酸化原油破乳脱水的影响因素与处理技术研究进展

为了探索酸化原油脱水困难的原因,通过回顾近几年开展的酸化原油脱水影响因素实验以及现有的酸化 原油脱水工艺,总结了pH值、温度、固体颗粒影响原油破乳的机理,归纳不同破乳脱水工艺的适用性。热化学沉 降法适合处理黏度、含水率不高的原油。超声波稠油破乳脱水的实际应用效果显著,可以作为热化学沉降工艺 的辅助破乳。水洗法可去除部分固体颗粒和酸化淤渣,适用于重力沉降前预处理。高频脉冲电脱水法对酸化 油、老化油脱水效果都较好,适用于精脱水处理。微波破乳仍处于研究阶段,需进一步研究破乳机理以及验证工 业实用效果。最后对未来原油破乳和脱水工艺的研究提出了建议。     

海上油田酸化返排液对原油脱水性能的影响

埕岛油田重要的增产工艺措施是酸化作业,酸化返排液直接进入集输系统会造成破乳剂等常规处理药剂效果变差或失效。为了确定酸化返排液的乳化机理,对不同返排时间的返排液进行物性分析,并结合分析结果进行了各组分对原油乳化稳定性及破乳效果的影响实验,为了评价酸化过程中各组分对原油乳状液稳定性影响的重要程度,采用正交实验法耦合pH值、浊度和铁离子浓度3个因素,选择脱水率较高的水平范围通过正交表确定实验方案,进行三种因素共同作用下对原油脱水性能实验。通过脱水率的极差分析与方差分析,确定浊度为原油乳状液破乳的主要影响因素,为有效处理酸化返排液,可采用深度过滤工艺控制返排液中悬浮固体含量,有助于稳定原油脱水系统并提高油井生产时率。     

酸化返排液对原油破乳脱水的影响研究

结合冀东油田实际生产情况,采用"瓶试法"研究了酸化返排液对原油乳状液破乳脱水的影响。试验结果表明,单一与混合酸化返排液都大大降低了原油脱水效率,同时筛选出满足外输要求的破乳剂;对单一酸化返排液筛选出破乳剂C-1(返排液G104-5P30,破乳剂选取C-2),原油破乳脱水率为92%~96%;对混合酸化解堵液筛选出破乳剂YJ-1和YJ-5,原油破乳脱水率为92%~94%。     

油田作业液添加剂对原油破乳剂脱水效果的影响研究

为了研究作业液中主要化学添加剂对原油破乳剂脱水效果的影响,利用瓶试法对冀东油田的原油进行试验研究。结果表明,酸化、解堵液中的HCl、HF、土酸加量使原油乳状液中的pH值低于5时,可显著降低破乳剂CH-07的脱水效果;钻井液配方中的磺化沥青、聚合醇、磺化酚醛树脂、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钾均显著降低破乳剂CH-07的脱水效果,胺盐对破乳效果几乎无影响;压井液配方中的EDTA对破乳剂影响不明显,KCl提高了破乳剂CH-07对原油的破乳脱水效果;NaCl(加量10%)和胍胶都使破乳剂CH-07的脱水效果降低;射孔液中OP-10显著降低破乳剂CH-07对原油的破乳脱水效果,CaCl2提高了破乳剂CH-07对原油的破乳脱水效果。     

有机碱/复配表面活性剂稳定的稠油水包油乳状液的破乳研究

为解决复配表面活性剂和有机碱稳定的稠油O/W型乳状液破乳脱水困难的问题,获得作用良好的稠油乳液破乳工艺技术,考察了pH、破乳剂、絮凝剂和温度对该类乳状液破乳效果的影响。研究结果表明,pH对乳状液的破乳效果影响显著,溶液pH值为7 时获得的破乳脱水效果最好,分水率达到最大值59.6%;不同种类的破乳剂具有不同的破乳脱水作用,破乳剂类型对乳液分水率的影响程度为：CTAB（阳离子型）＞RKP（非离子型）＞SDS（阴离子型）,其中RKP脱出的水色清、界面清晰,加量0.01%时的分水率达到最高值68.0%;含不同絮凝剂的体系具有不同的破乳脱水效果,乳状液的分水率随絮凝剂质量分数增加先升高后降低,无机絮凝剂的破乳效果依次为聚合氯化铝PAC＞FeCl₃·6H₂O＞AlCl₃·6H₂O,有机絮凝剂的破乳效果依次为CPAM（阳离子型）＞PAM（非离子型）＞HPAM（阴离子型）,CPAM可显著提高乳液分水率;升高温度可提高乳状液分水率,温度对HCl一元体系破乳效果的影响较小,对HCl与RKP组成的二元体系及HCl、RKP与CPAM组成的三元体系破乳效果影响较大;塔河稠油适宜的破乳条件为pH=7、RKP质量分数0.01%、CPAM质量分数0.008%、破乳温度70℃,破乳2 h 的分水率可达98.4%。图3 表6 参18     

低渗透油田措施返排液对原油乳状液破乳效果的影响及对策

渤海某低渗透油田在经过压裂酸化措施后,大量措施返排液改变了原油产出液的状态,导致原油乳化加剧,破乳困难。针对此问题,研究了不同类型措施返排液对破乳剂效果的影响,并提出了相应的改善对策。实验结果表明:在破乳剂浓度为200 mg/L时,酸化残液乳状液破乳效果极差,脱水率仅为5%,压裂废液乳状液的脱水率相对较高;通过对比模拟水、污水配制的乳状液破乳效果,提出了稀释、沉降、消除污水中高价金属离子的含量来提高乳状液破乳效果的对策;随着稀释倍数的增加,乳状液的破乳效果逐渐增加,稀释5倍时,脱水率达到65%;提高污水的p H值能够大幅度提高其破乳效果,乳状液脱水率由原来的10%提高到70%。     

渤南油田酸化添加剂研究

针对渤南油田含油层系多、主力单层厚度大、平面上迭合连片、原油性质好、埋藏深,渗透性差、自然能量和吸水能力低等特点,评价了渤南油田酸化中铁离子二次沉淀、酸化淤渣产生量、防膨剂和助排剂的作用、酸液导致润湿反转的程度、酸液(乏酸)对原有的乳化作用等,在此基础上筛选了适合渤南油田的铁离子稳定剂、防酸化淤渣剂、粘土防膨剂、助排剂、润湿反转剂(互溶剂)和防乳破乳剂,并评价了各添加剂在酸化中的作用,为同类型低渗透油藏的开发提供了科学依据.     

塔河油田酸化油破乳技术研究

塔河油田酸化油破乳困难,其影响因素主要为采出液中的残余药剂、固体颗粒以及原油自身胶质、沥青质含量。针对上述影响因素开展了酸化油破乳技术研究,分别开发了性能优良的破乳剂、润湿剂、中和剂以及水洗、电场等配套处理技术,形成了塔河油田酸化油破乳脱水处理工艺。试验结果表明,酸化油经水洗预处理后既可以减少药剂用量,又能给后续化学破乳提供良好的环境,同时有利于电脱水器的平稳运行,经后续化学破乳技术、静电场脱水技术处理后原油含水率低于1%,处理效果满足现场需求。     

超临界CO_2处理对破乳剂作用效果的影响研究

为掌握CO_2驱技术应用后,超临界CO_2处理对长庆原油乳状液加剂破乳过程的影响,本文以超临界CO_2处理前后长庆原油W/O型乳状液为研究对象,利用界面流变仪、电导率仪、乳液脱水率测定装置,测试超临界CO_2处理前后乳状液稳定性及界面特性变化并分析AP 125型、XL型、JL型破乳剂在超临界CO_2处理前后对乳状液破乳脱水特性及界面特性的作用变化情况,结果表明,长庆原油W/O型乳状液体系较为稳定,不加破乳剂情况下难以脱出游离水,且超临界CO_2处理会使得长庆原油乳状液界面膜强度更高,乳液稳定性更好,同时,超临界CO_2处理会明显恶化三种破乳剂的破乳脱水效果,并使得界面弹性模量更早出现拐点。     

哈拉哈塘油田稠油破乳剂的选取

依据中华人民共和国石油天然气行业标准筛选出适合塔里木油田哈拉哈塘油田哈6区块稠油乳状液的破乳剂,并通过脱水量、油相中含水量、油水界面等技术指标,评价破乳剂在不同条件下破乳脱水效果,优选出效果最优的破乳剂,作为哈拉哈塘油田哈6区块原油脱水的专用原油破乳剂。在室内模拟条件下,用哈拉哈塘油田稠油配制出的含水10%、30%、60%的原油乳状液为较稳定的油包水型乳状液,能够满足室内原油破乳剂的筛选试验要求。筛选出的TA209破乳剂能够满足一段破乳脱水条件要求,筛选出的JFO913破乳剂能够满足二段破乳脱水条件要求。     

残酸返排液对原油乳状液破乳效果的影响

通过模拟酸化工艺,对桩西采油厂长堤线、混合线和桩一线的原油在残酸存在前后乳状液破乳脱水的对比实验,研究了残酸返排液对乳状液破乳的影响.实验结果表明,残酸和原油形成的乳状液比正常情况更加难以破乳;而且振动原油乳状液的强度越大或残酸加量越多,破乳将变得越困难.     

聚合物驱油采出液化学破乳技术研究

含聚合物采出液由于其乳状液粘度明显增大,乳化程度加重,利用现有的常规破乳剂很难达到原油破乳脱水的要求.针对真35块聚合物驱对应油井采出原油的破乳脱水问题进行了调研和分析,寻求针对注聚产出液处理的相关技术,通过室内试验复配各种破乳单剂及助剂,确定了3套稳定的破乳剂体系,确定了破乳剂的加药方案,完成了现场投加试验,现场应用破乳率达到了94％,基本满足了一定含聚浓度下采出液破乳要求.     

丙烯酸改性破乳剂合成和性能

将3种嵌段聚醚型破乳剂的混合物用丙烯酸和马来酸酐酯化，酯化产物在引发剂作用下聚合，制成了高分子量的水溶性原油破乳剂，考察了所得改性破乳剂对大庆原油水乳状液的破乳脱水性能。3种丰乳剂单体的选择基于性能互补和相容性原理，确定的最佳合成配方如下：3种破乳剂单体的摩尔比1：1．2：1；丙烯酸、马来酸酐摩尔比2：1，酸（以羧基计）、破乳剂单体（以羟基计）摩尔比1．3：1；引发剂BPO用量为混合酸质量的10％。按此法合成的破乳剂（商品名GD9909）在加量为200mg/kg的条件下，对大庆原油、胜利孤岛原油、安哥拉卡宾达原油水乳状液的破乳脱水效果均显著优于对比破乳剂（共7种），50℃下90min的脱水率高达95％－100％，特别是对于辽河稠油水乳状液的破乳脱水，所有对比破乳剂均无效或低效，使用GD9909时60℃、90min脱水率仍高达95％。     

西峰原油化学破乳脱水特性研究

西峰油田目前属于开发初期，其含水量不高，约为10％-30％，所形成的乳状液为油包水型乳状液。对适合西峰原油乳状液破乳脱水的化学破乳剂及其处理条件进行了实验筛选。结果表明，106型原油破乳剂为最佳破乳剂，最佳破乳条件为：破乳温度40℃，加剂量40mg／L。     

黄原胶类破乳剂的合成及其破乳特性

在温度120～135℃、压力0．35～0．4MPa条件下，以相对分子质量大、活泼氢多、具有分支结构的黄原胶作起始剂，与环氧乙烷、环氧丙烷加成，合成出具有分支结构的黄原胶类破乳剂(XE型和XP型)，并筛选出性能较好的3种破乳剂XEl89、XP180和XP120；当把XE189、XP180与常规破乳剂F311l复配时能够满足华北五厂原油乳状液破乳脱水的要求，复配体系的脱水速率比油田现场用剂提高1．5～2．0倍，脱水效果优于油田现场用剂。当把XE189、XP120破乳剂与少量的糖脂类生物表面活性剂(200：15)复配后，能够成倍提高巴西海上油田原油乳状液的破乳脱水速率和最终脱水体积，黄原胶类破乳剂与该种糖脂类生物表面活性剂之间存在协同作用。     

一种树状多支化破乳剂的合成与应用

为了提高渤海S油田原油乳状液的破乳效果,先采用苯乙烯和马来酸酐自由基聚合反应合成苯乙烯-马来 酸酐共聚物（SMA）,然后与1.0 代聚酰胺-胺（1.0G PAMAM）进行酰胺化接枝反应,得到以聚苯乙烯-马来酸酐共 聚物为主链、以1.0G PAMAM 为侧链的多支化水溶性破乳剂TS-Z806。考察了该破乳剂在不同温度（50～ 90 ℃）下对原油乳状液的破乳效果,并与聚醚类破乳剂JM-01 的破乳效果进行对比,采用该破乳剂首次在渤海 油田进行现场应用。室内和现场试验结果表明,温度大于70 ℃后,聚醚类破乳剂JM-01 对原油乳状液的脱水率 明显降低,脱水水质变差,故破乳效果变差;而非聚醚类破乳剂TS-Z806 在高温下对原油乳状液仍表现出良好的 破乳效果。破乳剂TS-Z806 在处理渤海S油田原油综合管汇处含聚合物采出液时,表现出了优异的破乳性能,能 够明显改善脱出水的水质,破乳后上层油乳化层较低,脱水后乳化层减少约69%。该破乳剂可实现对含聚合物 采出液的高效处理,具有较好的现场应用前景。     

酸化淤渣的生成、防止和清除

酸化淤渣的生成是影响酸化效果的重要原因之一。本文综述了酸化淤渣的影响因素、酸化淤渣的生成机理以及酸化淤的防止和清除。酸化淤渣是原胶体分散体系的动力稳定性、电力稳定性和空间稳定性被破坏后胶质沥 从油相中析出形成的，因此原油物性和酸液构成（如酸浓度、酸液类型和酸液中Fe^3 等）是影响酸化淤渣的两个主要因素。根据对Fe^3 和H^ 不同响应，酸化淤渣分为酸致淤渣和铁致淤渣。可用表面活性剂控制酸致淤渣的产生，用铁离子控制剂防止铁致淤渣的产生。通过机械的方法、超声波法、溶剂法可消除酸化淤渣造成的危害。     

酸化返排液对原油乳化液稳定性的影响

渤海湾QHD32-6海上油田两口油井酸化后返期期间,原油集输系统三相分离器和热处理器水相出口DH值下降,最低降至4.0,返排11小时后恢复正常值7.0.在此期间原油乳状液样稳定性增大,破乳刘(BH-09)的性能显著变差.考察了影响原油乳状液稳定性的3个因素.①显微观测表明pH=8.0时乳化水滴在油外相中分布较为均匀,而pH=2.0时乳化水滴出现凝聚倾向,使破乳剂不易进入油水界面;油水界面张力在pH≈7时最高,随pH值降低(7～1)而降低,随pH值升高(7～12)而迅速降低;注碱中和返排酸液引起pH升高,是原油乳状液稳定性增大的主要原因之一.②酸化产生的胶态金属氢氧化物和黏土颗粒使原油乳状液稳定化.③酸液中具有表面活性的添加剂使黏土颗粒亲油化或亲水化,导致原油乳状液稳定性增大.图2表3参8.     

原油乳状液破乳机理及影响因素研究

由于原油乳状液的形成及稳定性的因素复杂,以及影响原油乳状液破乳的因素众多,因而研究原油乳状液的破乳机理各异,主要有顶替或置换、反相作用、絮凝-聚结、膜排液、膜击破、润湿增溶、反离子作用、褶皱变形机理.又由于原油乳状液的稳定与破乳是一对矛盾,影响乳状液稳定的因素也会影响乳状液的破乳;但从影响破乳剂对原油乳状液破乳的因素来看,主要有原油乳状液的性质、原油破乳剂的性质和外界脱水条件.研究原油乳状液的破乳机理及影响因素,目的是为不同的原油乳状液的破乳方法提供参考依据.     

管输压力下实时记录式天然气发热量测定设备的开发

通过破乳脱水实验及界面性质研究了HPAM、吡咯林及其二元驱体系对原油乳状液稳定性的影响。实验结果表明:加入浓度为100mg/L不同驱油剂后均使破乳剂BSE-238对原油乳状液的脱水率降低15%以上,SV值均增大,不同驱油剂均增强了原油乳状液的稳定性。含驱油剂的乳状液体系破乳后水相电导率增大、Zeta电位负值增大,破乳脱出水中含油量增大、油滴粒径减小。不同驱油剂影响乳状液稳定性的机理不同:HPAM对体系界面张力无明显影响,是通过增大体系黏度增强其稳定性;吡咯林对乳状液体系黏度无影响,大大降低油水界面张力而增强乳状液稳定性;两种驱油剂协同作用,使二元驱采出液更加稳定。