吐哈油田低温破乳剂的研究(刘长柱)

吐哈油田低温破乳剂JR-309的研究赵永刚1刘长柱2王桂杰1李健1（1冀东油田公司瑞丰化工公司河北唐海063200）（2渤海钻探定向井公司河北任丘062552）摘要：吐哈油田牛圈湖联合站现场使用的破乳剂已难以保证45℃原油脱水的要求，造成外输油含水偏高，三相分离器脱出污水含油超标等问题。针对牛圈湖联合站原油的特点，研究了一种新型低温高效破乳剂JR-309。并讨论了破乳剂用量和破乳温度对破乳效果的影响。室内及现场试验结果表明，45℃时应用破乳剂JR-309对牛圈湖联合站原油破乳脱水后，外输油含水小于1.5%，脱出污水含油小于500mg/L，现场试验取得了良好的效果。关键词：吐哈油田低温破乳剂室内评价现场试验原油破乳脱水是原油生产过程中必不可少的环节，破乳剂是油田集输系统中必不可少的油水分离药剂，使用破乳剂的化学脱水法是普遍采用的一种手段[1-3]。吐哈油田牛圈湖联合站于08年11月份投产运行，由于当地气温偏低，脱水温度只能保持在45℃左右，现场在用的破乳剂已经难以达到原油脱水的要求，造成外输油含水偏高，三相分离器分水含油超标等问题。因此，需要开发一种新型低温破乳剂来解决这一问题，经过我们认真细致的室内研究，最终研究评价出一种低温破乳剂JR-309，并在牛圈湖联合站进行了为期10天的破乳脱水现场试验，该破乳剂在不改变原脱水工艺流程的前提下，有效的解决了外输油含水偏高和三相分离器分水含油超标问题。1低温破乳剂JR-309的作用机理低温破乳剂JR309是一种是由多胺、多元醇和酚醛树酯为起始剂制备的含多个活泼基团的多支链型聚合物，整个分子结构呈放射状分布。低温破乳剂JR-309具有亲油亲水多向性，易于快速分散到油水乳状液界面，对油包水、水包油等乳状液具有很好的脱水效果；其中一个或少数几个分子即可形成胶束，在乳化物界面上发生顶替和胶溶作用[4]，引起原油破乳；其特点是水溶性好，用量少，脱水速度快，破乳性能强，残水低，脱出污水清，适应温度范围广。2室内研究室内评价实验用原油取自吐哈油田牛圈湖联合站，牛圈湖联合站原油物性为，密度：0.87g∙cm-3,粘度：21.0mPa∙s（50℃），含盐量：4.86mg∙L-1，凝点：10.0℃，含蜡量：14.56%，胶质：17.19%。2.1实验药品及仪器实验药剂：低温破乳剂JR309；常规系列破乳剂RF1#、RF2#。实验仪器：100mL磨口尖底具塞管若干个，HH-60数显恒温搅拌循环水箱及H-II自动混调器等。2.2实验方法2.2.1原油乳状液的制备将吐哈油田牛圈湖联合站取回的油水混合样静置分层，分离上层浮油和下层污水。在强烈搅拌下，按一定的油水比例（7：3）分多次把下层污水加入到上层浮油中，在5min内加完，继续搅拌5min，制成含水30%的油包水型乳状液，置于常温下待用。2.2.2脱水实验方法取定量制备好的含水30%的油包水型乳状液，加入到100mL磨口尖底具塞管中，置于45℃恒温水浴中，预热5min后加入定量的破乳剂，均匀手摇100次（左右手各50次），置于恒温水浴中2h。记录不同时间的脱水量，计算脱水率，观察水色及界面等情况。2.2.3脱水率的测定由不同时间段脱出水的体积来计算脱水率：脱水率（%）=mLmL//油中含水体积脱水水体积×100%2.3结果与讨论2.3.1不同破乳剂的破乳效果选出对牛圈湖联合站原油破乳效果较好的两种常规破乳剂，跟低温破乳剂JR-309进行破乳效果对比。取放置2h、含水30%的油包水型牛圈湖原油乳状液，破乳剂加量100mg/L，破乳温度定为现场温度45℃，考察了不同类型破乳剂的破乳效果，结果见下表1。表1不同破乳剂的破乳效果破乳剂不同时间脱水率/%污水颜色油水界面15min30min60min90min120minJR-3098.041.772.188.3100清齐RF1#2.113.631.743.965.5较清齐RF2#3.525.335.548.878.6较清齐从表1可以看出，在45℃条件下恒温120min后，常规破乳剂RF1#和RF2#对牛圈湖联合站原油的脱水率均低于80%；低温破乳剂JR-309的破乳效果优于常规破乳剂。低温破乳剂JR-309的破乳脱水效果最好，45℃恒温90min后，其脱水率可达到88.3%，120min后其脱水率可达100%，脱出污水清，且油水界面齐。表明JR-309对牛圈湖联合站原油具有很好的破乳效果。2.3.2破乳温度对破乳效果的影响选取JR-309破乳剂，其他条件不变，考察破乳温度对破乳剂破乳效果的影响，结果见表2。表2破乳温度对破乳效果的影响温度/℃不同时间脱水率/%污水颜色油水界面15min30min60min90min120min407.714.219.933.156.3较清齐458.241.773.588.3100清齐508.242.588.188.1100清齐557.745.293.696.8100清齐从表2看出，破乳剂JR-309破乳温度在40℃时，恒温120min后的脱水率仅有56.3%，在破乳温度达到45℃及以上时，恒温120min后，脱水率均可达到100%。说明破乳温度越高，脱水效果越好。破乳剂JR-309在45℃时就具有很好的脱水效果。2.3.3破乳剂加量对破乳效果的影响选取JR-309破乳剂，其他条件不变，脱水时间为120min，考察破乳剂加量对破乳效果的影响，结果见图1。0204060801005060708090100110破乳剂加量，mg/L脱水率，%图1破乳剂加量对破乳效果的影响从图1可以看出，随破乳剂加量增加，脱水率逐渐增大；加量在80mg/L时脱水率达到100%，然后随着破乳剂加量的增加，脱水率保持平稳。因此，破乳剂JR-309的加量以80mg/L为宜。3现场试验3.1原油破乳脱水工艺流程现场试验期间，牛圈湖联合站来液主要为单井串接来液与卸车原油，混合后进原油脱水系统，牛圈湖联合站原油破乳脱水简易流程见图2。图2牛圈湖联合站原油破乳脱水流程3.2试验方案JR-309低温破乳剂在现场试验期间，吐哈油田牛圈湖联合站处理液量约1000m3/d，根据室内试验结果及现场工艺流程，制定了现场试验方案，将现场试验分两个阶段进行，以保证牛圈湖联合站生产正常运行。第一阶段，为克服更换药剂带来的负面影响，适当提高药剂用量，加剂量为120mg/L，现场投加量为分油分水来液加热炉污水处理系统破乳剂三相分离器外输120kg。第二阶段，降低破乳剂加量至100mg/L，现场每天投加100kg，取得良好效果后进一步将破乳剂加量降至80mg/L，现场每天投加80kg。现场试验期间每两时跟踪检测一次外输油含水及三相分离器出水含油数据。3.3试验结果根据试验方案进行了破乳剂现场试验，录取试验数据见下表3。表3现场试验结果表明，当JR-309投入现场使用后，外输原油的含水率明显降低，且脱出污水含油量也大幅度降低。破乳剂JR-309加药浓度在120~80mg/L时，可使外输原油含水率降至1.5%以下，污水含油降至500mg/L以下。表3原油破乳剂现场脱水试验结果试验日期外输原油含水/%污水含油/mg·L-1备注2h4h2h4h2009.4.154.04.050004869现场药剂100mg/L2009.4.163.53.9604258002009.4.171.01.0352278投加JR-309120mg/L2009.4.180.90.74053322009.4.190.90.92884672009.4.200.91.1303365投加JR-309100mg/L2009.4.211.21.22964042009.4.221.11.03553872009.4.231.31.1369388投加JR-30980mg/L2009.4.241.01.33564022009.4.251.21.12963322009.4.261.21.03053424结论及建议（1）室内试验结果表明：低温破乳剂JR-309在温度为45℃、加药量为80mg/L条件下，脱水效果最佳，脱水率可达100%。（2）现场试验结果表明：JR-309低温破乳剂能够满足吐哈油田牛圈湖联合站原油破乳脱水的要求，脱水后外输油含水小于1.5%，污水含油在500mg/L以下。（3）吐哈油田牛圈湖联合站原油破乳温度应不低于45℃，JR-309破乳剂加药量一般为100mg/L。参考文献[1]张鸿江.油田原油脱水[M].北京:中国石油出版社,1990.[2]王彪.原油破乳剂研究新进展[J].油田化学,1994,11(3):266-272.[3]苑世领，徐桂英.原油破乳剂发展的概况[J].日用化学工业，2000,(1):36-39.[4]吴宗福，黄宏权，李永长等.一种新型低温高效破乳剂的研制与应用[J].江汉石油学院学报，2003，25(1):1-3.第一作者简介：赵永刚(1984.10-)，男，助理工程师，2007年毕业于西安石油大学应用化学专业，现从事集输化学药剂研究工作。电话：[phone]，手机：[phone]。邮箱：[e-mail]。