梁平，游書婷*，師朋飛，伍星光，余雨晗，熊明林

(1.重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院，重慶 401331；2.中石化西北油田分公司采油一廠，新疆 輪臺(tái) 841600；3.國(guó)家管網(wǎng)西南管道南寧輸油氣分公司，廣西 南寧 530000)

蘇里格氣田作為我國(guó)陸上最大整裝天然氣田，在開采過程中先后開展了泡沫排水采氣工程以排除井筒積液，提高單井產(chǎn)量。然而，泡排劑雖能提高泡排效果，但泡排劑與固體機(jī)械雜質(zhì)、水、凝析油等共存致使凝析油乳化嚴(yán)重[1-4]，這部分凝析油乳狀液直接排放會(huì)導(dǎo)致場(chǎng)站設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷增加和凝析油無法有效回收。

解決蘇里格氣田地面集輸系統(tǒng)難題的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)凝析油乳狀液的高效破乳。目前，人們針對(duì)原油化學(xué)破乳劑開展了大量的研究[5-11]。梅洛洛等[12]在評(píng)價(jià)原油乳狀液破乳效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，油溶性破乳劑對(duì)于油包水型乳狀液破乳效果更好；王瑞等[13]通過對(duì)比單體破乳劑及復(fù)配破乳劑對(duì)原油破乳脫水效果發(fā)現(xiàn)，復(fù)配破乳劑的破乳效果要優(yōu)于單體破乳劑；Ahmed等[14]在研究不同類型破乳劑的平衡比時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乳狀液中破乳劑的平衡比接近1時(shí)，可有效降低界面張力，提高破乳劑性能；王金娜等[15]使用破乳菌XH1考察不同接種量對(duì)O/W型乳狀液的破乳效果，發(fā)現(xiàn)接種量達(dá)到6%時(shí)，XH1的破乳效果最好，為最佳接種量。

在上述研究中，大都針對(duì)原油或稠油乳狀液，從破乳劑的類型入手評(píng)價(jià)破乳劑的破乳效果[16-20]；但針對(duì)含泡排液的凝析油乳狀液破乳問題的研究較少。有鑒于此，筆者進(jìn)行了不同類型破乳劑對(duì)凝析油乳狀液的破乳實(shí)驗(yàn)研究，得到不同實(shí)驗(yàn)條件下凝析油乳狀液的破乳規(guī)律以及最佳破乳劑用量，以期為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際提供理論指導(dǎo)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 主要材料

蘇y-7凝析油：水層的總礦化度為61 902.28 mg/L、pH值為6.25,含油量為378.42 mg/L；液樣油層的含油率為90.2%，含水率為9.5%。蘇里格氣田凝析油乳狀液為水包油(O/W)型乳狀液，其主要成分為C5～C24(表1)。

表1 凝析油組成

水溶性破乳劑620H型(陽(yáng)離子聚醚，橙紅色)和油溶性破乳劑620F型,蘇里格氣田；水溶性破乳劑620A型(環(huán)氧丙烷)、620B型(聚季銨鹽)、620C型(雙氰胺改性酚醛樹脂)、620G型(陽(yáng)離子聚醚，淺黃色)和油溶性破乳劑620D型(多元醇)、620E型(油酸聚氧乙烯醚),德州市凈源環(huán)?？萍加邢薰尽?/p>

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

采用SY/T 5281—2000《原油破乳劑使用性能檢測(cè)方法(瓶試法)》進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄其在不同靜置時(shí)間的乳化層、水層及油層的高度，同時(shí)觀察油水界面狀況及脫水水色，并以脫水率和破乳率為指標(biāo)評(píng)價(jià)破乳效果。

根據(jù)SY/T 5281—2000對(duì)不同破乳劑的單因素(加熱破乳實(shí)驗(yàn)，化學(xué)破乳實(shí)驗(yàn))和多因素(加熱化學(xué)破乳實(shí)驗(yàn))進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，然后優(yōu)選出兩種最佳的凝析油破乳劑按不同比例進(jìn)行復(fù)配比實(shí)驗(yàn)(表2)。

表2 破乳方案

2 結(jié)果與討論

2.1 單破乳劑性能實(shí)驗(yàn)

在加注濃度比為200∶1，記錄不同溫度下靜置不同時(shí)間的脫水率、油水界面狀況以及脫出水色等，結(jié)果見表3和圖1。

圖1 8種破乳單劑不同時(shí)間的破乳情況

從表3可知，當(dāng)溫度相同時(shí)，不同破乳劑的油水界面狀況和脫出水色不同。其中，在破乳溫度為25 ℃時(shí)，添加620B型、620C型和620D型破乳劑的乳狀液分為三層，即油層、水層以及油水混合的中間層；添加620A型、620E型和620F型破乳劑的樣品僅出現(xiàn)油層和水層，且添加620A型和620E型破乳劑的油層和水層均較渾濁，而添加620F型破乳劑的油層渾濁、水層較清。隨著溫度的上升，乳狀液的油層、中間層幾乎無變化，水層則隨著溫度上升逐漸澄清。

表3 不同破乳劑優(yōu)選

從圖1可以看出，就整體而言，8種單劑破乳劑對(duì)蘇里格凝析油乳狀液均有破乳效果且隨著溫度的升高而增大，但破乳效率卻有差異；在溫度相同時(shí)，隨著破乳時(shí)間的增加，破乳率逐漸提高。溫度為40 ℃時(shí)，620D型破乳劑和620E型破乳劑的脫水率均為93.8%，但乳狀液未完全分層，油層和水層的脫出色渾濁且油水界面不整齊。

事實(shí)上，不同破乳劑作用效果的差異究其根源在于破乳劑的類型不同。以620G和620H為例，其為水溶性破乳劑，而凝析油乳狀液為水包油乳狀液。當(dāng)把兩種破乳劑分別加入到乳狀液中后，破乳劑能夠較好地分散到乳狀液中，且破乳劑的非極性官能團(tuán)能夠較好地吸附在凝析油乳狀液表面，降低乳狀液的界面張力，從而促進(jìn)小液滴聚集，降低乳狀液的穩(wěn)定性，最終實(shí)現(xiàn)破乳。而對(duì)于油溶性破乳劑，當(dāng)加入到乳狀液中，其分散性較差，致使破乳劑與乳狀液不能充分混合，在促進(jìn)小液滴聚并以及降低乳狀液穩(wěn)定性方面也弱于水溶性破乳劑。因此，相比水溶性破乳劑而言，其破乳效果較弱。

2.2 復(fù)配破乳劑性能實(shí)驗(yàn)

將620G型破乳劑與620H型破乳劑分別按不同比例進(jìn)行復(fù)配，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)加注比例將其分別加入到乳狀液中，考察復(fù)配破乳劑對(duì)乳狀液在靜置、攪拌下的作用效果結(jié)果如表4、表5所示。

表4 復(fù)配破乳效果對(duì)比

表5 不同加注比例下的破乳效果

從表4可以看出，在靜置條件下，當(dāng)添加不同復(fù)配比例的破乳劑后，隨著靜置時(shí)間的增加，乳狀液高度逐漸降低，破乳效果逐漸升高;在攪拌時(shí)，也呈現(xiàn)出相同的規(guī)律。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，620G型和620H型破乳劑為1∶1時(shí)，破乳率是最低的；但隨著620G型或者620H型破乳劑用量的不斷增加，破乳率逐漸提高，當(dāng)620G型和620H型破乳劑的復(fù)配比例為1∶7時(shí)，充分?jǐn)嚢韬箪o置破乳率為80.0%，相比兩者的復(fù)配比例為7∶1時(shí)高了7.1%，且破乳后的油水界面整齊，脫出水色清晰，油層、水層、固體雜質(zhì)懸浮物完全分離。同時(shí)，當(dāng)620G型和620H型破乳劑的復(fù)配比例為1∶7時(shí)，靜置破乳率在3 h達(dá)到了62.9%，而充分?jǐn)嚢韬蟮钠迫槁试? h達(dá)到了78.6%，接近其破乳12 h的破乳率(80.0%)，表明攪拌破乳的效率要遠(yuǎn)高于靜置破乳。

由表5可見,當(dāng)加注比例相同，隨著破乳時(shí)間的增加，破乳率逐漸提高，其中200∶1的加注比例在4 h的破乳率達(dá)到了85%，而且比破乳0.5 h的破乳率提高了29%?？梢姡瑥?fù)配后破乳劑的破乳效率是先快后慢，在破乳4 h時(shí)，破乳率已達(dá)到了比較理想的效果，基本接近其12 h的破乳率。

當(dāng)破乳時(shí)間相同時(shí)，隨著加注比例增加，破乳率逐漸降低，其中在破乳0.5 h時(shí)，200∶1的破乳率為56%，400∶1的破乳率為53%，但600∶1的破乳率只有39%；隨著破乳時(shí)間的增加，200∶1的破乳率達(dá)到了85%，400∶1的破乳率為79%，而600∶1的破乳率僅比200∶1在0.5 h的破乳率高3%?？梢姡迫槁什慌c破乳劑的用量成正比，當(dāng)破乳劑的用量達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，破乳效果隨著加注比例的增加而下降。因此，破乳劑的最佳加注比例為200∶1。

綜上所述，充分?jǐn)嚢韬笃迫閮?yōu)于靜置破乳，復(fù)配后的破乳效果優(yōu)于單一破乳劑的效果。主要是因?yàn)槌浞謹(jǐn)嚢韬?，有利于破乳劑和乳狀液充分地接觸，加快破乳速度；兩種破乳劑由于協(xié)同作用，彌補(bǔ)了620G型破乳劑脫出水色較清的缺點(diǎn)，同時(shí)有利于提高破乳率。

3 結(jié) 論

a.5種水溶性破乳劑和3種油溶性破乳劑篩選結(jié)果表明：水溶性破乳劑對(duì)于水包油型乳狀液破乳效果更好，中間層薄且無絮狀物，基本實(shí)現(xiàn)破乳。

b.破乳劑復(fù)配結(jié)果表明：復(fù)配后的破乳效果優(yōu)于單一破乳劑的效果，620G型與620H型破乳劑的劑型配比為1∶7，加注比例為200∶1時(shí)的破乳效果較現(xiàn)場(chǎng)藥劑更優(yōu)，凝析油乳狀液完全分層，油層和水層的脫出色清晰且油水界面整齊。

c.凝析油液樣水層礦化度、pH值對(duì)乳狀液破乳效果的影響則需要在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步分析。