高效破乳剂的合成、性能研究和现场中试

采用Langmuir-Blodgett(LB)技术对新疆火烧山油田油井产出乳状液中油水界面膜的稳定性进行了研究,针对其稳定性特征设计并合成出一种高效的四元共聚破乳剂。通过分析破乳脱水率和破乳后的油中含水量评价破乳剂WH-2的破乳脱水效果,并研究了其与现场使用的破乳剂ZP-1的配伍性。室内评价结果表明:破乳剂WH-2能使采出液脱水率达到67.93%,高于现场使用的破乳剂ZP-1的脱水效果,且破乳剂WH-2与ZP-1具有较好的配伍性。现场中试结果表明:将该破乳剂与现场使用的破乳剂以质量比为1∶2、1∶4、1∶5复配使用,脱水率达到98%以上,同时降低了加药成本,并且能够降低管汇压力,增加采出液的日来液量。     

胺型离子液体聚醚复配破乳剂的制备与性能

合成了硝酸正丁胺和醋酸正十二胺两种胺型离子液体,考察了它们与交联型聚醚破乳剂NJ-20复配产生的破乳脱水作用。结果表明,50℃、复配型破乳剂加入量为200 mg/L时(100 mg/L聚醚NJ-20破乳剂与100mg/L胺型离子液体复配),上述两种胺型离子液体与聚醚NJ-20复配型破乳剂对模拟原油乳状液2 h的脱水率分别达到75%和91%,而单独聚醚NJ-20破乳剂在同样的条件下其脱水率仅为65%。40℃、醋酸正十二胺复配型破乳剂加入量为200 mg/L时,对模拟原油乳状液的脱水率可达59%,明显高于单独聚醚NJ-20破乳剂,表现出较强的低温破乳效果。     

滑溜水返排液反相破乳剂开发及破乳机理

以三甲基羟乙基丙二胺为起始剂,KOH为催化剂,通过环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的开环聚合,在120℃下合成了一系列二嵌段和三嵌段聚醚反相破乳剂。FTIR和1HNMR结果表明合成产物与设计结构一致。通过瓶试法对滑溜水返排液进行了破乳实验,结果表明:具有三嵌段结构,且n(EO)∶n(PO)∶n(EO)=1∶6∶12的破乳剂脱水率大于97%,具有良好的破乳效果。动态界面张力的扩散动力学研究表明,EPO-8反相破乳剂从水相扩散至界面速率快,在油表面吸附性和降低界面膜强度的能力更强,是其破乳性能良好的主要原因。     

高效破乳剂的合成

以聚醚SLD-2072为原料,丙烯酸为扩链剂,过氧化苯甲酰为引发剂,盐酸为酯化催化剂,二甲苯为溶剂,进行聚合酯化反应,合成新型高效破乳剂,考察了诸因素对产物破乳性能的影响。实验表明,当单体质量比聚醚SL-DA-2072∶丙烯酸=10∶1,丙烯酸用量为5 g,引发剂用量为1 g,聚合温度为80℃,聚合反应时间为8 h,酯化温度为160℃,所得破乳剂的原油破乳效果最佳。在破乳剂加量100×10-6时,新型破乳剂对安塞原油、南泥湾原油及靖边原油的脱水率分别达到95%,93%及89%,出水速度快,油水界清。     

油水界面行为对原油乳状液破乳的影响

测定了在破乳剂作用下原油乳状液的油水界面张力,界面膜强度及破乳脱水率,结果表明,界面张力的变化与体系的初始状态有关,它反映了破乳剂分子在界面上的吸附程度,界面张力的高低不能作为破乳剂破乳效果的依据。具有较强的油水界面吸附能力而又能显著降低界面膜强度的破乳剂分子,能达到较好的破乳效果。     

烷基酚聚醚破乳剂的合成与效果评价

以烷基酚聚氧乙烯醚作为引发剂与环氧丙烷聚合得到二嵌段聚氧乙烯聚氧丙烯醚破乳剂。针对锦州JZ9-3油矿的原油进行了实验室破乳脱水实验,由于该破乳剂的分子量较低,其疏水能力较弱,故破乳效果不佳。对该破乳剂进行复配,实验结果表明,复配破乳剂的破乳效果明显优于单体破乳剂,质量比为L01∶L02=1∶4的复配破乳剂F03在加药浓度为100 mg/L,70℃,120 min下脱水率87.5%,相对于破乳剂L01、L02脱水率分别提高了50%和15.6%。     

阳离子型嵌段聚醚破乳剂合成及性能评价

以乙二醇、环氧氯丙烷、环氧乙烷和环氧丙烷为主要原料合成了系列阳离子型嵌段聚醚破乳剂(CBPD),采用FTIR,¹H NMR对破乳剂结构进行表征,考察了破乳剂加量、破乳温度和时间对CBPD破乳性能的影响。表征结果显示,成功合成CBPD破乳剂。实验结果表明,三嵌段聚醚破乳剂与二嵌段聚醚破乳剂相比较,破乳效果更显著,其中制得的破乳剂CBPD-9性能最佳,针对w(水)=20%的原油乳液,ρ(CBPD-9)=150 mg/L,破乳最佳温度为70℃,120 min脱水率为90%。     

有机硅改性破乳剂破乳脱水工艺研究

针对三次采油脱水困难,目前的大多数破乳剂遇到瓶颈,将有机硅改性破乳剂与其他4种聚醚破乳剂进行破乳性能考察,比较得出经过硅改性破乳剂用量为50 mg/L,破乳温度为65℃,破乳时间为30 min时的破乳效果都优于其他聚醚类破乳剂,经过硅改性的破乳剂在用量、破乳温度等方面有较明显的优点,适合对三次采油进行破乳。通过复配破乳剂189和硅改性破乳剂在加剂量分别为100 mg/L和50 mg/L时,破乳脱水后的三次采油油水界面齐整,脱出的水质清澈,达到生产中破乳脱水效果的要求。     

有机硅改性破乳剂破乳脱水工艺研究

针对三次采油脱水困难,目前的大多数破乳剂遇到瓶颈,将有机硅改性破乳剂与其他4种聚醚破乳剂进行破乳性能考察,比较得出经过硅改性破乳剂用量为50 mg/L,破乳温度为65℃,破乳时间为30 min时的破乳效果都优于其他聚醚类破乳剂,经过硅改性的破乳剂在用量、破乳温度等方面有较明显的优点,适合对三次采油进行破乳。通过复配破乳剂189和硅改性破乳剂在加剂量分别为100 mg/L和50 mg/L时,破乳脱水后的三次采油油水界面齐整,脱出的水质清澈,达到生产中破乳脱水效果的要求。     

中原卫城油田原油破乳剂的破乳机理研究

研究了复配破乳剂对中原油田卫城油矿稠油的破乳机理。研究表明：破乳剂分子顶替原油中天然乳化剂分子，使油水界面膜强度下降，容易破乳脱水。     

百重七含泥沙原油破乳脱水研究

克拉玛依油田百重七稠油处理站原油乳状液中含有大量泥砂,泥沙体积含量0.6‰～1‰,给原油脱水造成困难。本文以百重七原油处理站所处理的综合原油为研究对象,研制出破乳脱水用的KXDS破乳剂;同时考察了影响原油破乳脱水的几个因素,确定出最佳破乳温度和破乳剂最佳加量。KXDS破乳剂应用于现场后,破乳剂用量由120 mg/kg降低到80 mg/kg,破乳脱水温度由85℃降低到65℃,脱后原油达到外输优质标准,污水水质达标。     

胜利孤岛注聚原油破乳剂的筛选与性能评价

以研究孤岛注聚原油乳状液破乳为目的,通过瓶试法和界面性质的测定,筛选了多种类型的原油破乳剂,考察了破乳剂质量浓度、聚合物和原油组分对破乳效果的影响,探讨了原油乳状液的破乳机理。结果表明,破乳剂BF-069质量浓度在100mg/L,50℃条件下,脱水率达到70%以上,现场温度稍微升高,脱水率达到85%左右,破乳剂BF-069已在胜利油田应用,现场使用效果良好;聚合物质量浓度在50mg/L时,原油乳状液最难破乳;原油中不同组分对破乳效果的影响不同,油水界面性质的测定表明,胶质和沥青质是影响原油破乳的主要因素。     

油溶破乳剂在原油电脱盐脱水中的应用

通过对几种破乳剂脱水效果的初评,确定油溶破乳剂D202的破乳脱水效果比较明显。针对天津石化炼厂公司提供的俄罗斯炼厂原油进行电脱盐脱水试验。采用正交试验的方法,确定出最适宜该原油的电脱盐破乳脱水工艺条件:即电脱盐温度为30℃、电场强度为2 000 V?cm-1、破乳剂的加剂量为55μg?g-1、注水量为10%、混合强度为200下、电场停留时间为60 min。     

超支化聚缩水甘油甲基丙烯酸酯作为O/W型乳状液的破乳剂

以超支化聚缩水甘油（HPG）和甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）进行酯交换反应,得到一系列超支化聚缩水甘油甲基丙烯酸酯（HPG-MA）破乳剂,考察了添加量、破乳温度、沉降时间及相对分子质量对破乳性能的影响,并探究动态界面张力和破乳过程中油滴的破裂速率常数的变化,分析其破乳机理。结果表明,在60℃、沉降时间为40min、破乳剂的添加量为2000mg/L时,其脱油率达到90%。与商用破乳剂相比,超支化聚缩水甘油甲基丙烯酸酯因具有独特的超支化多位点结构,用作破乳剂时界面活性高、沉降时间短。     

微波破乳器的实验研究

对自制的800 W隧道式箱型微波破乳器进行了微波破乳实验研究. 详细考察了影响微波破乳器破乳效果的工艺参数,得出了最佳条件：流量70 L/h,温升速率16℃/min. 最佳实验条件下,含水50.0%的乳状液经微波破乳-离心分离后得到的离心油样含水率为2.2%. 循环连续破乳实验表明,含水率随有效停留时间的延长逐渐趋于稳定,采用多级串联的方法可以提高处理量,且可达到较好的破乳效果. 通过对微波破乳器的场强分布数值模拟,对比了有物料和无物料两种情况下微波破乳器的场强分布差异,为微波破乳器的进一步放大提供了依据.     

高含水原油的热化学破乳方法

针对高含水原油破乳中广泛采用的热化学法,试验研究了加热温度、加入破乳剂量对破乳效果和破乳速率的影响.试验结果表明,对一定量的原油乳状液,破乳剂用量均在一个最佳值;温度会影响破乳剂的最佳值,随温度升高,原油乳状液破乳时所使用的破乳剂用量的最佳值降低;同时,加入的破乳剂量对乳状液脱水速率也有一定的影响.     

Synthesis of a novel reverse demulsifier with the characteristics of polyacrylate and polycation and its demulsification performance

As the development of oilfield exploitation, more and more oil in water (O/W) emulsion was produced, thus efficient reverse demulsifier becomes increasingly important. In this paper, a series of novel reverse demulsifiers (R-PED1 ~ 4) with the characteristics of polyacrylate and polycation were prepared. The structure of the product was verified by IR specter and ¹H NMR. The thermal stability was studied with TGA and the molecular weight was obtained by GPC. Field evaluation results showed that the oil content in produced liquid after R-PED4 treatment can be reduced from 1550 to 81 mg/L at R-PED4 dosage was 50 mg/L. Furthermore, the demulsification mechanism of R-PED was discussed. The R-PED has good surface/interfacial activity. It can effectively reduce the oil–water interfacial film strength and reduce the zeta potential of oil droplets, which is beneficial for the coalescence of oil droplets. Especially, the interaction force between oil droplets was measured by the optical tweezers. R-PED4 can increase the attraction force between oil droplets. Consequently, the contact time of oil droplets during the demulsification process can be prolonged and the coalescence of oil droplets also can be effectively promoted. The novel reverse demulsifier offers a new option for the oilfield produced liquid treatment.     

超支化聚酰胺-胺的合成及其在O/W型乳状液的破乳应用

采用“一锅法”,通过Michael加成法以及逐步升温缩聚法,调节起始剂和丙烯酸甲酯的比例,合成了一系列超支化聚酰胺-胺（h-PAMAM）破乳剂,并应用数字化技术控制产品质量更加稳定,考察了添加量、破乳温度及沉降时间对破乳性能的影响,并探究界面张力和破乳过程中乳状液透射率与粒径的变化,分析其破乳机理。结果表明,在60℃、沉降时间为30min、破乳剂的添加量为40mg/L时,其脱油率达到95%。与商用破乳剂相比,超支化聚酰胺-胺因具有独特的超支化多位点以及酰胺基团和伯胺基团结构,用作破乳剂时界面活性高、沉降时间短。     

古城油田稠油脱水破乳剂的优选

以古城油田稠油乳状液为研究对象,针对稠油脱水处理问题,通过稠油高效破乳剂的室内筛选试验研究,减少稠油药剂投加量及满足含水、水质要求。测定了7种破乳剂对含水20%稠油的脱水效果,破乳剂Z61和A-20的脱水效果均优于其他破乳剂。随后进行了低温稠油破乳剂试验,对破乳剂进行了精选,同时开展了投加温度对破乳效果影响的研究试验。通过试验和分析得出,Z61优于A-20药剂;结合单个站点的试验情况,建议净水药剂的投加浓度为50 mg/L,具体的增减视分离器出水和2 000 m~3污水缓冲罐进口水质而定。     

SAGD稠油采出液高效分离中YM型破乳剂的合成及性能

以聚醚（YM）、马来酸酐（MA）、对苯乙烯磺酸钠（SSS）和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）为原料，合成了YM系列产物，用于新疆油田蒸汽辅助重力泄油（SAGD）稠油采出液的高效分离。通过FTIR、¹H NMR和GPC对合成产物的结构进行表征，并采用界面张力、zeta电位和背散射光强度分析的方法，探究了合成产物对SAGD采出液分离性能的影响。结果表明，YMA和YMB引入的酯基和苯磺酸钠基团可对稠油中沥青质起到分散作用，从而降低界面膜强度和界面张力；YMB引入的酰氧乙基三甲基氯化铵阳离子基团可降低SAGD采出液脱出水zeta电位绝对值；YM系列产物降低了SAGD采出液的稳定性，加入YM、YMA和YMB后，SAGD采出液背散射光强度分别降低了1.36%、4.52%和5.63%，其中YMB降低SAGD采出液稳定性的作用最强。为进一步提升SAGD稠油采出液分离效果，YMB与乙酸复合得到YMC。在优化SAGD采出液分离动态试验条件下，加入YMC能使SAGD采出液分离后达到显著的效果。