南蘇丹1區(qū)原油破乳劑和反相破乳劑篩選評(píng)價(jià)及應(yīng)用

苑塔亮

(中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)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(qū)建有5個(gè)FPF站，來(lái)自各單井和OGM站的乳化原油在FPF站經(jīng)過(guò)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(qū)的CPF站做進(jìn)一步處理。原油從地層流出井筒，通過(guò)管線輸送到FPF站過(guò)程中，經(jīng)過(guò)管線彎頭和泵產(chǎn)生強(qiáng)烈剪切作用，會(huì)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(qū)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(gè)FPF站均有較好的破乳脫水效果、添加量低、反應(yīng)速度快，即脫出水中含油率低、破乳劑和反相破乳劑同時(shí)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(fèi)時(shí)，但因?yàn)樗脙x器簡(jiǎn)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(zhì)不同，生產(chǎn)工藝不同，在破乳劑篩選實(shí)驗(yàn)中一般都是以SY/T 5280-2018《原油破乳劑通用技術(shù)條件》規(guī)定的瓶試法基本步驟為主，根據(jù)油田現(xiàn)場(chǎng)工藝情況，對(duì)原油樣品采集、乳狀液制備、比色管振蕩方式、水質(zhì)分析方法等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整[3-5]，篩選出合適的破乳劑。

1 破乳劑篩選實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)方法

采用SY/T 5280-2018《原油破乳劑通用技術(shù)條件》規(guī)定的瓶試法，對(duì)原油破乳劑進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)軸向震蕩200次；（4）將比色管放入水浴中靜置沉降，開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄不同時(shí)間脫水量，油水界面和水質(zhì)情況。

破乳劑篩選實(shí)驗(yàn)加劑量均以油量計(jì)算，加劑量100mg/L，即 1L純?cè)椭屑?00mg破乳劑。

使用離心法[6]測(cè)量乳狀液含水量和脫水后原油含水量。

破乳劑樣品均為長(zhǎng)城鉆探工程有限公司鉆井液公司提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果

破乳劑GPF-1003、GPF-1009、GPF-1011和GPF-1012在添加量100 mg/L情況下，對(duì)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(jīng)測(cè)量，水中含油率高于1300mg/L，數(shù)據(jù)如表1和表2所示。

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

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

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，破乳劑GPF-1009、GPF-1011和GPF-1012脫出水水質(zhì)顏色相對(duì)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(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)方法

參考石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5797-1993 《水包油乳狀液破乳劑使用性能評(píng)定方法》[7]，使用FPF站未經(jīng)處理的含油水樣進(jìn)行篩選實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(zhì)情況。取比色管中上部水樣，使用分光光度計(jì)測(cè)量水中含油率[8]。

2.2 反相破乳劑篩選實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果

如表3所示，使用Manga 和Eltoor FPF兩個(gè)FPF站水樣進(jìn)行反相破乳劑初選實(shí)驗(yàn)，反相破乳劑GPF-1104、GPF-1105、GPF-1106、GPF-1107、GPF-1108等5個(gè)藥劑脫油率相對(duì)較好，用于下一步的精選實(shí)驗(yàn)。

表3 反相破乳劑初選實(shí)驗(yàn)記錄表

如表4所示，使用TomaSouth水樣對(duì)5個(gè)反相破乳劑進(jìn)行篩選實(shí)驗(yàn)， GPF-1108、GPF-1106、GPF-1107三種反相破乳劑水中含油率相對(duì)較低，脫油率較高，用于與甲方現(xiàn)場(chǎng)使用的反相破乳劑RSK1#、RSK2#進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

表4 反相破乳劑精選實(shí)驗(yàn)記錄表

使用Unity、Eltoor和Elnar三個(gè)FPF站水樣進(jìn)行反相破乳劑對(duì)比實(shí)驗(yàn)，在同樣條件下，反相破乳劑GPF-1106和GPF-1107脫油率與現(xiàn)場(chǎng)反相破乳劑相當(dāng)，具有良好除油能力。

表5 與現(xiàn)場(chǎng)反相破乳劑對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄表（振動(dòng)試管100次，靜置時(shí)間30min）

3 破乳劑與反相破乳劑配伍性實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)方法

使用優(yōu)選出的破乳劑GPF-1009、GPF-1011和GPF-1012，以及現(xiàn)場(chǎng)在用破乳劑SK-50與反相破乳劑GPF-1106、GPF-1107和RSK1#進(jìn)行配伍性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟基本同2.1，原油樣品準(zhǔn)備好之后，往比色管內(nèi)分別加入一定量稀釋后的破乳劑和反相破乳劑。

3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果

同時(shí)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(zhì)優(yōu)于不添加反相破乳劑的油樣，而脫水速度和脫水率相當(dāng)，數(shù)據(jù)如表6所示。說(shuō)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(zhì)。

表6 破乳劑和反相破乳劑配伍性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表(Manga油樣，實(shí)驗(yàn)溫度61℃)

反相破乳劑GPF-1106、GPF-1107與現(xiàn)場(chǎng)在用破乳劑SK-50共同使用時(shí)，脫出水水質(zhì)優(yōu)于不添加反相破乳劑的油樣，脫水速度和脫水率相同，說(shuō)明反相破乳劑GPF-1106、GPF-1107與現(xiàn)場(chǎng)在用破乳劑SK-50配伍性良好。

4 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選出破乳劑GPF-1009、GPF-1012對(duì)南蘇丹1區(qū)5個(gè)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(lián)合使用時(shí)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(zhì)量，脫出水中含油率下降明顯。反相破乳劑GPF-1106、GPF-1107與現(xiàn)場(chǎng)在用破乳劑SK-50配伍性良好，同時(shí)使用可以改善脫出水質(zhì)量。

在破乳劑篩選實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，改進(jìn)了高含水原油破乳劑篩選方法，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原油處理工藝要求，將選出的破乳劑與反相破乳劑進(jìn)行復(fù)配實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)是成功的，能滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝要求，有一定工業(yè)應(yīng)用借鑒意義。