五里湾二区破乳剂性能优化及现场应用

章文荣，周春林，谯 夫，姬文钰，么丽媛

(1.长庆(宁夏)精细化工有限公司，宁夏银川 750200；2.中国石油长庆油田西安长庆化工集团研究所，陕西西安 710018)

油田开采进入二次采油、三次采油5段，注水驱油的普遍应用及蒸汽驱油、各种化学驱油等强化采油技术的广泛应用，采出液中含有部分水解的聚丙烯酰胺(PAM)、表面活性剂和碱，使得采出液由最初大量的水包油(W/O)和少量的油包水(O/W)转变为大量的油包水(O/W)和少量的水包油(W/O)型乳状液。通常，碱驱、表面活性剂驱、二元、三元复合驱与蒸汽驱产生的原油为O/W型乳状液。因此，随着油田三次采油规模的不断扩大，采出液中O/W型乳状液的油水分离问题日益严重。以往油田处理该乳状液，大多采取常规处理方法，但对三次采油采出液，尤其是含有表面活性剂的复合驱采出液的除油不大起作用。对于O/W型乳状液的破乳剂，阳离子反相破乳剂是重要的O/W型乳状液的破乳剂，其破乳机理是通过反相破乳剂所带正电荷中和油滴所带负电荷而除油[1-3]。

1 现场存在问题

采油三厂五里湾二区各站点均使用本公司YT-100破乳剂，在今年使用过程中，各站点频繁出现加药浓度高，脱水水质发黑的现象，这不仅增加了资金投入，而且严重影响油田生产(见表1)。

1.1 现场使用破乳剂的评价

根据《SY/T5280-2000原油破乳剂通用技术条件》对五里湾二区6个站点来油脱水率进行测定。

式中：V-试样的脱水率平均值，mL；V0-参比样的脱水率平均值，mL。

由表2、图1可以看出，目前该区块使用的破乳剂各站点加药浓度均高于预计值，各站点来油脱水率均小于标准规定的90%，破乳剂脱水后水质明显发黑，在现场使用过程中，不仅增加了生产成本，而且对原油日常生产、集输带来很大麻烦。

图1 现场破乳剂脱水效果

2 现场使用破乳剂性能改进及改进后室内评价

2.1 新型破乳剂室内筛选

通过对各采油厂现使用破乳剂的了解，各采油厂现使用破乳剂以常规体系为主，该区块现使用破乳剂也属于常规体系，常规体系破乳剂主要有启动速度快、脱水彻底的优点，但存在加药浓度高、脱水水质较差的缺点，而新体系破乳剂不仅启动速度快、脱水彻底而且加药浓度低、脱水水质好，因此对该区块现用破乳剂进行性能优化采取新体系。

表1 五里湾二区各站点现加药浓度

表2 现场使用破乳剂评价

该区块现用破乳剂主要由试剂A、试剂B、试剂C、试剂D、试剂E、水6种原料按比例构成，不满足现场使用条件，现对该区块原油重新进行破乳剂筛选，以达到现场使用要求。

2.1.1 油样的选取 为了使筛选结果尽量符合实际工况和工艺，原油选取应满足以下两点：首先要保证原油的新鲜性，原油乳状液的稳定性随着存放时间的延长而加剧，这就增加了原油破乳的难度，如果用这样的原油做破乳剂筛选实验，往往会错误的认为无法满足原油的脱水率而排除本具有很好脱水效果的破乳剂。其次要保证原油试样的代表性。采集油样根据现场实际工艺选取有代表性的几种油样按比例混合。该区块主要以长2、延9层位原油为主，因此选取南九转、3号转油点为取样点，所取原油试样按液量以21:2的比例混合。

2.1.2 油样的预处理 油样选取后，先在常温静置(一般10 min左右)，除去游离水，然后将油样在略低于现场脱水温度预热并在此温度静置10 min～30 min，再次去除游离水，得到油样，然后根据本次实验所需量依次向编好编号的具塞比色管倒入油样。

2.1.3 破乳剂筛选实验 调研取得了市场上不同型号类型的破乳剂及自产破乳剂，选取其干剂，依次编号(1、2、3、4、5、6)，按照现用通用配方配成破乳剂，根据《SY/T5280-2000原油破乳剂通用技术条件》进行破乳剂评价实验，实验加药量为120 mg/L、150 mg/L，温度45℃，实验油样为南九转、3号转油点混合油样(见表3)。

通过实验结果可以看出，6号干剂所配成的破乳剂与其他破乳剂相比，其破乳效果好，脱水水质清，因此，选取6号干剂为新破乳剂干剂。

干剂选定后，进行配方的确定，由于该作业区原油已经不适应常规体系破乳剂，在配方确定中以新体系为主，为了保障新配方下破乳剂各项指标达到合格标准，制定配方为：50%A+30%B+20%水；56%A+19%B+25%水；60%A+25%B+15%水；通过测定三种配方下破乳剂的黏度、闪点，最终确定配方为56%A+19%B+25%水(见表4)。

表3 破乳剂筛选评价结果

表4 三种配方下检验结果

2.2 优化后破乳剂性能研究

2.2.1 破乳剂加量与脱水率之间的关系 根据《SY/T5280-2000原油破乳剂通用技术条件》的步骤，考查破乳剂在不同浓度下的脱水率，实验结果(见表5、图2)。

通过实验结果可以看出，新型破乳剂的最佳加药浓度在 120 mg/L～150 mg/L。

2.2.2 温度对脱水率的影响 实际应用中，破乳剂的使用温度对其破乳效果的影响是一重要的技术指标，将直接影响生产的平稳运行。在120 mg/L加药浓度下，分别在10℃、20℃、35℃、38℃、40℃、42℃、45℃下测定其脱水率，实验结果(见表6、图3)。

通过实验可以看出，在温度达到40℃以后，新型破乳剂脱水率增长变缓，结合现场实际生产节能降本的需要，新型破乳剂的破乳温度确定为40℃。

图2 浓度与脱水率的关系

表5 新型破乳剂在不同浓度下评价结果

表6 新型破乳剂在不同温度下评价结果

图3 温度与脱水率的关系

2.2.3与其他助剂配伍性实验 油田生产中，为了能够达到生产目的需要使用不同的油田助剂，如杀菌剂、阻垢剂和絮凝剂等。如果存在同一体系中的油田助剂不配伍，将影响其作用的发挥(见表7)。

由实验结果知，在测试体系中加入阻垢剂、絮凝剂、杀菌剂对破乳剂的脱水效果没有影响，脱水率均达到90%以上。

3 现场应用

由于五里湾二区原油多属于长2、延9层位，为了缓解现场加药浓度高，脱水水质发黑问题，对现用破乳剂进行更换后，进行为期三个月的监测，现场加药浓度高，脱水水质发黑得以缓解，现场应用表明，该破乳剂具有良好的脱水效果(见表8、图4)。

通过表8可以看出，在新型破乳剂使用过程中，各站点加药浓度均有明显下降，加药浓度高的问题得以解决，在保障了生产正常运行的同时，又降低了生产成本。

新型破乳剂能有效的吸附原油中黑色杂质，使其聚沉到沉降罐底部，而以往使用的破乳剂只能进行油水脱离，油中小颗粒杂质漂浮在油水界面，阻碍水下沉，造成脱水水质发黑。对新型破乳剂在该区块使用进行多次监测，在新型破乳剂使用的情况下，该区块脱水水质发黑的问题也得以解决(见图5)。

通过多次脱水及净水效果的检测，现场使用的新型破乳剂在各站点脱水率均在93%以上，污水含油均小于150 mg/L，两项指标均达到规定标准。

通过本次实验及现场应用，本公司破乳剂成功将五里湾二区加药浓度从250 mg/L降低到170 mg/L，同时每吨产品可节约生产成本千余元，为公司提质增效长远发展奠定了基础。

表7 其他油田助剂对阻垢分散性能影响

表8 新型破乳剂与旧破乳剂加药浓度情况对比

图4 旧破乳剂与新型破乳剂加药浓度对比

图5 旧破乳剂与新型破乳剂脱水水质对比

参考文献：

［1］康万利，董喜贵.表面活性剂在油田中的应用［M］.北京：化学工业出版社，2005.

［2］中华人民共和国石油天然气行业标准.Q/SY/T5280-2000.原油破乳剂通用技术条件，2000.

［3］康万利，单希林，龙安厚，等.破乳剂对复合驱乳状液破乳机理研究［J］.高等学院化学学报，1999，20(5)：759-761.