三元復(fù)合驅(qū)采出液破乳效果影響因素

丁秀云 大慶油田采油二廠

三元復(fù)合驅(qū)采出液破乳效果影響因素

丁秀云 大慶油田采油二廠

為了進(jìn)一步掌握三元化學(xué)劑對破乳效果的影響程度，配制模擬采出液，三元采出液中三元化學(xué)劑含量中等階段，聚合物含量為493～691 mg/L，表活劑含量為50～70 mg/L，pH值為8.95～9.96，選取本實(shí)驗(yàn)三元化學(xué)劑的加量，根據(jù)現(xiàn)場采出液中聚合物和表活劑濃度的變化，隨時(shí)調(diào)整加破乳劑的量，使采出液處理油相含水和水相含油達(dá)標(biāo)。三元采出液化學(xué)劑含量中等階段，破乳劑用量在60～80 mg/L時(shí)，三元采出液即能得到滿意的處理效果。水溶性破乳劑析水率高于油溶性破乳劑析水率，水溶性破乳劑SR更適合三元復(fù)合驅(qū)采出液的處理。

三元復(fù)合驅(qū)；采出液；破乳；影響因素；濃度

三元復(fù)合驅(qū)采出液中殘留的堿、表活劑和聚合物導(dǎo)致油水乳化程度加大[1]，油水分離、油中含水、污水含油等問題將變得越來越復(fù)雜，給采出液的油水分離帶來了困難。為了進(jìn)一步掌握三元化學(xué)劑對破乳效果的影響程度，配制模擬采出液，三元采出液中三元化學(xué)劑含量中等階段，聚合物含量為493～691 mg/L，表活劑含量為50～70 mg/L，pH值為8.95～9.96，選取本實(shí)驗(yàn)三元化學(xué)劑的加量，根據(jù)現(xiàn)場采出液中聚合物和表活性劑濃度的變化，隨時(shí)調(diào)整加破乳劑的量，使采出液處理油相含水和水相含油達(dá)標(biāo)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

破乳劑：AE—01；聚合物：1 600萬分子量；堿：NaOH，分析純；表活劑：重烷基苯磺酸鹽，有效物含量50%；介質(zhì)：三元外輸原油，模擬鹽水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

在容量為500 mL的玻璃測試瓶中，加入120 g原油，280 g模擬鹽水，配制含水為70%的原油乳狀液，其中，加入的破乳劑濃度為100 mg/L，聚合物的濃度為600 mg/L，表活劑的濃度為60 mg/L，調(diào)pH值為9.5。此時(shí)，使用NaOH的濃度為600 mg/L，用均化儀在20 000 r/min的轉(zhuǎn)速下乳化5 min，在震蕩機(jī)上，頻率為240 r/min，震蕩4 min，置于水溫為40℃的水浴中，靜止120 min。分別按石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY5329—94測試方法，測定水相含油量，按照GB/T8929—1988測試方法，測油相含水量。

2 結(jié)果與討論

在堿（A）、表活劑（S）、聚合物（P）三種化學(xué)劑中，分析了其中一元、二元及三元組分對破乳效果的影響。

2.1 化學(xué)劑對油相含水處理效果的影響

模擬含水70%的原油采出液中，分別含有化學(xué)劑一元組分：堿（A），表活劑（S），聚合物（P）；二元組分：堿+表活劑（AS），堿+聚合物（AP），表活劑+聚合物（SP）；三元組分：堿+表活劑+聚合物（ASP）；未加驅(qū)油劑（O）作為空白對比。靜止120 min，測油相含水，化學(xué)劑對油相含水的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 化學(xué)劑對油相含水的影響

由圖1可知，三元化學(xué)劑不同組分，對油相含水影響程度不同，即：ASP＞SP＞AP＞P＞AS＞S＞A＞O。

由于聚合物的加入，使采出水黏度增大，增大了油珠聚并的難度，增強(qiáng)了油水界面膜的強(qiáng)度，使破乳脫水困難；表活劑的加入，使采出水中油珠的粒徑減小，液膜強(qiáng)度增大，使油珠的穩(wěn)定性增大，進(jìn)一步增大了破乳難度。

2.2 化學(xué)劑對水相含油處理效果的影響

模擬含水70%的原油采出液中，分別含有化學(xué)劑一元組分：堿（A），表活劑（S），聚合物（P）；二元組分：堿+表活劑（AS），堿+聚合物（AP），表活劑+聚合物（SP）；三元組分：堿+表活劑+聚合物（ASP）；未加驅(qū)油劑（O）作為空白對比。靜止120 min，測水相含油量，化學(xué)劑對水相含油量的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 化學(xué)劑對水相含油量的影響

由圖2可知，三元化學(xué)劑不同組分，對水相含油量影響程度不同，即ASP＞SP＞AS＞S＞AP＞P＞A＞O。

2.3 破乳劑濃度對ASP體系原油破乳效果的影響

將模擬含水70%的三元采出液，分裝于7個(gè)配方測試瓶中，加入破乳劑濃度分別為20、40、60、80、100、120和150 mg/L，靜止120 min，分別測油相含水和水相含油量，繪制曲線如圖3。

圖3 破乳劑濃度對ASP體系破乳效果的影響

由圖3可知，隨破乳劑濃度增大，油相含水降低，破乳劑濃度在60～80 mg/L時(shí)，即能得到滿意的效果。當(dāng)破乳劑濃度為150 mg/L時(shí)，油相含水降低并不明顯，水相含油量反而增大，破乳劑用量并不是越大越好，破乳劑終究也是表面活性劑，用量過大，會(huì)出現(xiàn)二次乳化的現(xiàn)象，破乳率反而下降。

2.4 破乳劑對ASP體系原油破乳的適應(yīng)性

選取油溶性破乳劑YR和水溶性破乳劑SR，現(xiàn)場介質(zhì)為三元來液，用原油均化儀高速攪拌5 min，配制含水70%的原油乳狀液，加破乳劑濃度為100 mg/L，分裝于比色管中，放置在溫度為40℃的恒溫水浴中，不同時(shí)間觀察出水量，計(jì)算析水率，結(jié)果如圖4所示。

圖4 不同類型破乳劑析水率

由圖4可知，水溶性破乳劑析水率高于油溶性破乳劑析水率。破乳劑的破乳能力體現(xiàn)在破乳劑分子向界面上的擴(kuò)散吸附成膜能力及對界面膜強(qiáng)度的影響，破乳劑與乳化劑分子形成的界面混合膜強(qiáng)度越弱，越有利于破乳[2]。水溶性破乳劑是通過取代界面乳化劑，破壞乳液界面膜，或改變界面層的潤濕性，產(chǎn)生界面非活性物質(zhì)而引起破乳。水溶性破乳劑在水中溶解速度快，有利于破乳聚結(jié)，提高了脫水速度，因此，水溶性破乳劑SR更適合三元復(fù)合驅(qū)采出液處理。

2.5 破乳劑對三元采出液主要化學(xué)劑的適應(yīng)性

選取水溶性破乳劑SR，配制含水為70%的原油乳狀液，根據(jù)采出水中聚合物（P）和表面活性劑(S)含量，確定破乳劑加量及混合后的靜止沉降時(shí)間，測油相含水和水相含油量，結(jié)果見表1。

表1 化學(xué)劑含量與破乳劑濃度的關(guān)系

由表1可知：當(dāng)采出液中聚合物濃度＜50 mg/L，表活劑濃度＜10 mg/L時(shí)，加破乳劑濃度為10～15 mg/L；當(dāng)聚合物濃度為50～400 mg/L，表活劑濃度10～40 mg/L時(shí)，加破乳劑濃度為25～30 mg/L；當(dāng)聚合物濃度400～700 mg/L，表活劑濃度40～70 mg/L時(shí)，加破乳劑濃度為60～70 mg/L；當(dāng)聚合物濃度大于700 mg/L，表活劑濃度大于70 mg/L時(shí)，加破乳劑濃度為75～100 mg/L，均達(dá)到合格指標(biāo)。

3 結(jié)論

（1）三元組分同時(shí)存在時(shí)，三者之間存在明顯的協(xié)同作用，影響程度均大于二元組分和一元組分化學(xué)劑，堿的影響程度較小，對油相含水的影響，聚合物大于表活劑；對水相含油的影響，表活劑大于聚合物。

（2）三元采出液化學(xué)劑含量中等階段，破乳劑用量在60～80mg/L時(shí)，三元采出液即能得到滿意的處理效果。

（3）水溶性破乳劑析水率高于油溶性破乳劑析水率，水溶性破乳劑SR更適合三元復(fù)合驅(qū)采出液的處理。

（4）加破乳劑的濃度，與采出液中聚合物和表活劑濃度有關(guān)，根據(jù)三元采出液中聚合物和表活劑濃度的變化，適當(dāng)調(diào)整破乳劑的加藥量。

[1]吳迪，孫福祥，孟祥春，等．大慶油田三元復(fù)合驅(qū)采出液的油水分離特性[J]．精細(xì)化工，2001，18（3）：86-88.

[2]康萬利，單希林．破乳劑對復(fù)合驅(qū)乳狀液的破乳機(jī)理研究[J]．高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào)，1999，20（5）：759-761.

（欄目主持楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.024