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1、二元驱采原油破乳技术的研究2011年第5期炼油与化工REFININGANDCHEMICALINDUSTRY21二元驱采原油破乳技术的研究王子梅(大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆163712)摘要:通过对二元驱表面活性剂和聚合物进行考察,发现由于表面活性剂和聚合物的进入,使原油采出液的的乳化现象加重,导致原油的破乳过程复杂.文中分析了二元驱采对原油的性质,类型及稳定性的影响;对破乳剂进行了实验室筛选和复配;研究出适合二元驱采原油脱水的破乳剂及其配方,可以有效提高二元驱采的经济效益.关键词:二元驱;采出液;脱水破乳;性能评价中图分类号:TE624.1文献标识码:A文章编号:1671-
2、4962(2011)05002104大庆油田已进入特高含水期,采用二元驱采油方式使原油的稳定性增加,破乳困难,常规破乳剂使用效果不理想.随着三次采油技术的不断应用,对原油乳化的乳化类型和程度都与常规水驱有很大的区别,同时随着其大面积的推广应用,对原油破乳技术的需求更加强烈.近年来,国内外的科研机构对破乳剂破乳机理进行大量的研究工作,但由于破乳剂对原油乳状液的作用非常复杂,目前对破乳机理尚无统一结论.1模拟采出液的配制及影响因素I.I模拟采出液的配制(I)O/W型模拟采出液的配制方法向装有200g的烧杯中加入一定量的石油磺酸盐,在室温下搅拌30min;向装有200g的另1个烧杯中入一定量的聚丙烯
3、酰胺,在室温下搅拌90min;将上述2个烧杯的溶液混合并搅拌30min,然后置于45水浴中恒温30min;取红岗原油100g置于45水浴中恒温30min;将石油磺酸盐与聚丙烯酰胺混合溶液与红岗原油混合后,在2000r/min搅拌10min,静置除去上层未乳化的原油,即制备出O/W型原油模拟乳液.(2)W/O型原油模拟采出液的配制方法取红岗原油450g置于45水浴中恒温30min;取50g含不同浓度石油磺酸盐与聚丙烯酰胺的混合溶液置于45cc水浴中恒温30min;将红岗原油和含石油磺酸盐与聚丙烯酰胺的混合溶液混合后,在2000r/rain搅拌10min,即制备出w/O型原油模拟乳液.(3)原油模
4、拟乳液类型的判定方法实验采用滤纸润湿法,取1滴待测的乳状液,滴于经20%氯化钴溶液浸泡后烘干的滤纸上,若液体能迅速展开并显红色,则此乳状液为O/W型乳状液;若不能展开,滤纸仍保持蓝色,则为W/O型乳状液.1.2水油比对采出液类型的影响原油和采出污水在45qC预热0.5h,将采出污水和原油在2000r/min搅拌10min,配制水油比不同的模拟采出液,考察不同水油比对采出液类型的影响,结果见表1.表1不同水油比对采出液类型的影响由表1可知,水油比对模拟采出液乳化类型有较大影响,当水油比小于l:1时,采出液为W/O型;当油水比大于1:l时,采出液宏观上可明显分为2层,上部为W/O相,下部为O/W相
5、.由于目前大庆油田采出液水含量大于90%,二元驱后采出液主要为O/W相,其次是W/O相,水油比分别为4:1和1:2.1.3聚合物对采出液的影响(1)聚合物对采出液类型的影响将矿化度为13000mg/L,浓度不同的聚合物炼油与化_22REFININGANDCHEMICALINDUSTRY第22卷溶液和原油在45qC预热0.5h,然后将水油比为9:l的聚合物溶液和原油在2000r/min搅拌10min,配制出聚合物浓度不同的模拟采出液,考察聚合物浓度对采出液乳液类型的影响,结果见表2.表2聚合物对模拟采出液类型的影响由表2可知,聚合物没有改变采出液的乳化类型,在0500mg/L时采出液宏观上呈现W
6、/0相,0/w相,且随着聚合物浓度增加采出液乳化类型没有发生改变.(2)聚合物对采出液稳定性的影响将矿化度为13000mg/L,浓度不同的聚合物溶液和原油在45预热0.5h,然后将水油比为9:1的聚合物溶液和原油在2000r/min搅拌10rain,配制出聚合物浓度不同的模拟采出液.考察聚合物对采出液稳定性影响,结果见表3.表3聚合物对采出液稳定性的影响数据由表3可以看出,随着聚合物浓度的增加,油相含水量由空白时的64.96%,在30mg/L时已降至6.54%;而水相含油量则随着聚合物浓度的增加而增大,水相稳定时间延长.说明聚合物对O/W型原油乳状液有稳定作用,而不利于W/O型原油乳状液的稳定
7、】.1.4表面活性剂对采出液的影响(1)表面活性剂对采出液类型的影响将矿化度为13000mg/L,浓度不同的表面活性剂溶液和原油在45预热0.5h,然后将水油比为9:1的表面活性剂溶液和原油在2000r/min搅拌10min,配制出表面活性剂浓度不同的模拟采出液,考察表面活性剂对采出液乳化类型的影响,结果见表4.表4表面活性剂对采出液类型的影响由表4可知,表面活性剂没有改变采出液的乳化类型,在0-500mg/L时采出液宏观上呈现W/O相,O/w相,且随着表面活性剂浓度增加采出液乳化类型没有发生改变.将矿化度为13000mg/L,浓度不同的表面活性剂溶液和原油在45qC预热0.5h,然后将水油比
8、为9:1的表面活性剂溶液和原油在2000r/min搅拌10rain,配制出表面活性剂浓度不同的模拟采出(2)表面活性剂对采出液稳定性的影响液,结果见表5.表5表面活性剂对二元驱模拟采出液稳定性的影响由表5可知,表面活性剂在小于50mg/L时对O/W型原油乳状液有稳定作用,水相含油量在空2011年第5期王子梅.二元驱采原油破乳技术的研究23白时为87.30mg/L,在50mg/L时水相含油量最大为300.47mg/L,而随表面活性剂浓度增大,其稳定作用减小,是由于在低浓度时水相中的表面活性剂对油珠之间的聚并有阻碍作用.1.5聚合物,表面活性剂对采出液的影响(1)对采出液乳化类型的影响用矿化度为1
9、3000mg/L的水配制聚合物和表面活性剂均为相同浓度的混合溶液,再用矿化度为13000mg/L稀释出不同相同浓度的聚合物/表面活性剂混合溶液,与原油按水油比为9:1的比例,在45预热0.5h在2000r/rain搅拌10min,配制出聚合物/表面活性剂均为相同浓度的模拟采出液,考察对模拟采出液类型的影响,结果见表6.表6相同浓度的聚合物,表面活性剂对采出液类型的影响由表6可知,聚合物/表面活性剂没有改变采出液的乳化类型,在0500mg/L时采出液宏观上呈现W/O相,O/W相,且随着聚合物/表面活性剂浓度增加采出液乳化类型没有发生改变.(2)对采出液稳定性的影响用矿化度为13000mg/L的水
10、配制聚合物和表面活性剂均为相同浓度的混合溶液,再稀释出不同相同浓度的聚合物/表面活性剂混合溶液,与原油按水油比为9:1的比例,在45预热0.5h在2000r/min搅拌10rain,配制出聚合物/表面活性剂均为相同浓度的模拟采出液,考察表面活性剂对模拟采出液稳定性影响,结果见7.表7聚合物,表面活性剂对采出液稳定性的影响由表7可知,在聚合物/表面活性剂浓度小于50mg/L时,油相含水量急剧减小,在混合液浓度大于50mg/L后则缓慢变小;而水相含油量则随混合液浓度的增加而增大,水相稳定时间变长.对于W/O型乳状液,在低的聚合物/表面活性剂浓度时,聚合物起主要作用,油相含水急剧减小;混合液浓度大于
11、50mg/L后,在表面活性剂的稳定作用和聚合物的粘弹效应作用下,水相(油相)含水量缓慢减小.对于O/W型乳状液,聚合物/表面活性剂均有利于其稳定.2破rcLJ筛选及复配(1)破乳剂筛选由于大庆油田二元驱后原油采出液含有聚合物和表面活性剂,且含水在90%以上,采出液包括O/W,W/0,W/O/W及O/W/O等乳液类型】.根据二元驱后采出液特点,对来自山东,辽宁,黑龙江等公司50多种水溶性,油溶性破乳剂进行筛选,结果见表8表8采出液破乳剂筛选结果由表8可知,目前已工业化的破乳剂产品,对二元驱后采出液破乳效果均不能达到原油外输要求,油中含水量大于0.5%.(2)破乳剂复配由于原油破乳剂属于表面活性剂
12、,所以可以利用表面活性剂的协同效应进行破乳剂的复配实验,通过复配,可以提高破乳剂的脱水效率,改善脱出水的水色.水溶性破乳剂SY一8是由山东滨化(S)和沈阳炼油与化工24REFININGANDCHEMICALINDUSTRY第22卷永信(Y)提供的2种水溶性破乳剂复配而成,复配比例为4:1.在加药浓度为50mg/L,破乳温度6O,破乳时间30h条件下,复配结果见表9.表9破乳剂复配结果3破乳剂性能评价(1)破乳温度对SY一8破乳性能的影响破乳剂浓度为50mg/L,以2000r/min乳化10min,破乳时间为30h,考察了破乳温度对SY一8破乳性能的影响,结果见表10.表1O破乳温度对破乳性能的
13、影响由表10可见,随着破乳温度增加,油相含水量下降,在50油相含水量为0.09%,油水界面清晰,水质较清,油亮.(2)破乳浓度对SY一8破乳性能的影响在破乳剂温度为60qC,以2000r/min乳化10min,破乳时间为30h,考察了破乳浓度对SY一8破乳性能的影响,结果见表11.表ll破乳浓度对SY一8破乳性能的影响由表11可知,随着水溶性破乳剂SY一8浓度的增加,油相含水量下降,在30mg/L时,油相含水量为0.14%,油水界面清晰,水质较清,油亮.(3)破乳时间对SY一8破乳性能的影响在破乳剂温度为60cC,以2000r/min乳化10rain,破乳剂浓度为50mg/L,考察了破乳时间对
14、SY一8破乳性能的影响,结果见表l2.表12破乳时间对SY一8破乳性能的影响由表l2可知,随着破乳时间增加,油相含水量下降,在10h时,油相含水量为0.15%,油水界面清晰,水质较清,油亮.(4)乳化时间对SY一8破乳性能的影响在破乳剂温度为60,破乳剂浓度为50mg/L,破乳时间为30h,考察了乳化时间对SY一8破乳性能的影响,结果见表13.表13乳化时间对SY一8破乳性能的影响由表13可知,随着乳化时问增加,油相含水量增大,在乳化20rain时,油相含水量为0.22%,油水界面清晰,水质较清,油亮,说明水溶性破乳剂SY一8具有较强的破乳能力.4结论(1)二元驱采油过程中,采出液残留的聚合物
15、和表面活性剂没有改变采出液乳化类型,而只是改变了采出液的乳化程度和稳定性.(2)大庆油田二元驱后采出液主要以O/W为主,其次是W/O型,还含有多重乳液(W/O/W型,0/W/O型),为多种乳状液共存的状态,致使采出液破乳难度较大.(3)针对大庆原油,水溶性破乳剂SY一8具有优良的破乳性能.参考文献:1李猛涛.聚合物/表面活性剂二元复合驱室内驱油试验研究ED.大庆:大庆石油学院,2003.2康万利,白玉,王德金,等.三元复合驱体系的膜性质和乳状液的破乳动力学研究J.应用化学与科学,2000.23(1):120123.3张维,李明远,林梅钦,等.聚合物/表面活性剂二元驱群面性质对乳状液稳定性影响J.大庆石油地质与开发,2007,26(6):110118.4付亚荣.一种用于三元复合驱采出液脱水破乳剂:中,92214676.7P.20071006.收稿日期:20110812作者简介:王子梅,女,T程师,1987年毕业于大庆石油学院应用化学专业,现从事油品分析化验_l_=作.