泾河油田原油破乳剂的优选与复配

李凌川，徐文玺，刘延军

(1.中国石化华北油气分公司采油一厂，甘肃庆阳 745300；2.中国石化华北油气分公司采油气工程服务中心)

泾河油田原油破乳剂的优选与复配

李凌川1，徐文玺2，刘延军1

(1.中国石化华北油气分公司采油一厂，甘肃庆阳 745300；2.中国石化华北油气分公司采油气工程服务中心)

摘要：针对泾河油田原油密度大、非烃及沥青质含量高、脱水困难、破乳剂用量大等问题，测定了6种商品破乳剂对含水20%稠油的脱水效果。单剂破乳剂25-A和HL-1的脱水效果均优于其它破乳剂，破乳温度65 ℃、破乳剂浓度600 mg/L时的脱水率分别为65.6%和62.5%。复配破乳剂脱水效果明显优于单剂破乳剂，相同条件下，脱水率高出15.7%。通过破乳剂浓度和破乳温度等影响因素的分析得出，泾河油田原油的最佳破乳条件为：破乳剂浓度400 mg/L，复配比例2∶1，破乳温度80 ℃，沉降10 h后脱水率可达94.5%。

关键词：泾河油田；稠油脱水；破乳剂

泾河油田位于鄂尔多斯盆地西南部，主要开发层位为三叠系延长组长8油层组，储层平均孔隙度8.6%，平均渗透率0.34×10-3μm2，为典型的低孔、低渗油气藏[1-3]。原油成分中高碳类化合物、重质组分含量高，原油密度0.872～0.934 g/cm3，属中质油至重质油(稠油)，原油族组分见表1。稠油中胶质和沥青质含量较高，而这两种物质是一种天然乳化剂，极易吸附在油水界面形成黏稠厚膜，阻止水滴聚并，使其成为一种稳定的油包水型乳状液体系，导致稠油脱水十分困难[4-6]。目前泾河油田正处于开发初期，现场使用的破乳剂种类繁多，没有开展本地区原油破乳剂适用性实验研究，且受客观条件限制，原油脱水及销售均在各发油点进行，现场脱水工艺、设备比较简单，破乳剂加量浓度高达800～1 000 mg/L，个别井甚至超过1 600 mg/L，无形中增加了原油开发综合成本，也造成了资源的极大浪费。因此，针对本地区原油进行破乳剂优选与复配实验，合理控制破乳剂加量浓度，对于目前低油价时期油田的经济效益开发具有重要的现实意义。

表1　泾河油田17井区原油组分统计结果　　　%

1原油、破乳剂和实验仪器

实验所用原油取自泾河油田17井区，原油含水20%，胶质、沥青质含量38.25%，蜡质含量15.12%，黏度220 mPa·s(50 ℃)，凝固点25.4 ℃，原油密度0.92 g/cm3。

实验所用破乳剂：YT-100为长庆巨力化工厂生产；LZ-1、SHZ-20为濮阳绿洲公司生产；HL-1为陕西中和大地公司生产；HZ-218为濮阳惠众公司生产；25-A为胜利化工厂生产。

实验仪器：NDJ-5S旋转黏度计(370×325×280 mm)，上海沪粤明科学仪器有限公司；JJ-2型组织捣碎匀浆机(最大转速为8 000 r/min)，常州国华仪器厂；76-1型玻璃恒温水浴(300×300 mm)，上海标本模型厂。

2结果与分析

原油破乳脱水实验方法，按照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T521-2000《原油破乳剂使用性能检验方法(瓶试法)》进行[8]。

2.1原油乳化实验

将油样与水按体积比1∶1混合(共80 mL)装入100 mL具塞量筒内充分震荡后，置于65 ℃恒温水浴中，经12 h后观察，量筒中有3.5 mL水乳化到原油中，形成稳定的乳状液，这表明该地区原油具有较强的乳化能力。

2.2破乳剂单剂优选

模拟现场工艺条件，脱水温度为65℃，油量80 mL，破乳剂浓度600 mg/L，实验结果见表2，从中可以看出，单剂HL-1和25-A脱水速率较快，最终脱水率较高，脱出水相清洁度较好，油水界面清晰，对本地区具有代表性的17井区原油脱水性能均优于其它破乳剂，其中，25-A性能最佳，HL-1次之，因此，最终选用脱水率较高的25-A进行破乳剂复配实验。

表2　破乳剂单剂脱水率(65℃、600 mg/L)　　　　　　　　　　　　　%

2.3破乳剂复配实验

根据破乳剂单剂优选结果，考虑到本地区原油密度高、黏度大的特点，向单剂中添加增效剂DEA。DEA为有机小分子化合物，25-A与DEA按不同比例进行复配的破乳剂脱水实验结果见表3。从表3可以看出，DEA本身不具脱水功能，但与单剂25-A复配却可以显著提高25-A的脱水效果，当25-A与DEA复配比例为2∶1时，脱水速度快，最终脱水率高，沉降10 h后达到81.3%，且脱出水相清洁度较高，油水界面清晰。

表3　复配破乳剂对泾河原油不同沉降时间的脱水率(65 ℃)　　　　　　　　　%

2.4破乳剂浓度及破乳温度对脱水率的影响

破乳剂浓度和破乳温度是影响原油脱水效果的重要因素，为此，选用脱水效果较好的4号复配破乳剂进行实验。当破乳温度为65 ℃时，不同破乳剂加量对脱水效果的影响如图1所示；当破乳剂浓度为400 mg/L，不同破乳温度对脱水效果的影响如图2所示。

图1　破乳剂浓度对脱水率的影响情况

图2　破乳温度对脱水率的影响情况

从图1可以看出，当破乳剂浓度在100～400 mg/L时，脱水率随破乳剂浓度的增大而迅速增大，当破乳剂浓度大于400 mg/L后，脱水率增大不明显。这是由于随着破乳剂浓度的增大，破乳剂分子与乳状液分子在界面上的相互作用达到平衡，乳状液界面的厚膜强度逐渐减弱，水滴变得越来越容易

聚集，因此，脱水率逐渐增大，当破乳剂浓度增大到一定程度后，过量的破乳剂加入会使乳状液分子表面形成新的界面膜，阻碍水滴的聚集，因而脱水率增大幅度变小，甚至出现下降。

从图2可以看出，随着破乳温度的升高，脱水率随之增大。这是由于随着温度升高，原油黏度降低，油水密度差增大，分散液滴的热运动加快，乳状液体系的稳定性降低，这有利于水滴的聚集。当破乳剂浓度400 mg/L、破乳温度80 ℃时，沉降10 h后的脱水率可达94.5%，从能耗的角度考虑，80℃为复配破乳剂的最佳破乳温度。

3结论

(1)泾河油田原油黏度、密度大，非烃及沥青质含量高，极易形成稳定的油包水型乳状液体系，导致原油脱水困难。

(2)破乳剂单剂优选结果表明，HL-1和25-A脱水速率较快，最终脱水率较高，脱出水相清洁度较好，油水界面清晰。

(3)25-A与增效剂DEA复配比例为2∶1时，脱水速度快，最终脱水率高，沉降10h后可达到81.3%，且脱出水相清洁度较高，油水界面清晰，比25-A单剂脱水率高出15.7%。

(4)泾河油田原油的最佳破乳条件为：破乳剂浓度400 mg/L，复配比例2∶1、破乳温度80 ℃，沉降10 h后的脱水率可达94.5%。

参考文献

[1]刘伟华.泾河油田17井区原油黏度分布及成因分析[J].江汉石油职工大学学报，2014，27(4)：44-49.

[2]何自新.鄂尔多斯盆地演化与油气[M].北京：石油工业出版社，2003：95-104.

[3]杨华，刘显阳，张才利，等.鄂尔多斯盆地三叠系延长组低渗透岩性油藏主控因素及其分布规律[J].岩性油气藏，2007，19(3)：1-6.

[4]杨小莉，陆婉珍.有关原油乳状液稳定性的研究[J].油田化学，1998，15(1)：87-96.

[5]李美蓉，冯刚，娄来勇，等.原油破乳剂筛选及破乳效果研究[J].精细石油化工进展，2006，7(11)：14-18.

[6]刘佐才，高照连，梁亚斌.原油破乳剂的研究[J].北京理工大学学报，2002，22(6)：774-777.

编辑：刘洪树

文章编号：1673-8217(2016)01-0140-03

收稿日期：2015-09-15

作者简介：李凌川，硕士，1987年生，2013年毕业于中国石油大学(华东)油气田开发工程专业，现从事采油工程理论与技术研究。

中图分类号：TE357.43

文献标识码：A