一種新型反相破乳劑的合成及其應用

涂云

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江524057）

油田開發進入后期時，采出液含水率會急劇上升，污水處理量大幅度增加。目前，海上油田大部分采油平臺都已進入高含水開發后期，油井采出液綜合含水率已超過90%，部分單井采出液綜合含水率已達到甚至超過95%。為了提高原油采收率，有些海上油田還實施了大規模注聚合物驅油技術。與油田開發初、中期的采出液相比，高含水開發期的采出液的性質發生了較大變化，油水分離的速度明顯變慢，乳化油含水率上升，污水含油量上升，采出液處理難度增大，采出液由以往的油包水(W/O)型乳狀液為主轉變為水包油(O/W)型乳狀液為主。目前使用的原油破乳劑主要以破油包水型乳狀液為主，在海上進行油水處理時往往會有加藥量大、破乳脫水困難、破乳時間長等問題。海上油田平臺由于處理時間短、空間有限，要求處理的時間更短，而且平臺采出液中的污水經處理后回注或者直接排海，這就對污水處理后水中含油(OIW)要求的更為嚴格。因此研制新型的針對水包油乳液的反相破乳劑對于海上平臺來說具有重要意義。

1 實驗合成

1.1 主要原料

單體：丙烯酸甲酯，乙二胺，環氧乙烷，環氧丙烷，催化劑；均為分析純，天津化學試劑廠生產。

1.2 反相破乳劑的合成

以乙二胺和丙烯酸甲酯為原料，合成星形大分子聚酰胺-胺中間體, 對端基進行季銨化改性，最后與環氧丙烷、環氧乙烷進行烷氧基化反應制備了一系列具有多分支結構的端基改性的反相破乳劑。

2 現場性能評價

2.1 產品性能評價標準

依據SY/T 0530-93 和SY/T 5797-93 以及SY/T 5329-94 的標準方法對產品的反相破乳性能進行檢測，本文采用南海某油田水包油乳液進行反相破乳實驗。

2.2 產品性能評價方法

南海某油田原有密度約為0.83g/cm3（20℃），其采出液的綜合含水率約為62.4%。取油田現場未受污染的綜合采出液作為本次實驗的樣品，均勻的將100mL 樣品加入到100mL 精確刻度瓶，放入恒溫水浴鍋加熱到特定的溫度，用微量移液槍分別向100mL 精確刻度瓶加注一定量的反向破乳劑樣品，蓋緊瓶蓋，按照標準SY/T 5797-93 的要求，平行震蕩刻度瓶200 次，放回水浴中，記錄不同時間點的脫水體積，待試驗瓶中的油水分離過程結束，記錄觀察結果。最后抽取100mL 精確刻度瓶中的下層水樣，用便攜式水中含油分析儀檢測水中含油質量濃度（mg/L）。

2.3 現場小試評價結果

將新型反相破乳劑與市面上同類型產品進行對比，驗證產品性能。選擇市面上三種反相破乳劑并將其重新編號為1#、2#、3#（其中1# 為當前現場日常使用產品），藥劑加注濃度為油田現場濃度20mL/L，實驗溫度為現場流程溫度55℃，設定的靜置時間為1min，5min，10min 和20min。首先考察油水分離效果，實驗結果參見表1。

表1 不同反相破乳劑油水分離對比試驗結果

表1 表明：同等加藥濃度下，新型反相破乳劑在靜置1min 時，已使實驗乳化液油水大量分離，靜置10min 時實驗乳化液油水分離已基本完成，且靜置后的油水界面清晰，各項指標均優于其它藥劑。

靜置30min 后，抽取2～5 號實驗瓶中下層水，與未加藥劑的現場水樣進行對比，并檢測水中含油質量濃度（mg/L），數據參見表2。

表2 不同反相破乳劑下層水質對比結果

表2 表明：靜置30min 后，新型反相破乳劑的效果最好，下層水質無色透亮，OIW 值相對其它藥劑最低，除油率最高。

2.4 現場大試評價結果

為了進一步驗證新型反相破乳劑的現場應用效果，準備新型反相破乳劑工業樣品到南海某油田現場進行現場中試。新型反相破乳劑代替現場清水劑加注在油水處理系統前端。試驗中連續取油田油水分離器、水力旋流器和氣浮選器生產水樣，使用現場水中含油分析儀檢測OIW 值，并根據檢測結果對新型反相破乳劑的注入量進行調整，試驗數據參見表3，試驗期間排海情況參見圖1 和圖2。

圖1 新型反相破乳劑加注濃度為20ppm 期間排海狀態

圖2 新型反相破乳劑加注濃度為17ppm 期間排海狀態

表3 南海某油田新型反相破乳劑現場大試OIW 平均值

現場大試結果表明，新型反相破乳劑在加藥量相同的條件下（20mg/L），油田現場各水相取樣點OIW 的平均值均好于現場在用藥劑；新型反相破乳劑加藥量為17mg/L 時，其處理效果與20mg/L的現場藥劑相似。新型反相破乳劑現場大試期間，排海水質良好，海面無明顯油膜。

3 結論

1）以乙二胺和丙烯酸甲酯為原料，通過聚酰胺-胺的合成、端基的改性制備了一種新型反相破乳劑。

2）在水包油乳液中，新型反相破乳劑能夠快速的分散至油水界面，具有脫水速度快，脫出水清澈的優點。

3）新型反相破乳劑與油田現場水處理設施配合使用后，處理后的水質好，且加注濃度低，有效降低了油田生產成本，減少了海洋環境污染。