摘 要 : 

      原油株洲破乳劑是油田化學(xué)助劑中應(yīng)用較為廣泛的一種藥劑，其主要是通過破乳劑深入并黏附在乳化液滴的界面上，取代原乳化劑并破壞表面膜，將膜內(nèi)包覆的液滴釋放并使之聚結(jié)，通過重力影響使油相與水兩相發(fā)生分離。破乳劑通常在油田的轉(zhuǎn)油放水站以及聯(lián)合站使用，投加點(diǎn)一般為閥組間的綜合來液。但是聯(lián)合站油氣集輸系統(tǒng)處理時(shí)間較長，而且對外輸原油和污水的指標(biāo)要求非常高，因此有的聯(lián)合站會(huì)設(shè)置一到兩個(gè)甚至更多的破乳劑藥劑投加點(diǎn)。為保證整個(gè)油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，有時(shí)會(huì)在多個(gè)藥劑投加點(diǎn)同時(shí)投加不同種類類型的藥劑。

1  破乳劑作用

       油田地層中的油和水本身是分層的，二者受密度影響本身不會(huì)產(chǎn)生乳化液。但是在采油的過程中由于驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用，使得油相和水相形成了混合物，在沿著油管流動(dòng)的過程中受壓力的影響使得混合液中的伴生氣析出，因此間接對油水混合液進(jìn)行了攪動(dòng)作用,再加上油氣集輸過程中的設(shè)備例如脫水泵、離心泵管件等應(yīng)用下促成了乳狀液生成。

       另外一個(gè)易生成乳狀液的原因就是原油中所含有的天然乳化劑成分，例如瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、臘等有機(jī)物,在采油過程中較長的運(yùn)移時(shí)間下形成很多的內(nèi)相顆粒較小、分散度較高的乳狀液，水滴越小越分散，受到的重力也就越小，更不容易發(fā)生沉降作用。同時(shí)原油中的高分子有機(jī)物本身也有助于形成黏性和彈性較高的一種界面膜，這種機(jī)械強(qiáng)度較高的界面膜會(huì)使乳狀液穩(wěn)定性進(jìn)一步加強(qiáng)，這也是易生成 W/O 型乳狀液的主要原因，使得該類型介質(zhì)表現(xiàn)為親油性遠(yuǎn)大于親水性，因此為使原油含水能夠達(dá)標(biāo)從而更好地?zé)捴瞥善酚图跋嚓P(guān)制品，需要對采出液進(jìn)行深度破乳處理。

2  破乳劑在油田中轉(zhuǎn)站的應(yīng)用

       油田中轉(zhuǎn)站的油水分離設(shè)備多為三合一分離器進(jìn)行油、氣、水三相分離。分離出的水用于井口伴熱回?fù)交蛘咄廨斨料掠挝鬯幚碚?。未投加過破乳劑的來液，只能靠油水密度差進(jìn)行分離，油水分離效果差,分離時(shí)間長，常造成回?fù)剿蛘咄廨斘鬯蛧?yán)重超標(biāo)，不僅降低了原油的產(chǎn)量，同時(shí)還對下游污水處理造成了很大的難度。投加了破乳劑后，可以提高油水分離速度，間接提高脫后污水水質(zhì)，保證了原油產(chǎn)量的同時(shí)，減輕了下游污水站的處理負(fù)擔(dān)。由此可見，破乳劑在中轉(zhuǎn)站的應(yīng)用起著非常重要的作用，通過提高油水分離的能力來降低下游站的處理難度，同時(shí)也減輕了本站污水系統(tǒng)的處理負(fù)擔(dān)，從而延長采油廠的濾罐清理周期，為采油廠節(jié)省了運(yùn)營成本。

        隨著近些年來油田開采新技術(shù)的應(yīng)用，例如普通聚合物驅(qū)、抗鹽聚合物驅(qū)、三元驅(qū)等技術(shù)的應(yīng)用，使得油井采出液性質(zhì)發(fā)生了很大的變化，例如抗鹽聚合區(qū)驅(qū)油劑的使用使得驅(qū)替液具有較強(qiáng)的耐溫抗鹽效果，抗吸附能力較好，極大地提高了聚合物在地層中的黏度保留率，隨之而來的影響就是采出液性質(zhì)隨之發(fā)生了變化，使得中轉(zhuǎn)站以及聯(lián)合站的油水分離效果變差，采出液分離困難，增加了現(xiàn)場的沉降時(shí)間而且分離后的污水含油較高。此時(shí)則需要針對不同的介質(zhì)進(jìn)行專門的破乳劑配方選型從而達(dá)到使用效果。以大慶油田采油一廠一礦聚中115站為例，抗鹽聚合物的使用能有效降低聚合物的質(zhì)量濃度，使聚合物的黏度保留率得到提高。也因此加大了后期污水的處理難度該區(qū)塊于 2016年8月投抗鹽聚合物(型號(hào) HLX1200萬，HLX1600萬)，2017年3月轉(zhuǎn)入驅(qū)替階段，聚中115站在2017年5月之前一直使用常規(guī)水溶性破乳劑，因現(xiàn)場隨著抗鹽聚合物投入使用使得油水分離的難度越來越大，外輸污水含油一直在 700~1000mg/L 居高不下?，F(xiàn)場外輸水含聚濃度約為 500mg/L，黏度4.5.通過現(xiàn)場為期近四個(gè)月的現(xiàn)場藥劑配方調(diào)整實(shí)驗(yàn)摸索出了不同的藥劑作用效果的區(qū)別，如表1所示為現(xiàn)場連續(xù)四個(gè)月的試驗(yàn)數(shù)據(jù)跟蹤。

      通過表1中不用藥劑型號(hào)使用期間的數(shù)據(jù)的平均數(shù)值來看，LS-115A 型破乳劑的現(xiàn)場使用效果較好而且在7月14日到7月 20日期間外輸污水含油都已達(dá)到500mg/L 以下，基本達(dá)到了現(xiàn)場要求的分離沉降后的污水含油指標(biāo)。

      油田中轉(zhuǎn)站雖然對外輸原油的含水率指標(biāo)要求不高，但是其分離后的污水對整個(gè)油氣集輸系統(tǒng)影響較大，回?fù)降奈鬯苯佑绊懢诓沙鲆旱奶幚黼y度; 外輸污水的水質(zhì)好壞直接影響后續(xù)污水站處理能力。由此可見破乳劑在油田中轉(zhuǎn)站的應(yīng)用也相當(dāng)重要。

3  破乳劑在油田聯(lián)合站的應(yīng)用

      聯(lián)合站作為油田成品油和氣的生產(chǎn)基地，具有較完整的生產(chǎn)工藝，其中油田助劑的投加以破乳劑為主，部分聯(lián)合站還設(shè)有硫化物去除劑、凈水降黏劑、凈水劑等藥劑投加點(diǎn)。大部分中轉(zhuǎn)站都已經(jīng)投加過破乳類藥劑,因此聯(lián)合站的綜合來液一般含水都在95% 以上但是乳化油里面的含水一般都在 10% 左右，還需要通過進(jìn)一步的藥劑處理結(jié)合沉降工藝，最后通過電脫水器的電場作用下脫出 9.7%~9.8% 的水。

3.1  聯(lián)合站的破乳劑種類選擇

      由于聯(lián)合站的綜合來液已經(jīng)含有很多的水，因此對于這部分已經(jīng)藥劑處理過的介質(zhì)，實(shí)際上再次通過投加普通破

乳性能的水溶性藥劑進(jìn)行處理已經(jīng)很難體現(xiàn)出較好的破乳效果，有些情況甚至?xí)尸F(xiàn)出藥劑量投加過大反而形成乳化的現(xiàn)象，增加了油水分離的處理難度。這部分介質(zhì)大體上分成兩類，一類是以 W)O 型的乳化油，一類是 O/W 型的游離水，因此在聯(lián)合站綜合來液閥組間的藥劑投加，應(yīng)該選擇以側(cè)重這兩個(gè)方面性能的藥劑進(jìn)行投加，有針對性地選擇藥劑投加才能夠給后續(xù)介質(zhì)的處理減輕負(fù)擔(dān)。

3.1.1  反向型藥劑的選擇

      那么到底是選擇正向還是反向破乳劑取決于現(xiàn)場的實(shí)際生產(chǎn)情況，如果聯(lián)合站二段電脫水器的運(yùn)行般相對較平穩(wěn)而且脫后含水都能夠達(dá)到外輸原油的標(biāo)準(zhǔn)，那么針對這類介質(zhì)則可以選擇反向類破乳劑，側(cè)重點(diǎn)放在污水處理方面，將處理乳化油的工作任務(wù)留給電脫水器，通過藥劑投加和游離水脫除器的綜合作用把污水指標(biāo)控制到更好，通常通過藥劑投加一般聚驅(qū)介質(zhì)在經(jīng)過游離水脫除器沉降后放水含油一般能達(dá)到低于500mg/L，有的可以低于300mg/L，這樣一整套油氣集輸系統(tǒng)運(yùn)行起來就會(huì)較平穩(wěn)。

3.1.2  正向型藥劑的選擇

      還有一類情況就是聯(lián)合站的電脫水器較脆弱，運(yùn)行起來經(jīng)常波動(dòng)倒電場、放水跑油、垮場不易恢復(fù)等情況經(jīng)常發(fā)生，分析這類情況主要原因是乳化油的導(dǎo)電性較強(qiáng)。油田生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到一類較麻煩的情況就是前方出現(xiàn)作業(yè)和措施井，或者是前方污水站收油，由于這部分油品性質(zhì)不好，含有大量的細(xì)碎雜質(zhì)不易沉降大量聚結(jié)在油水過渡層，使油水界面模糊不清。各種化學(xué)增油措施的使用使得產(chǎn)生老化油的組分更加復(fù)雜，無法直接通過沉降使得含水達(dá)標(biāo)乳化程度較為嚴(yán)重，經(jīng)常通過中轉(zhuǎn)站輸送至聯(lián)合站進(jìn)行綜合處理，給聯(lián)合站的處理增加了難度。

      針對這種情況則需要將介質(zhì)的處理重點(diǎn)放在破除深度乳化上，通過聯(lián)合站藥劑投加點(diǎn)投加藥劑，經(jīng)過沉降罐沉降剝離出乳化油中的機(jī)雜破除乳化液滴表面的乳化層，使原油小液滴凝聚成大的油滴輸入后續(xù)的電脫水器。如果這一步?jīng)]有達(dá)到預(yù)想的處理效果，則這部分乳化較嚴(yán)重的介質(zhì)攜帶有大量的機(jī)械雜質(zhì)就會(huì)進(jìn)入電脫水器，從而造成電場的劇烈波動(dòng)使電場無法建立起高壓電場，使得乳化油中的乳化水無法脫出造成外輸高含水原油的產(chǎn)生。通過多年室內(nèi)實(shí)驗(yàn)以及對介質(zhì)的分析，一般通過離心法介質(zhì)的機(jī)雜含量超過 1%則電場會(huì)出現(xiàn)頻繁波動(dòng)甚至垮場不易恢復(fù)，因此在游離水脫除器段，選擇有針對性的破乳類藥劑打破這層較難處理的乳化層非常有助于后續(xù)電場穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 油溶性破乳劑的應(yīng)用

       許多聯(lián)合站在實(shí)際生產(chǎn)過程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)電場波動(dòng)頻繁、倒電場無法恢復(fù)或者恢復(fù)后無法長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)等情況，這類情況通常都是受到前方綜合來液介質(zhì)發(fā)生較大變化導(dǎo)致。其中一類較明顯的事例就是污水站收油介質(zhì)通過中轉(zhuǎn)站輸送到聯(lián)合站的綜合來液，這部分介質(zhì)是日常污水系統(tǒng)通過長時(shí)間沉降儲(chǔ)存在沉降罐頂部的油層，這部分油質(zhì)除了含有石油烴類、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、蠟、固體顆粒、無機(jī)鹽和細(xì)菌等常規(guī)物質(zhì)外，還含有聚合物、堿、驅(qū)油用表活劑等物質(zhì)較難處理，通常在經(jīng)過一段破乳劑選型后仍無法處理的較為理想，這時(shí)候采用一種有效的輔助處理措施就是在電脫水器前端增設(shè)一個(gè)藥劑投加點(diǎn)，一般會(huì)選用油溶型破乳劑。因?yàn)橥ǔＢ?lián)合站綜合來液在經(jīng)過一段處理后原油含水普遍會(huì)下隆至30% 以內(nèi)，這一數(shù)據(jù)也符合油田用電脫水器的設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)乳化液轉(zhuǎn)相理論含水率小于26% 時(shí)，可能形成 W/O 型乳狀液，因此這部分介質(zhì)主要以油包水型乳狀液為主。油溶性破乳劑以分子態(tài)處于油相中，它向乳化液滴界面的移動(dòng)是純粹的分子擴(kuò)散移動(dòng)，而水溶性破乳     劑則須經(jīng)歷從水相到油相進(jìn)行再分配后才能擴(kuò)散到乳化液滴界面，它應(yīng)完成兩種基本類型的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，即分子擴(kuò)散和對流擴(kuò)散或有向紊流擴(kuò)散。因此，在針對W/O 型乳狀液時(shí)，油溶性破乳劑的使用能夠更好地發(fā)揮脫水效果。

4  老化油藥劑的應(yīng)用

4.1  老化油難處理的原因

      老化油的物性發(fā)生改變是回收之后很難脫水的主要原因。通過對某污水站的沉降罐內(nèi)存了30d 的樣本和存60d 的樣本進(jìn)行分析，通過化驗(yàn)就可以得知，黏度、含蠟、含膠量隨著存放時(shí)間的延長在不斷增加。由于原油中含有的瀝青、膠質(zhì)、石蠟等親油物質(zhì)，能夠和酚基等極性基團(tuán)進(jìn)行結(jié)合，這種膠束處于油水界面的時(shí)候，朝向水相的酚基和朝向油相的膠束形成穩(wěn)定的界面隔膜。原油在開采和輸送的過程當(dāng)中，對原油進(jìn)行了機(jī)械攪拌，同時(shí)原油中存在著天然的乳化劑,這就構(gòu)成了油和水能夠充分乳化并穩(wěn)定，形成乳狀液樣的原油。通過重力沉降、加熱、化學(xué)等處理方法可以破壞油水界面的穩(wěn)定性，分散的水顆粒由此形成大水滴，利用油和水密度不同可以使水從原油中分離出來。由于老化油的存放時(shí)間過長，黏度變大并且流動(dòng)性減低，不易將水進(jìn)行分離，而形成界面隔膜也會(huì)隨時(shí)間增加變成牢固的乳化膜，原油中的水不能集中在一起形成更大水滴從油中分離出來，無法靠密度差進(jìn)行沉降，因此為使這部分原油能夠外輸就需要借助專門處理老化油的藥劑

4.2  老化油的處理方法

       目前針對老化油的處理方法有很多其中有 : 回?fù)教幚?、熱化學(xué)處理、超聲波處理、微波處理、生物處理、高頻脈沖處理、離心處理、蒸發(fā)處理等，就目前油氣田的生產(chǎn)現(xiàn)狀，回?fù)教幚砗蜔峄瘜W(xué)處理應(yīng)用最為廣泛，而這兩種處理方式主要需要化學(xué)藥劑的輔助進(jìn)行，關(guān)鍵在于老化油藥劑的選取，需要對老化油進(jìn)行仔細(xì)的分析，找到需處理的關(guān)鍵點(diǎn)，對破乳劑進(jìn)行局部改性處理，使藥劑具有更好的針對性。一般經(jīng)藥劑處理后的老化油含水在1% 左右時(shí)經(jīng)進(jìn)一步沉降可配合混輸能夠達(dá)標(biāo)

5  結(jié)束語

      油田化學(xué)藥劑在油田油氣集輸系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大的作用，由于開采技術(shù)的不斷更新，采出液介質(zhì)的不斷變化，同時(shí)也對藥劑的應(yīng)用提出了更高的要求。只有針對不同介質(zhì)及現(xiàn)場工藝特性綜合分析科學(xué)實(shí)驗(yàn)才能讓化學(xué)藥劑發(fā)揮出更好的效果。