離心法在破乳劑評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

李湘山，魏 強(qiáng)，黃 孟，石華前

（中海油（天津）油田化工有限公司，天津 300452）

原油破乳劑評(píng)價(jià)一般參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5281-2000[1]中的瓶試法，該方法適用范圍較廣，一般通過(guò)調(diào)整乳狀液配制方法[2-4]，基本可以完成各種含水率原油破乳劑評(píng)價(jià)選型。但對(duì)于乳化嚴(yán)重、破乳難度大的原油，如新油田投產(chǎn)初期或新開井的原油，含水率一般小于40 %，同時(shí)產(chǎn)液含鉆采添加劑較多，比較容易形成穩(wěn)定的乳化液，采用瓶試法開展破乳劑評(píng)價(jià)一般存在脫水速率慢、界面不齊、破乳劑性能區(qū)分度不好等問(wèn)題，嚴(yán)重影響破乳劑評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，很難評(píng)選出滿足油田需求的破乳劑產(chǎn)品。

南海某油田2014 年投產(chǎn)，投產(chǎn)以來(lái)，含水率從5 %以下逐步上升至35 %左右，但一直存在明顯的乳化問(wèn)題，在用破乳劑BH-142A 效果一般，應(yīng)用期間生產(chǎn)分離器存在明顯的乳化層，需定期將乳化層切掉，才能勉強(qiáng)滿足生產(chǎn)需求。

目前，針對(duì)高含水油田破乳劑[5，6]研究很多，針對(duì)低含水、乳化問(wèn)題嚴(yán)重的破乳劑研究相對(duì)較少，因此，本研究的主要目的就是為解決瓶試法在低含水、乳化問(wèn)題嚴(yán)重原油破乳劑評(píng)價(jià)過(guò)程中的局限性，通過(guò)采用“瓶試法+離心法”[7]，評(píng)價(jià)出破乳性能優(yōu)良的破乳劑，解決該油田存在的乳化問(wèn)題，滿足油田生產(chǎn)需求。

1 實(shí)驗(yàn)材料及方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

羅賓遜872A 防爆離心機(jī)及配套100 mL 刻度脫水瓶，美國(guó)Robinson 公司；搖架，定制，2 排每排6 格，配合脫水瓶使用；Julabo TW8 恒溫水浴槽，德國(guó)Julabo公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)藥品

破乳劑BH-29/HYP-105/YFPG-364/BH-142A/YHPW-717/YHPW-785，分別為脂肪胺/烷基酚醛樹脂/烷基酚醛樹脂/多元醇/酚胺樹脂型聚醚破乳劑的單劑和復(fù)配劑，均為公司自產(chǎn)且應(yīng)用效果較好的產(chǎn)品。破乳劑DMO 46X，美國(guó)貝克休斯公司產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)用油，生產(chǎn)管匯未加破乳劑混合原油。航煤，為平臺(tái)直升飛機(jī)用油。

1.3 破乳劑評(píng)價(jià)方法-瓶試法

評(píng)價(jià)方法參照SY/T 5281-2000 標(biāo)準(zhǔn)，采用瓶試法，考慮到該油田原油乳狀液非常穩(wěn)定，原油乳狀液直接從生產(chǎn)管匯取樣，不再額外乳化，主要步驟為：在裝有實(shí)驗(yàn)用油的脫水瓶中加入規(guī)定濃度的破乳劑，用搖架乳化混合規(guī)定次數(shù)，然后置于規(guī)定溫度的恒溫水浴中，記錄210 min 內(nèi)不同時(shí)間脫出水的體積，并觀察脫出水水質(zhì)和油水界面狀況。

1.4 BS&W 測(cè)定方法

油田BS&W 測(cè)定采用離心法，參照GB/T 6533-2012[8]，結(jié)合油田生產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行了調(diào)整，主要步驟為：在100 mL 刻度脫水瓶加入50 mL 航煤，取50 mL 現(xiàn)場(chǎng)油水樣，滴入2 滴萬(wàn)能破乳劑DMO 46X，混合均勻，置于離心機(jī)，在2 000 r/min 條件下離心10 min，離心后分為四層，分別是油層、中間層（乳化層）、水層和沉積物層，通過(guò)讀取每層體積數(shù)據(jù)，可計(jì)算出含水率、乳化物含量和沉積物含量。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 原油的乳化問(wèn)題

該油田原油含水為35 %，但乳狀液非常穩(wěn)定，室溫靜置一周都不會(huì)發(fā)生明顯的油水分離。按平臺(tái)BS&W 測(cè)定方法，離心后分離得到的自由水只有3 %～7 %，乳化物則高達(dá)45 %～53 %，表明該油田原油乳狀液破乳難度大，對(duì)破乳劑的破乳能力要求高（見(jiàn)表1、圖1）。

圖1 生產(chǎn)管匯油水樣BS&W 測(cè)定結(jié)果-離心法

2.2 瓶試法的局限性

按瓶試法完成的破乳劑評(píng)價(jià)結(jié)果（見(jiàn)表2），在用破乳劑BH-142A 效果較好，但BH-142A 終脫水量只有1.5 mL（相當(dāng)于終脫水率5.4 %）；且破乳劑YFPG-364、YHPW-717、YHPW-785 和BH-142A 脫水?dāng)?shù)據(jù)差別小，破乳劑的破乳能力區(qū)分度不足，不利于有效評(píng)估破乳劑的性能。在用破乳劑BH-142A 應(yīng)用期間平臺(tái)生產(chǎn)分離器存在明顯的乳化層，需定期將乳化層切掉，才能勉強(qiáng)滿足生產(chǎn)需求；油輪這邊也需要靠強(qiáng)電場(chǎng)的電脫水來(lái)實(shí)現(xiàn)下艙原油合格。破乳劑BH-142A 實(shí)際應(yīng)用效果也表明其破乳能力不足，瓶試法的結(jié)果可靠性不夠（見(jiàn)圖2）。

從表2 和圖2 可以看出，由于該油田存在乳化嚴(yán)重問(wèn)題，采用瓶試法開展破乳劑評(píng)價(jià)存在脫水速率慢、破乳劑性能區(qū)分度不好問(wèn)題，影響破乳劑評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，很難評(píng)選出滿足油田需求的破乳劑產(chǎn)品。

表1 生產(chǎn)管匯油水樣BS&W 測(cè)定結(jié)果-離心法

圖2 不同破乳劑脫水效果圖-瓶試法

2.3 瓶試法+離心法

針對(duì)該油田乳化嚴(yán)重問(wèn)題以及瓶試法的局限性，通過(guò)引入“強(qiáng)化油水分離”離心法開展破乳劑室內(nèi)評(píng)價(jià)，主要步驟為：評(píng)價(jià)前期按瓶試法開展，脫水時(shí)間為10 min 時(shí)將脫水瓶從恒溫水浴中取出置于離心機(jī)，在2 000 r/min 條件下離心10 min，然后取出脫水瓶進(jìn)行讀數(shù)并拍照（見(jiàn)圖3）。

評(píng)價(jià)結(jié)果（見(jiàn)表3），在用破乳劑BH-142A 效果一般，終脫水量為17 mL（相當(dāng)于終脫水率為60.7 %），但乳化物仍有18 mL。破乳劑YFPG-364 效果最佳，終脫水量達(dá)26 mL（終脫水率達(dá)92.9 %），而且乳化物只有3 mL，破乳脫水效果明顯優(yōu)于在用破乳劑BH-142A；破乳劑YHPW-717 效果最差，終脫水量?jī)H5.7 mL（終脫水率達(dá)20.3 %），同時(shí)乳化物高達(dá)36.3 mL。

從表3 和圖3 可以看出，通過(guò)采用“瓶試法+離心法”，破乳能力區(qū)分度明顯提升，有利于區(qū)分破乳劑性能，同時(shí)優(yōu)選出的破乳劑YFPG-364 終脫水率最高達(dá)到92.9 %，有希望能夠滿足該油田破乳需求。

表3 不同破乳劑脫水效果-瓶試法+離心法

圖3 不同破乳劑脫水效果圖-瓶試法+離心法

圖4 破乳劑YFPG-364 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果

2.4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

為解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，考察藥劑效果，驗(yàn)證“瓶試法+離心法”評(píng)價(jià)結(jié)果的有效性，破乳劑YFPG-364 在該油田現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)期間，破乳劑濃度、生產(chǎn)分離器油出口原油水含量、乳化物含量變化情況（見(jiàn)圖4）。

10 月13 日至10 月21 日為在用破乳劑BH-142A（濃度100 mg/L，基于產(chǎn)油），生產(chǎn)分離器油出口水含量均值為8.6 %，乳化物含量均值為24.6 %。從圖4 中可以看出，10 月22 日破乳劑YFPG-364 切入并穩(wěn)定加注后，在80 mg/L 濃度下，生產(chǎn)分離器油出口水含量均值從8.6 %降低到了3.6 %，乳化物含量均值從24.6 %降至8.0 %。在破乳劑濃度降低20 mg/L 條件下，生產(chǎn)分離器油相出口原油水含量和乳化物含量的明顯下降，表明破乳劑YFPG-364 破乳效果明顯優(yōu)于在用破乳劑BH-142A，生產(chǎn)分離器油水處理效果大幅提升。

目前，破乳劑YFPG-364 已經(jīng)在該油田成功應(yīng)用，效果良好，乳化層得到有效控制，油田生產(chǎn)平穩(wěn)。

3 結(jié)論

（1）對(duì)于乳化嚴(yán)重的原油，采用瓶試法開展破乳劑評(píng)價(jià)一般存在脫水速率慢、界面不齊、破乳劑性能區(qū)分度不好等問(wèn)題。按瓶試法選出的破乳劑BH-142A 效果差，生產(chǎn)分離器存在明顯的乳化層。

（2）通過(guò)采用“瓶試法+離心法”，評(píng)價(jià)出破乳性能優(yōu)良的破乳劑YFPG-364。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，破乳劑YFPG-364 效果明顯優(yōu)于破乳劑BH-142A，在濃度降低20 mg/L 的條件下，生產(chǎn)分離器油出口原油乳化物含量均值從24.6 %降至8.0 %，表明“瓶試法+離心法”可用于乳化嚴(yán)重的原油破乳劑評(píng)價(jià)。