袁肖肖（大港油田采油工藝研究院）

隨著灘海油田地區(qū)新井的不斷投產(chǎn)，聯(lián)合站的處理液量不斷增加，與2019年相比，處理量增加20%，處理壓力越來越大。由于各路來液的原油物性相差較大，目前的破乳劑已經(jīng)無法滿足原油外輸?shù)闹笜?biāo)要求。室內(nèi)對(duì)5種不同類型的破乳劑對(duì)灘海油田原油的破乳能力進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究[1]。

1 室內(nèi)破乳劑研究與評(píng)價(jià)

取三相分離器內(nèi)的來液新鮮原油，按照GB/T 6533—2012 《原油中水和沉淀物的測(cè)定（離心法）》測(cè)定來液原油含水率為28%，屬于中低含水原油。

依據(jù)SY/T 5281—2000原油破乳劑使用性能檢測(cè)方法（瓶試法），首先利用油田目前在用的5種破乳劑對(duì)聯(lián)合站來液原油進(jìn)行脫水實(shí)驗(yàn)。將100 mL來液原油倒入比色管至刻度線，按照聯(lián)合站的加藥溫度置于50 ℃恒溫水浴鍋中。預(yù)熱5 min后，以目前在用加藥濃度100 mg/L，向比色管中分別加入不同類型的破乳劑，振蕩100下后，再次置于50 ℃恒溫水浴中。觀察來液原油的脫水速度、水質(zhì)及油水界面情況，分別記錄15 min、30 min、60 min、90 min、120 min時(shí)的出水量，不同破乳劑的脫水情況見表1。

從上述脫水效果來看，2#和3#破乳劑的脫水效果優(yōu)于目前現(xiàn)場(chǎng)在用5#破乳劑，但是也未達(dá)到外輸原油的含水指標(biāo)。2#破乳劑前期脫水效果好，但120 min脫水效果不及3#破乳劑。3#破乳劑120 min脫水率高，但油水界面不清晰，乳化層嚴(yán)重。

表1 不同破乳劑的脫水情況

2#破乳劑為非離子聚醚型破乳劑，極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)在油水乳化層交替排列形成多點(diǎn)吸附，部分頂替油水界面的乳化劑分子，使界面吸附的分子排列松散，分子間相互作用不強(qiáng)，導(dǎo)致界面膜強(qiáng)度降低，進(jìn)而提高破乳效果，使得油水界面清晰[2-3]。

3#破乳劑為支鏈型破乳劑具有較好的潤(rùn)濕性和滲透性，到達(dá)油水界面更為迅速，油水界面占有表面積較大[4-5]，因而最終脫水率較高，但油水界面不清晰。

為了達(dá)到較好的脫水效果，室內(nèi)對(duì)2#和3#兩種破乳劑進(jìn)行復(fù)配。選取脫水溫度、破乳劑濃度和破乳劑復(fù)配比例3個(gè)影響原油脫水的重要因素，各因素對(duì)脫水率的影響見圖1。采用三因素、四水平的正交實(shí)驗(yàn)表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)[6]，三因素四水平正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2～表4。

圖1 各因素對(duì)脫水率的影響

表2 三因素四水平正交實(shí)驗(yàn)

從表3和表4可以看出，各因素對(duì)脫水率的影響程度順序?yàn)槊撍疁囟取?fù)配比例、加藥濃度。最佳脫水溫度為60 ℃，溫度過高將影響破乳劑的活性。隨著加藥濃度的增加，原油脫水率先升高后下降，最佳加藥濃度為100 mg/L，兩種破乳劑的最佳復(fù)配比例為1∶3，記該破乳劑為BH-7。在脫水溫度為60 ℃，加藥濃度為100 mg/L，BH-7破乳劑脫水率98.9%。

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 正交實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果

綜合考慮脫水率拐點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)工藝流程和破乳劑的成本因素，進(jìn)一步評(píng)價(jià)破乳劑BH-7的深度脫水能力[7]，采用離心法對(duì)脫水后的上層原油進(jìn)行含水和乳化液含量檢測(cè)[8-10]，BH-2破乳劑的深度脫水性能評(píng)價(jià)見表5。從結(jié)果可以看出，BH-2破乳劑脫水后原油含水小于1%，達(dá)到原油外輸要求。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2020年4月8日，BH-2破乳劑在聯(lián)合站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，破乳劑濃度加量在100～110 mg/L，三相分離器和沉降罐運(yùn)行溫度調(diào)整到60～65 ℃，破乳劑成本從8 164 元/t 降低到6 858元/t。一個(gè)月內(nèi)對(duì)外輸原油進(jìn)行抽樣檢測(cè)10次，現(xiàn)場(chǎng)外輸原油含水抽樣情況見表6。BH-2型與現(xiàn)場(chǎng)用破乳劑相比，破乳效果穩(wěn)定，破乳能力能夠滿足原油外輸要求，且成本較現(xiàn)場(chǎng)在用破乳劑節(jié)省16%，破乳劑用量從260 t/a節(jié)省到212 t/a，為灘海油田可綜合節(jié)約48萬(wàn)元/a。

表5 BH-2破乳劑的深度脫水性能評(píng)價(jià)

表6 現(xiàn)場(chǎng)外輸原油含水抽樣情況

3 結(jié)論

通過室內(nèi)破乳劑性能評(píng)價(jià)研究，2#和3#破乳劑對(duì)聯(lián)合站外輸原油破乳能力較好。通過正交實(shí)驗(yàn)和深度脫水能力評(píng)價(jià)，最終確定BH-2型破乳劑在脫水溫度60 ℃，加藥濃度100 mg/L時(shí)的脫水效果最好，能夠滿足外輸原油的含水指標(biāo)要求。BH-2型破乳劑現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果顯著，外輸原油含水0.7%以下，且性能穩(wěn)定，與現(xiàn)場(chǎng)在用藥劑相比，破乳的溫度從85 ℃降到60～65 ℃，藥劑成本降低16%。破乳劑用量從260 t/a節(jié)省到212 t/a，每年共節(jié)約48萬(wàn)元/a。