涇河油田原油破乳劑的優選與復配

李凌川，徐文璽，劉延軍

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

涇河油田原油破乳劑的優選與復配

李凌川1，徐文璽2，劉延軍1

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

摘要：針對涇河油田原油密度大、非烴及瀝青質含量高、脫水困難、破乳劑用量大等問題，測定了6種商品破乳劑對含水20%稠油的脫水效果。單劑破乳劑25-A和HL-1的脫水效果均優于其它破乳劑，破乳溫度65 ℃、破乳劑濃度600 mg/L時的脫水率分別為65.6%和62.5%。復配破乳劑脫水效果明顯優于單劑破乳劑，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，復配比例2∶1，破乳溫度80 ℃，沉降10 h后脫水率可達94.5%。

關鍵詞：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，主要開發層位為三疊系延長組長8油層組，儲層平均孔隙度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、重質組分含量高，原油密度0.872～0.934 g/cm3，屬中質油至重質油(稠油)，原油族組分見表1。稠油中膠質和瀝青質含量較高，而這兩種物質是一種天然乳化劑，極易吸附在油水界面形成黏稠厚膜，阻止水滴聚并，使其成為一種穩定的油包水型乳狀液體系，導致稠油脫水十分困難[4-6]。目前涇河油田正處于開發初期，現場使用的破乳劑種類繁多，沒有開展本地區原油破乳劑適用性實驗研究，且受客觀條件限制，原油脫水及銷售均在各發油點進行，現場脫水工藝、設備比較簡單，破乳劑加量濃度高達800～1 000 mg/L，個別井甚至超過1 600 mg/L，無形中增加了原油開發綜合成本，也造成了資源的極大浪費。因此，針對本地區原油進行破乳劑優選與復配實驗，合理控制破乳劑加量濃度，對于目前低油價時期油田的經濟效益開發具有重要的現實意義。

表1　涇河油田17井區原油組分統計結果　　　%

1原油、破乳劑和實驗儀器

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

實驗所用破乳劑：YT-100為長慶巨力化工廠生產；LZ-1、SHZ-20為濮陽綠洲公司生產；HL-1為陜西中和大地公司生產；HZ-218為濮陽惠眾公司生產；25-A為勝利化工廠生產。

實驗儀器：NDJ-5S旋轉黏度計(370×325×280 mm)，上海滬粵明科學儀器有限公司；JJ-2型組織搗碎勻漿機(最大轉速為8 000 r/min)，常州國華儀器廠；76-1型玻璃恒溫水浴(300×300 mm)，上海標本模型廠。

2結果與分析

原油破乳脫水實驗方法，按照中華人民共和國石油天然氣行業標準SY/T521-2000《原油破乳劑使用性能檢驗方法(瓶試法)》進行[8]。

2.1原油乳化實驗

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

2.2破乳劑單劑優選

模擬現場工藝條件，脫水溫度為65℃，油量80 mL，破乳劑濃度600 mg/L，實驗結果見表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，對本地區具有代表性的17井區原油脫水性能均優于其它破乳劑，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進行破乳劑復配實驗。

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

2.3破乳劑復配實驗

根據破乳劑單劑優選結果，考慮到本地區原油密度高、黏度大的特點，向單劑中添加增效劑DEA。DEA為有機小分子化合物，25-A與DEA按不同比例進行復配的破乳劑脫水實驗結果見表3。從表3可以看出，DEA本身不具脫水功能，但與單劑25-A復配卻可以顯著提高25-A的脫水效果，當25-A與DEA復配比例為2∶1時，脫水速度快，最終脫水率高，沉降10 h后達到81.3%，且脫出水相清潔度較高，油水界面清晰。

表3　復配破乳劑對涇河原油不同沉降時間的脫水率(65 ℃)　　　　　　　　　%

2.4破乳劑濃度及破乳溫度對脫水率的影響

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號復配破乳劑進行實驗。當破乳溫度為65 ℃時，不同破乳劑加量對脫水效果的影響如圖1所示；當破乳劑濃度為400 mg/L，不同破乳溫度對脫水效果的影響如圖2所示。

圖1　破乳劑濃度對脫水率的影響情況

圖2　破乳溫度對脫水率的影響情況

從圖1可以看出，當破乳劑濃度在100～400 mg/L時，脫水率隨破乳劑濃度的增大而迅速增大，當破乳劑濃度大于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到平衡，乳狀液界面的厚膜強度逐漸減弱，水滴變得越來越容易

聚集，因此，脫水率逐漸增大，當破乳劑濃度增大到一定程度后，過量的破乳劑加入會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，分散液滴的熱運動加快，乳狀液體系的穩定性降低，這有利于水滴的聚集。當破乳劑濃度400 mg/L、破乳溫度80 ℃時，沉降10 h后的脫水率可達94.5%，從能耗的角度考慮，80℃為復配破乳劑的最佳破乳溫度。

3結論

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

(2)破乳劑單劑優選結果表明，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復配比例為2∶1時，脫水速度快，最終脫水率高，沉降10h后可達到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，復配比例2∶1、破乳溫度80 ℃，沉降10 h后的脫水率可達94.5%。

參考文獻

[1]劉偉華.涇河油田17井區原油黏度分布及成因分析[J].江漢石油職工大學學報，2014，27(4)：44-49.

[2]何自新.鄂爾多斯盆地演化與油氣[M].北京：石油工業出版社，2003：95-104.

[3]楊華，劉顯陽，張才利，等.鄂爾多斯盆地三疊系延長組低滲透巖性油藏主控因素及其分布規律[J].巖性油氣藏，2007，19(3)：1-6.

[4]楊小莉，陸婉珍.有關原油乳狀液穩定性的研究[J].油田化學，1998，15(1)：87-96.

[5]李美蓉，馮剛，婁來勇，等.原油破乳劑篩選及破乳效果研究[J].精細石油化工進展，2006，7(11)：14-18.

[6]劉佐才，高照連，梁亞斌.原油破乳劑的研究[J].北京理工大學學報，2002，22(6)：774-777.

編輯：劉洪樹

文章編號：1673-8217(2016)01-0140-03

收稿日期：2015-09-15

作者簡介：李凌川，碩士，1987年生，2013年畢業于中國石油大學(華東)油氣田開發工程專業，現從事采油工程理論與技術研究。

中圖分類號：TE357.43

文獻標識碼：A