對水包油型原油乳狀液破乳劑性能評價(jià)方法的改進(jìn)研究

王 欣，王 晶，呼文財(cái)，徐 超

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

隨著油田的不斷開發(fā)，產(chǎn)液含水率的不斷上漲，油田開發(fā)初期的原油乳狀液由油包水型逐步過渡至水包油型[1-3]。隨著乳狀液性質(zhì)的變化，原油破乳劑室內(nèi)評價(jià)方法也不近相同，為更好的模擬現(xiàn)場的產(chǎn)液性質(zhì)及工礦，選出適合現(xiàn)場的原油破乳劑，需對常規(guī)的破乳劑評價(jià)方法進(jìn)行改進(jìn)，以更加準(zhǔn)確的選出適合現(xiàn)場的原油破乳劑。

1 背 景

1.1 常規(guī)破乳劑室內(nèi)性能評價(jià)方法

常用的破乳劑室內(nèi)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)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》。但在實(shí)際工作中，完全按照標(biāo)準(zhǔn)要求，在室內(nèi)評選出的破乳劑，在現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用中往往不能滿足現(xiàn)場要求。

為提高破乳劑評選實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，現(xiàn)在行內(nèi)通常的做法為：用現(xiàn)場不含破乳劑的原油和污水，配置不同含水率的油包水型原油乳狀液，考察不同破乳劑的脫水速度、脫出水水質(zhì)、油水界面等內(nèi)容[4-5]。

1.2 現(xiàn)場問題

用常規(guī)的原油破乳劑評價(jià)方法評選出的脫水效果較好的破乳劑，針對油包水型乳狀液油田有較好的適用性；但針對水包油型乳狀液油田，有時(shí)室內(nèi)效果較好的破乳劑在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)使用效果不佳的問題。

2 問題分析

對室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)際加注過程中存在差異的可能原因進(jìn)行了分析?？赡茉蛉缦?。

2.1 油包水型乳狀液含水率不同可能導(dǎo)致的差異

表1 海上某油田原油物性Table 1 The oil physical properties analysis report

針對該問題，應(yīng)用渤海某油田原油開展了30%～60%不同含水率下幾種破乳劑的評價(jià)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)溫度采用現(xiàn)場原油一級分離器運(yùn)行溫度60 ℃，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為原油在現(xiàn)場流程中的停留時(shí)間60 min。實(shí)驗(yàn)前用現(xiàn)場未加藥劑的原油和生產(chǎn)水配置30%～60%不同含水率的油包水型乳狀液；分別向100 mL錐形脫水瓶中倒入配置好的原油乳狀液80 mL；在水浴中將樣品預(yù)熱10 min；然后向?qū)嶒?yàn)樣品中分別加注70 mg/L的破乳劑樣品；最后用木質(zhì)震蕩架將樣品震蕩200次使破乳劑和原油乳狀液充分混合[5]；將樣品放置在水浴中，記錄原油乳狀液樣品的脫水?dāng)?shù)據(jù)。

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明：針對不同含水率的油包水型原油乳狀液，破乳劑BH-155與YFPG-660脫水效果相當(dāng)，兩種藥劑的脫水速度均優(yōu)于現(xiàn)場在用破乳劑BH-102。

表2 含水率為30%的油包水型原油乳狀液脫水實(shí)驗(yàn)Table 2 The dehydration of 30% water cut of water in oil emulsion

表3 含水率為40%的油包水型原油乳狀液脫水實(shí)驗(yàn)Table 3 The dehydration of 40% water cut of water in oil emulsion

表4 含水率為50%的油包水型原油乳狀液脫水實(shí)驗(yàn)Table 4 The dehydration of 50% water cut of water in oil emulsion

表5 含水率為60%的油包水型原油乳狀液脫水實(shí)驗(yàn)Table 5 The dehydration of 60% water cut of water in oil emulsion

2.2 破乳劑分散性可能導(dǎo)致的差異

針對可能由于破乳劑分散性導(dǎo)致的差異，開展了如下相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

2.2.1 針對破乳劑BH-102、BH-155、YFQG-660開展了破乳劑水溶性實(shí)驗(yàn)

表6 三種破乳劑主要成分及水溶性Table 6 The key content and water solubility of three demulsifiers

由于用于實(shí)驗(yàn)的渤海某油田，現(xiàn)產(chǎn)液性質(zhì)屬于水包油型原油乳狀液，外相為水，所以針對破乳劑開展了水溶性實(shí)驗(yàn)。

2.2.2 用現(xiàn)場直接接取的水包油型原油乳化液開展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

在現(xiàn)場原油生產(chǎn)管匯，直接用100 mL脫水瓶接取80 mL含水率為72%的不含破乳劑的水包油型原油乳化液；在60 ℃水浴中預(yù)熱10 min；在每個(gè)脫水瓶中加入不同的破乳劑后，用木質(zhì)震蕩架震蕩20次；記錄每個(gè)脫水瓶中水包油型乳狀液的脫水情況。

從室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出：脫水效果最好的為BH-102，其次為BH-155， YFPG -660脫水效果最差。

表7 含水率為72%的水包油型原油乳狀液脫水實(shí)驗(yàn)Table 7 The dehydration of 72% water cut of oil in water emulsion

3 結(jié)果與討論

3.1 針對三種破乳劑分別開展現(xiàn)場試驗(yàn)

在渤海某油田分別開展了破乳劑BH-102、BH-155、YFPG-660的現(xiàn)場試驗(yàn)，現(xiàn)場試驗(yàn)表明BH-102使用效果最佳，其次為BH-155，YFPG-660脫水效果最差。

從各級分離器脫水量看：一級分離器脫水量大小分別為BH-102>BH-155>YFPG-660；二級脫水量大小分別為YFPG- 660>BH-155>BH-102。

表8 三種破乳劑現(xiàn)場試驗(yàn)期間各級分離器出口原油含水值數(shù)據(jù)表Table 8 The dehydration data of three demulsifiers in every dehydrator

3.2 原因分析

從現(xiàn)場實(shí)際取樣觀察看：一級分離器中主要為水包油型原油乳狀液，二級分離器中主要為油包水型原油乳狀液。在現(xiàn)場試驗(yàn)中，一級分離器中破乳劑脫水效果與其在水包油型原油乳狀液室內(nèi)實(shí)驗(yàn)效果一致；二級分離器中破乳劑脫水效果與其在油包水型原油乳狀液室內(nèi)實(shí)驗(yàn)效果一致。

分析原因?yàn)?，水包油型原油乳狀液，外相為水，水溶性越好的破乳劑在水包油型乳狀液中的分散越快，相對效果較好；油包水型原油乳狀液，油為外相，油溶性越好的破乳劑在油包水型乳狀液中分散越快，相對效果較好[6]。

4 結(jié) 論

由于渤海油田現(xiàn)場原油脫水設(shè)備均為多級脫水，針對不同脫水階段的原油，性質(zhì)不同。因此，針對水包油型原油乳狀液油田，在破乳劑的室內(nèi)篩選時(shí)，考察其針對油包水型乳狀液脫水效果的同時(shí)，應(yīng)兼顧考察其針對水包油型原油乳狀液的脫水效果。若兩破乳劑在油包水型乳狀液脫水實(shí)驗(yàn)中，效果相當(dāng)，則選擇在水包油型原油乳狀液實(shí)驗(yàn)中脫水效果較好的破乳劑。