探析破乳剂在油田组合装置中的应用

2013-04-12王军红延长油田股份有限公司永宁采油厂陕西延安717500

化工管理 2013年10期

王军红（延长油田股份有限公司永宁采油厂陕西延安 717500）

朱丽罗丹（延长油田股份有限公司西区采油厂陕西延安 717500）

引言：

油田作业开采中，原油含水是一个十分普遍的现象，但如不能有效的脱水，其危害也是十分严重的。开采过程中，原油和水同时从地层中经油管流向地面，并最终经管道输送到储油罐。这一过程中，油水混合液在流过喷油嘴、阀门、弯头、管道等地方时，均受到剧烈的机械剪切力而形成乳状液。用抽油机开采时，抽油机活塞的剪切更加剧烈，更易形成乳状液。对于化学方式采油，加入的表面活性剂与原油中的酸性化合物形成的表面活性物质具有较强的界面活性，可明显降低油水界面张力，使原油与水在油层内流动过程中形成乳状液。正是这类在原油开采过程中形成的复杂的较稳定乳状液，成为了原油破乳脱水的最大问题，为了打破这种稳定性，有效的去除乳化液中的水滴，加入破乳剂便成为了最有效的方法。

随着近年来油田开采技术的逐渐发展与成熟，各大油田企业纷纷采用较为先进的组合油气处理装置，通过这一组合工艺，一方面可以有效简化工艺流程，降低工程投资；另一方面可以有效整合原油开采的多道工序，提高开采效率，控制运行成本。但也正是这些先进的组合装置，对破乳剂提出了更高的要求。例如：组合装置的运行效率远高于传统装置，这就意味着破乳剂与油水混合液的接触时间更短，因此快速破乳，减少破乳的处理周期便成为了破乳剂的首要要求；另外，为了节约能源，降低能耗，低温破乳已逐渐成为主流；更强的适应性，克服破乳剂专一性强的缺点以适应不同地域不同性质的原油破乳等。

一、破乳剂的定义以及破乳机理

破乳剂是一种表面活性物质，其具有很强的活性，它能迫使原油乳化液界面膜强度减弱或破裂使水珠相撞、接触并相结合，从而从原油中通过沉降等方式分离出来。目前，油田中应用较多的破乳剂，按照破乳机理来划分，共分为正相吸附作用、反相乳化作用、反离子作用和“润湿”与“渗透”作用四种。其中：

正向吸附作用主要指通过破乳剂强的表面活性特点，使其聚集在乳化液的水界面上，从而最大限度的降低界面的自由能，使水滴可以较容易的脱离油包水型的界面膜实现破乳。当把乳化液加入到含水的原油中时，油水界面张力降低，表面自由能下降，油膜内的小水珠就会极容易的从油包水的界面膜中脱离，最终合并成大的水珠沉降分离出来；

反相乳化作用主要是针对油包水类型的乳化液，这类乳化液主要是原油中的环烷酸、沥青质等憎水乳化剂形成的，采用亲水性破乳剂，变油包水为水包油，借助转化过程以及水包油型乳化液的不稳定性来实现破乳；

反离子作用是通过改变乳化液中分散相的带电性，消除电荷，消除稳定性，从而实现破乳。在石油乳化剂中分散的水滴通常情况下带负电并吸附乳化液中的正离子，因此迫使石油乳化液带负电荷，从而形成均匀稳定的分散相。针对这种情况，通过加入电解质，迫使其中的正负电荷相互中和，从而达到破乳的效果；

“润湿”与“渗透”作用是借助表面活性剂的超强润湿渗透作用，透过油包水界面与水结合，达到分离沉降，破乳的效果。

二、传统破乳剂组合装置工艺中所存在的问题

以某油田安装的低渗透油田原油采出液处理组合装置为例。该装置整合了油气的分离、沉降、加热、脱水、缓冲五部分。在开采过程中，原油混合液首先进入组合装置上部的油气初分离室进行初分离，气体在经过捕雾器捕雾后输出，分离后的混合液进入火筒罩降压减速，一方面继续油气分离，一方面在经过火筒下部时进行水洗沉降分离，然后再经过火筒烟管加热后进入电脱水段脱水，脱水后的净化油落入缓冲室，最后流入导油管，污水则流入污水排管。老式的破乳剂在组合装置中失去灵活性和稳定性，使得电脱水段脱水效果欠佳，同时压裂液的胍胶严重污染水处理设备。