探析破乳劑在油田組合裝置中的應(yīng)用

王軍紅 （延長油田股份有限公司永寧采油廠 陜西 延安 717500）

朱麗 羅丹 （延長油田股份有限公司西區(qū)采油廠 陜西 延安 717500）

引言：

油田作業(yè)開采中，原油含水是一個(gè)十分普遍的現(xiàn)象，但如不能有效的脫水，其危害也是十分嚴(yán)重的。開采過程中，原油和水同時(shí)從地層中經(jīng)油管流向地面，并最終經(jīng)管道輸送到儲油罐。這一過程中，油水混合液在流過噴油嘴、閥門、彎頭、管道等地方時(shí)，均受到劇烈的機(jī)械剪切力而形成乳狀液。用抽油機(jī)開采時(shí)，抽油機(jī)活塞的剪切更加劇烈，更易形成乳狀液。對于化學(xué)方式采油，加入的表面活性劑與原油中的酸性化合物形成的表面活性物質(zhì)具有較強(qiáng)的界面活性，可明顯降低油水界面張力，使原油與水在油層內(nèi)流動過程中形成乳狀液。正是這類在原油開采過程中形成的復(fù)雜的較穩(wěn)定乳狀液，成為了原油破乳脫水的最大問題，為了打破這種穩(wěn)定性，有效的去除乳化液中的水滴，加入破乳劑便成為了最有效的方法。

隨著近年來油田開采技術(shù)的逐漸發(fā)展與成熟，各大油田企業(yè)紛紛采用較為先進(jìn)的組合油氣處理裝置，通過這一組合工藝，一方面可以有效簡化工藝流程，降低工程投資；另一方面可以有效整合原油開采的多道工序，提高開采效率，控制運(yùn)行成本。但也正是這些先進(jìn)的組合裝置，對破乳劑提出了更高的要求。例如：組合裝置的運(yùn)行效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)裝置，這就意味著破乳劑與油水混合液的接觸時(shí)間更短，因此快速破乳，減少破乳的處理周期便成為了破乳劑的首要要求；另外，為了節(jié)約能源，降低能耗，低溫破乳已逐漸成為主流；更強(qiáng)的適應(yīng)性，克服破乳劑專一性強(qiáng)的缺點(diǎn)以適應(yīng)不同地域不同性質(zhì)的原油破乳等。

一、破乳劑的定義以及破乳機(jī)理

破乳劑是一種表面活性物質(zhì)，其具有很強(qiáng)的活性，它能迫使原油乳化液界面膜強(qiáng)度減弱或破裂使水珠相撞、接觸并相結(jié)合，從而從原油中通過沉降等方式分離出來。目前，油田中應(yīng)用較多的破乳劑，按照破乳機(jī)理來劃分，共分為正相吸附作用、反相乳化作用、反離子作用和“潤濕”與“滲透”作用四種。其中：

正向吸附作用主要指通過破乳劑強(qiáng)的表面活性特點(diǎn)，使其聚集在乳化液的水界面上，從而最大限度的降低界面的自由能，使水滴可以較容易的脫離油包水型的界面膜實(shí)現(xiàn)破乳。當(dāng)把乳化液加入到含水的原油中時(shí)，油水界面張力降低，表面自由能下降，油膜內(nèi)的小水珠就會極容易的從油包水的界面膜中脫離，最終合并成大的水珠沉降分離出來；

反相乳化作用主要是針對油包水類型的乳化液，這類乳化液主要是原油中的環(huán)烷酸、瀝青質(zhì)等憎水乳化劑形成的，采用親水性破乳劑，變油包水為水包油，借助轉(zhuǎn)化過程以及水包油型乳化液的不穩(wěn)定性來實(shí)現(xiàn)破乳；

反離子作用是通過改變?nèi)榛褐蟹稚⑾嗟膸щ娦?，消除電荷，消除穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)破乳。在石油乳化劑中分散的水滴通常情況下帶負(fù)電并吸附乳化液中的正離子，因此迫使石油乳化液帶負(fù)電荷，從而形成均勻穩(wěn)定的分散相。針對這種情況，通過加入電解質(zhì)，迫使其中的正負(fù)電荷相互中和，從而達(dá)到破乳的效果；

“潤濕”與“滲透”作用是借助表面活性劑的超強(qiáng)潤濕滲透作用，透過油包水界面與水結(jié)合，達(dá)到分離沉降，破乳的效果。

二、傳統(tǒng)破乳劑組合裝置工藝中所存在的問題

以某油田安裝的低滲透油田原油采出液處理組合裝置為例。該裝置整合了油氣的分離、沉降、加熱、脫水、緩沖五部分。在開采過程中，原油混合液首先進(jìn)入組合裝置上部的油氣初分離室進(jìn)行初分離，氣體在經(jīng)過捕霧器捕霧后輸出，分離后的混合液進(jìn)入火筒罩降壓減速，一方面繼續(xù)油氣分離，一方面在經(jīng)過火筒下部時(shí)進(jìn)行水洗沉降分離，然后再經(jīng)過火筒煙管加熱后進(jìn)入電脫水段脫水，脫水后的凈化油落入緩沖室，最后流入導(dǎo)油管，污水則流入污水排管。老式的破乳劑在組合裝置中失去靈活性和穩(wěn)定性，使得電脫水段脫水效果欠佳，同時(shí)壓裂液的胍膠嚴(yán)重污染水處理設(shè)備。

三、新型破乳劑的開發(fā)探討

對于像上述類的組合裝置，為了有效改善其脫水效果的不理想，采用新型破乳劑。根據(jù)相關(guān)專家的研究以及相關(guān)文獻(xiàn)顯示，油性破乳劑在組合裝置中較水性破乳劑有較明顯的優(yōu)勢。其主要表現(xiàn)在：

（1）降低污染、節(jié)約成本。水性破乳劑在完成破乳任務(wù)后會和脫出的污水相溶最終排出，既浪費(fèi)破乳劑又污染水資源環(huán)境，而油性的破乳劑在脫水后可以進(jìn)行分離回收，重復(fù)利用。

（2）油性破乳劑對壓裂液方面影響較小。壓裂液化學(xué)物質(zhì)多為水溶性高聚物且電性復(fù)雜，若采用水性破乳劑，必會受到水性破乳劑的影響，從而相互干擾，影響效果，而油性破乳劑由于不容易水，與壓裂液接觸不多，則沒有這方面困擾。

（3）油性破乳劑適應(yīng)性更高。水性破乳劑的滲透性遠(yuǎn)低于油性破乳劑，無法完全進(jìn)入油包水乳化結(jié)構(gòu)中，而油性破乳劑的具有更強(qiáng)的滲透能力和表面活性，對原油的適應(yīng)性更強(qiáng)，具有光譜、高效、低劑量的優(yōu)點(diǎn)。

因此，對于開發(fā)新型破乳劑，以油性破乳劑為首選，并兼具考慮其對油田壓裂液方面的影響，開發(fā)出使用溫度更低、適應(yīng)性更廣、效率更高、破乳時(shí)間更短、毒性更小的新型破乳劑。

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