李凌川，碩士，1987年生，2013年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)油氣田開發(fā)工程專業(yè)，現(xiàn)從事采油工程理論與技術(shù)研究。

中圖分類號(hào)：TE357.43

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A