含壓裂液采出油乳化特性及破乳劑篩選研究

賀鳳云 呂雅楠 李伊蘭 梁霄 董靜

摘 要：油井大規模壓裂后，采出油中含有大量化學添加劑，使油水分離難度增大，若進入地面原油處理系統，將對聯合站油系統平穩運行造成沖擊。現有破乳劑不適應含壓裂采出油處理，為了保證生產正常平穩運行，對含壓裂液采出油的乳化特性，粒徑分布，Zeta電位值的測定以及破乳劑的篩選和復配進行了研究，最終確定了破乳劑PT6682B與PS-639-06按1∶3復配脫水效果最好。

關 鍵 詞：壓裂液；脫水；破乳劑；粒徑分布

中圖分類號：TE 357 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）04-0730-02

Abstract： After the large-scale fracturing of oil wells， produced oil contains large amounts of chemical additives what make the oil-water separation more difficult. If these additives enter into the ground crude oil treatment system， they will impact on the stable operation of the oil system in the united station. The existing emulsion breaker is not adapted for the treatment of produced oil containing fracturing fluid. In order to ensure the normal operation of production， emulsifying properties of produced oil containing fracturing fluid were studied as well as particle size distribution， determination of the potential value of Zeta， selection and compound of demulsifiers. Finally the most effective demulsifier was determined as follows： PT6682B and PS-639-06 in the combination of 1：3.

Key words： Fracturing fluid； Dehydration； Demulsifier； Particle size distribution

隨著油田生產中壓裂工藝的廣泛應用，油井作業過程中引入了大量的化學添加劑，這些添加劑會隨著采出油進入地面集輸系統，對采出油的破乳脫水造成不同程度的影響。如果壓裂廢液不能被較徹底破乳脫除，將對聯合站油系統平穩運行造成破壞，給油田正常生產帶來嚴重影響[1]，因此對含壓裂液采出油的乳化特性及破乳劑篩選等研究分析是十分必要的。

1 含壓裂液采出油乳化特性研究

1.1 乳化特性對比

將原油與返排液進行乳化，轉速1 500 r/min，剪切時間10 min，配制成壓裂液含量為40%的乳狀液，并且取未經壓裂的鄰井井口油樣，按上述相同乳化條件配制成乳狀液與壓裂井進行對比，用顯微鏡和顆粒圖像分析儀觀察乳化情況并分析[2]，結果如圖1-圖2及表1所示。

從顯微圖像可以看出，壓裂井比未壓裂井的水滴分布均勻且分散度高[3]，粒徑小；從顆粒分布對比表中可得：壓裂井乳狀液的體積平均粒徑，顆粒平均粒徑以及計算比表面積均小于未壓裂井乳狀液。

1.2 Zeta電位值對比

壓裂液中由于含有活性劑、聚合物、堿以及雜質等成分，使Zeta 電位值升高，現利用ZetaPALS電位儀測定含壓裂液的平12井的Zeta 電位值，測定結果見表2。

根據表2的測定結果，壓裂井采出液電位的絕對值高于普通水驅采出液，所以當采出液中含壓裂液時，Zeta電位的絕對值增大，乳狀液穩定性增強[4]，從而增加了采出液油水分離的難度。

2 破乳劑篩選

為了復配出適合含壓裂液采出油脫水的最佳破乳劑，需進行破乳劑初選，從14種破乳劑中篩選出3種效果較好的破乳劑進行復配。

取龍一聯“五合一”入口匯管油和壓裂井剛見油時的返排水，在溫度為45 ℃、轉速為2 000 r/min 、剪切時間為12 min 的條件下配制成含水率為40%的乳狀液[3]，倒入100 mL比色管中，加入濃度為100×10-6的破乳劑，然后平行搖動100次，倒入25 mL比色管中，在60 ℃水浴中恒溫加熱40 min[5]，記錄脫水情況如表2所示。

由上述實驗可以得到11號，12號和13號破乳劑破乳效果較好，其中11號破乳劑PS-639-06脫水量最多，其脫水率最高可達到95%，第二種為13號破乳劑，其脫水率為91%，第三種為12號破乳劑，其脫水率為88%。

3 破乳劑復配

根據上述21組實驗，從中選出5組效果較好的破乳劑，分別是PT6682C和PS-639-06按1∶1復配[6]，PT6682B和PS-639-06按1∶2復配，PT6682B和PS-639-06按1；3復配，PS-639-06和PT6682C按1∶3復配，PT6682B和PS-639-06按1∶4復配，將5組破乳劑進行對比分析，如圖3所示。由圖可知，PT6682B與PS-639-06按1∶3配比混合的破乳劑脫水效果最好。

4 結 論

（1）乳狀液中含壓裂液，水滴分布均勻且分散度高，粒徑小，乳化嚴重，油水兩相間界面膜厚，即界面強度大，不利于原油脫水；

（2）含壓裂液的乳狀液分散度高、界面張力低、且Zeta電位絕對值增大，乳狀液中水滴靜電斥力增大，同時增強了乳狀液穩定性，不利于油水分離；

（3）實驗篩選出三種效果較好的破乳劑進行復配，最終選出最佳破乳劑為PT6682B與PS-639-06按1∶3配比混合。

參考文獻：

[1]李蘭，楊旭，楊德敏.油氣田壓裂返排液治理技術研究現狀[J].環境工程，2011，8（4）：54-56.

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[3]李洋，雷群，劉衛東，等.原油乳狀液微觀組構剖析[J].科技導報， 2010，28（4）：88-92.

[4]康萬利，曹東青，劉延莉，等.固體顆粒穩定乳狀液研究進展[J].日用化學工業，2011，41（4）：281-284.

[5]李平，鄭曉宇，朱建民.原油乳狀液的穩定與破乳機理研究進展[J].精細化工，2001，18（2）：89-93.

[6]產圣，王中杰，陳國強，李輝. 原油破乳劑的篩選與工業應用[J]. 石油化工技術與經濟，2011（01）：54-57.