XJ油田稠油破乳劑復配及影響因素分析

劉春亮　劉彥麟　顏永玲　唐婧　彭喬松（.西南石油大學，四川　成都　60500；2.中石油西南管道蘭成渝輸油分公司，四川　成都　60000；.中石化西北油田分公司油氣營銷部，新疆　庫爾勒　84000）

XJ油田稠油破乳劑復配及影響因素分析

劉春亮1，2劉彥麟1顏永玲1唐婧1，2彭喬松3
（1.西南石油大學，四川成都610500；2.中石油西南管道蘭成渝輸油分公司，四川成都610000；3.中石化西北油田分公司油氣營銷部，新疆庫爾勒841000）

依據(jù)原油破乳劑性質(zhì)及復配原理，采用室內(nèi)瓶試法為XJ某區(qū)塊稠油篩選出性能較好的破乳劑。首先利用瓶試法從15種商業(yè)破乳劑中篩選出效果最好的3種破乳劑，再對篩選出的三種破乳單劑按照一定比例進行復配，從中篩選出復配效果最好的實驗組并加以分析，最后進行四因素三水平的正交試驗。通過實驗得出：當脫水溫度控制在75℃左右，恒臺雙峰2505與HG-41復配比例為1∶2，添加劑量為60mL/L，沉降時間為90min時效果最好。通過對實驗數(shù)據(jù)進行極差分析得出：脫水溫度對于脫水效果的影響最大，其次是復配比例，再次是沉降時間，最后是添加劑量。在實際應用時一定要分清主次，使脫水效果最好。

XJ某區(qū)塊；稠油；破乳劑；瓶試法；復配；正交

由于石油行業(yè)的競爭愈來愈激烈，破乳劑的質(zhì)量在不斷提高的同時，我們希望原油脫水的綜合成本能夠越低越好。破乳劑是一種表面活性劑，其破乳效果和原油組分、性質(zhì)有很大關(guān)系，所以要依照油田現(xiàn)場原油組分、性質(zhì)來選擇合適的破乳劑。稠油脫水作為油田中原油集輸過程的一個重要環(huán)節(jié)，與其他各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是密切相關(guān)的。伴隨石油工業(yè)的不斷發(fā)展，對于原油破乳劑的需求量越來越大，對于破乳劑的質(zhì)量要求越來越嚴格，一些普通的原油破乳劑已遠遠滿足不了油田生產(chǎn)的要求。故我們應該對原油破乳劑進行深入研究，爭取能夠研發(fā)出效率高、價格低且穩(wěn)定的原油破乳劑。對原油破乳劑的正確選擇和合理利用，不僅僅能夠使原油有效的破乳及脫水，還能節(jié)約大量的人力、物力和財力資源，所以原油破乳已經(jīng)迫在眉睫［1-2］。

1　實驗部分

1.1實驗儀器與試劑

實驗儀器包括：恒溫水浴鍋、電子天平、燒杯、玻璃棒、溫度計、量筒、比色管、移液管、洗耳球等。

實驗試劑包括：破乳劑、清水。實驗所用破乳劑見表1。

表1　實驗所用破乳劑

編號名稱編號名稱9 PFA-1231 13 REA-43 10 HE-1 14 BC-12H 11 PO-13 15 D-13 12 DF-1321

1.2實驗方法

加劑量（mL）5min 10min 30min 60min 90min最終出水量最終水色最終界面脫水率（%）恒臺雙峰1501 0.25 3 3.5 6.5 8 9 9清澈齊整72恒臺雙峰2505 0.25 3 4 6.5 9.5 10 10清澈齊整80 HG-41 0.2 6.5 7.5 8.5 9 10 10乳黃色齊整80空白對照組0 0 0 0 1 2 2乳黃色不齊整16

本實驗采用瓶試法［3］。首先，將制得的原油乳狀液分別倒入容量為25mL的幾個比色管中（具體數(shù)量根據(jù)實驗組數(shù)來定），然后將比色管全部放進溫度為70℃的恒溫水浴鍋中預熱30min左右，預熱完成之后就用移液管向每一個比色管中加入0.25mL的破乳劑［2］溶液，用手上下?lián)u200次（2min之內(nèi)完成）。搖勻之后將比色管再放入溫度為75℃的恒溫水浴中進行恒溫脫水，記錄5min、10min、30min、60min、90min的脫出水量，并記錄油水界面及脫出污水水色情況。

2　結(jié)果與討論

2.1單劑評價實驗結(jié)果

圖1　優(yōu)選破乳劑效果對比圖

根據(jù)上述的實驗數(shù)據(jù)以及對于實驗數(shù)據(jù)的分析可以得出：

（1）恒臺雙峰2505的脫水量大、污水水色清，但脫水速度不是最快，在所有破乳劑中效果最好；

（2）恒臺雙峰1501脫水量較大、污水水色比較清澈，效果次于恒臺雙峰2505；

（3）HG-41脫水速度快、脫水量較大，但污水水色較渾濁；

（4）其它破乳劑的破乳效果相對較差

圖2　單劑評價效果圖

2.2優(yōu)選單劑平行實驗

該實驗選用在破乳單劑評價實驗中脫水效果最好的破乳單劑恒臺雙峰2505。具體的實驗方法與單劑評價實驗相同。

圖3　單劑平行實驗對比圖

圖4　單劑平行實驗

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以得到：當恒臺雙峰2505的劑量在0.05mL左右最終脫水效果最好，不僅脫出污水顏色很清，脫水速度也沒有特別慢，且成本最低。當2505劑量大于0.05mL時脫水效果沒有得到的明顯提高。從表中還可以看出該破乳劑脫出污水水色都很清澈，且界面整齊。

2.3破乳劑復配實驗

該實驗我們采用了雙劑復配［4-5］和三劑復配兩種復配方式。對篩選出的3種效果相對較好的破乳單劑，按照一定比例進行雙劑復配實驗和三劑復配實驗，脫水溫度仍然取為75℃，實驗時間定為90min，具體的實驗步驟與單劑評價實驗步驟是相同的，實驗具體數(shù)據(jù)見下表。通過實驗結(jié)果，對比復配破乳與單劑破乳的效果，選出效果最好的破乳劑。

（1）三劑復配實驗

該實驗采用的三種破乳劑是根據(jù)單劑評價篩選出來的效果比較好的恒臺雙峰2505、恒臺雙峰1501和HG-41，分別按照恒臺雙峰2505：恒臺雙峰1501：HG-41的比例順序進行劑量的加注，實驗方法與單劑評價實驗方法相同，加劑配比表見表4。

表4　三劑復配劑量配比表

圖5　三劑復配效果圖

圖6　三劑復配折線圖

（2）雙劑復配實驗

該實驗采用恒臺雙峰2505和HG-41、恒臺雙峰2505和恒臺雙峰1501、恒臺雙峰1501和HG-41三種方案，實驗結(jié)果圖如下所示，實驗方法與單劑評價一樣。

圖7　2505與HG-41復配折線圖

圖8　2505與1501復配折線圖

圖9　1501與HG-41復配折線圖

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以得到以下的結(jié)論：

（1）恒臺雙峰2505與HG-41復配效果最好，脫水速度快且水色清；

（2）恒臺雙峰1501與HG-41復配效果不佳，水色很渾濁；

（3）恒臺雙峰2505與恒臺雙峰1501復配時脫水速度很慢，水色比較清澈。

2.4破乳劑正交實驗

本文正交實驗［6］采用的評價指標是原油脫水量（脫水率），該實驗考慮影響破乳劑脫水的四個因素分別為沉降時間、脫水溫度、添加劑量以及復配比例（該實驗選用2505和HG-41）。同時對每個實驗因素選擇三個水平，該實驗不考慮三個影響因素之間的交互作用，因此可以將這個因素隨機地分配在表格中的列中。具體實驗步驟與破乳單劑實驗步驟相同，實驗數(shù)據(jù)采用正交設(shè)計助手進行處理，實驗具體數(shù)據(jù)見數(shù)據(jù)分析表。通過分析實驗結(jié)果，達到優(yōu)化破乳條件的作用。

圖10　正交試驗效果圖

表5　因素與水平分配表

分析實驗數(shù)據(jù)可以得出：

（1）脫水溫度控制在75℃左右，2505和HG-41的復配比例為1:2，加破乳劑的量為20mL/L，沉降時間為90min時能達到良好脫水效果。

（2）通過對實驗數(shù)據(jù)進行極差分析，可以得出脫水溫度對于脫水效果的影響最大，其次是復配比例，然后是沉降時間，最后就是添加劑量。這個結(jié)論告訴我們，在實際應用時一定要分清主次，使脫水效果最好。

（3）復配后的破乳劑脫除污水清潔，油水界面齊整。

3　結(jié)語

（1）當利用恒臺雙峰2505和HG-41進行破乳劑復配實驗時，可以發(fā)現(xiàn)不僅脫水速度非?？?，污水水色也很清；用恒臺雙峰1501和HG-41進行復配時，脫水速度比較快，但是污水水色很渾濁；用恒臺雙峰2505和恒臺雙峰1501復配時，脫水速度和污水水色效果處于兩者之間。

（2）通過正交實驗可以得出，當破乳劑恒臺雙峰2505：HG-41的比例為1：2，脫水溫度控制在75℃，沉降的時間選擇90分鐘比較合適。

（3）通過對實驗數(shù)據(jù)進行極差分析，可以得出脫水溫度對于脫水效果的影響最大，其次是復配比例，然后是沉降時間，最后就是添加劑量。這個結(jié)論告訴我們，在實際應用時一定要分清主次，使脫水效果最好。

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