摘 要 : 

      原油黑龍江破乳劑是油田化學(xué)助劑中應用較為廣泛的一種藥劑，其主要是通過(guò)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，將膜內包覆的液滴釋放并使之聚結，通過(guò)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(lái)液。但是聯(lián)合站油氣集輸系統處理時(shí)間較長(cháng)，而且對外輸原油和污水的指標要求非常高，因此有的聯(lián)合站會(huì )設置一到兩個(gè)甚至更多的破乳劑藥劑投加點(diǎn)。為保證整個(gè)油氣集輸系統運行穩定，有時(shí)會(huì )在多個(gè)藥劑投加點(diǎn)同時(shí)投加不同種類(lèi)類(lèi)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(guò)程中由于驅油技術(shù)的應用，使得油相和水相形成了混合物，在沿著(zhù)油管流動(dòng)的過(guò)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(guò)程中的設備例如脫水泵、離心泵管件等應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)、臘等有機物,在采油過(guò)程中較長(cháng)的運移時(shí)間下形成很多的內相顆粒較小、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，這種機械強度較高的界面膜會(huì )使乳狀液穩定性進(jìn)一步加強，這也是易生成 W/O 型乳狀液的主要原因，使得該類(lèi)型介質(zhì)表現為親油性遠大于親水性，因此為使原油含水能夠達標從而更好地煉制成品油及相關(guān)制品，需要對采出液進(jìn)行深度破乳處理。

2  破乳劑在油田中轉站的應用

       油田中轉站的油水分離設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摻或者外輸至下游污水處理站。未投加過(guò)破乳劑的來(lái)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(cháng)，常造成回摻水或者外輸污水含油嚴重超標，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擔。由此可見(jiàn)，破乳劑在中轉站的應用起著(zhù)非常重要的作用，通過(guò)提高油水分離的能力來(lái)降低下游站的處理難度，同時(shí)也減輕了本站污水系統的處理負擔，從而延長(cháng)采油廠(chǎng)的濾罐清理周期，為采油廠(chǎng)節省了運營(yíng)成本。

        隨著(zhù)近些年來(lái)油田開(kāi)采新技術(shù)的應用，例如普通聚合物驅、抗鹽聚合物驅、三元驅等技術(shù)的應用，使得油井采出液性質(zhì)發(fā)生了很大的變化，例如抗鹽聚合區驅油劑的使用使得驅替液具有較強的耐溫抗鹽效果，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(lái)的影響就是采出液性質(zhì)隨之發(fā)生了變化，使得中轉站以及聯(lián)合站的油水分離效果變差，采出液分離困難，增加了現場(chǎng)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(zhuān)門(mén)的破乳劑配方選型從而達到使用效果。以大慶油田采油一廠(chǎng)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塊于 2016年8月投抗鹽聚合物(型號 HLX1200萬(wàn)，HLX1600萬(wàn))，2017年3月轉入驅替階段，聚中115站在2017年5月之前一直使用常規水溶性破乳劑，因現場(chǎng)隨著(zhù)抗鹽聚合物投入使用使得油水分離的難度越來(lái)越大，外輸污水含油一直在 700~1000mg/L 居高不下?，F場(chǎng)外輸水含聚濃度約為 500mg/L，黏度4.5.通過(guò)現場(chǎng)為期近四個(gè)月的現場(chǎng)藥劑配方調整實(shí)驗摸索出了不同的藥劑作用效果的區別，如表1所示為現場(chǎng)連續四個(gè)月的試驗數據跟蹤。

      通過(guò)表1中不用藥劑型號使用期間的數據的平均數值來(lái)看，LS-115A 型破乳劑的現場(chǎng)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到500mg/L 以下，基本達到了現場(chǎng)要求的分離沉降后的污水含油指標。

      油田中轉站雖然對外輸原油的含水率指標要求不高，但是其分離后的污水對整個(gè)油氣集輸系統影響較大，回摻的污水直接影響井口采出液的處理難度; 外輸污水的水質(zhì)好壞直接影響后續污水站處理能力。由此可見(jiàn)破乳劑在油田中轉站的應用也相當重要。

3  破乳劑在油田聯(lián)合站的應用

      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)。大部分中轉站都已經(jīng)投加過(guò)破乳類(lèi)藥劑,因此聯(lián)合站的綜合來(lái)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(guò)進(jìn)一步的藥劑處理結合沉降工藝，最后通過(guò)電脫水器的電場(chǎng)作用下脫出 9.7%~9.8% 的水。

3.1  聯(lián)合站的破乳劑種類(lèi)選擇

      由于聯(lián)合站的綜合來(lái)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(guò)的介質(zhì)，實(shí)際上再次通過(guò)投加普通破

乳性能的水溶性藥劑進(jìn)行處理已經(jīng)很難體現出較好的破乳效果，有些情況甚至會(huì )呈現出藥劑量投加過(guò)大反而形成乳化的現象，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(lèi)，一類(lèi)是以 W)O 型的乳化油，一類(lèi)是 O/W 型的游離水，因此在聯(lián)合站綜合來(lái)液閥組間的藥劑投加，應該選擇以側重這兩個(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介質(zhì)的處理減輕負擔。

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場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)情況，如果聯(lián)合站二段電脫水器的運行般相對較平穩而且脫后含水都能夠達到外輸原油的標準，那么針對這類(lèi)介質(zhì)則可以選擇反向類(lèi)破乳劑，側重點(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(guò)藥劑投加和游離水脫除器的綜合作用把污水指標控制到更好，通常通過(guò)藥劑投加一般聚驅介質(zhì)在經(jīng)過(guò)游離水脫除器沉降后放水含油一般能達到低于500mg/L，有的可以低于300mg/L，這樣一整套油氣集輸系統運行起來(lái)就會(huì )較平穩。

3.1.2  正向型藥劑的選擇

      還有一類(lèi)情況就是聯(lián)合站的電脫水器較脆弱，運行起來(lái)經(jīng)常波動(dòng)倒電場(chǎng)、放水跑油、垮場(chǎng)不易恢復等情況經(jīng)常發(fā)生，分析這類(lèi)情況主要原因是乳化油的導電性較強。油田生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到一類(lèi)較麻煩的情況就是前方出現作業(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，含有大量的細碎雜質(zhì)不易沉降大量聚結在油水過(guò)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雜，無(wú)法直接通過(guò)沉降使得含水達標乳化程度較為嚴重，經(jīng)常通過(guò)中轉站輸送至聯(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(guò)聯(lián)合站藥劑投加點(diǎn)投加藥劑，經(jīng)過(guò)沉降罐沉降剝離出乳化油中的機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的電脫水器。如果這一步?jīng)]有達到預想的處理效果，則這部分乳化較嚴重的介質(zhì)攜帶有大量的機械雜質(zhì)就會(huì )進(jìn)入電脫水器，從而造成電場(chǎng)的劇烈波動(dòng)使電場(chǎng)無(wú)法建立起高壓電場(chǎng)，使得乳化油中的乳化水無(wú)法脫出造成外輸高含水原油的產(chǎn)生。通過(guò)多年室內實(shí)驗以及對介質(zhì)的分析，一般通過(guò)離心法介質(zhì)的機雜含量超過(guò) 1%則電場(chǎng)會(huì )出現頻繁波動(dòng)甚至垮場(chǎng)不易恢復，因此在游離水脫除器段，選擇有針對性的破乳類(lèi)藥劑打破這層較難處理的乳化層非常有助于后續電場(chǎng)穩定運行。

3.2 油溶性破乳劑的應用

       許多聯(lián)合站在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )經(jīng)常出現電場(chǎng)波動(dòng)頻繁、倒電場(chǎng)無(wú)法恢復或者恢復后無(wú)法長(cháng)時(shí)間運轉等情況，這類(lèi)情況通常都是受到前方綜合來(lái)液介質(zhì)發(fā)生較大變化導致。其中一類(lèi)較明顯的事例就是污水站收油介質(zhì)通過(guò)中轉站輸送到聯(lián)合站的綜合來(lái)液，這部分介質(zhì)是日常污水系統通過(guò)長(cháng)時(shí)間沉降儲存在沉降罐頂部的油層，這部分油質(zhì)除了含有石油烴類(lèi)、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、蠟、固體顆粒、無(wú)機鹽和細菌等常規物質(zhì)外，還含有聚合物、堿、驅油用表活劑等物質(zhì)較難處理，通常在經(jīng)過(guò)一段破乳劑選型后仍無(wú)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一個(gè)藥劑投加點(diǎn)，一般會(huì )選用油溶型破乳劑。因為通常聯(lián)合站綜合來(lái)液在經(jīng)過(guò)一段處理后原油含水普遍會(huì )下隆至30% 以?xún)?，這一數據也符合油田用電脫水器的設計參數。根據乳化液轉相理論含水率小于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)行再分配后才能擴散到乳化液滴界面，它應完成兩種基本類(lèi)型的擴散運動(dòng)，即分子擴散和對流擴散或有向紊流擴散。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(guò)對某污水站的沉降罐內存了30d 的樣本和存60d 的樣本進(jìn)行分析，通過(guò)化驗就可以得知，黏度、含蠟、含膠量隨著(zhù)存放時(shí)間的延長(cháng)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進(jìn)行結合，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定的界面隔膜。原油在開(kāi)采和輸送的過(guò)程當中，對原油進(jìn)行了機械攪拌，同時(shí)原油中存在著(zhù)天然的乳化劑,這就構成了油和水能夠充分乳化并穩定，形成乳狀液樣的原油。通過(guò)重力沉降、加熱、化學(xué)等處理方法可以破壞油水界面的穩定性，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(lái)。由于老化油的存放時(shí)間過(guò)長(cháng)，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(lái)，無(wú)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(zhuān)門(mén)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 : 回摻處理、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)現狀，回摻處理和熱化學(xué)處理應用最為廣泛，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標

5  結束語(yǔ)

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