聚合物驱采出液破乳净水剂介绍

　　目前中国东部油田大部分已相继进入了高含水开采期，围绕提高原油采收率，三次采油技术发展很快。用化学剂驱油能有效地驱替水驱后的地层残余油，提高原油采收率，对东部油田的稳产具有重要意义。东部油田适合于聚合物驱油的地质储量相当可观，聚合物驱油技术已成为东部油田稳产增产的主要措施之一，也是油田开发后期的主要发展方向。注聚驱油与常规水驱相比，可提高原油采收率10%左右，经济效益明显。但是这些驱油技术的应用使原油的乳化程度越来越严重，造成油水沉降分离更加困难。

　　大庆、胜利等油田相继都开展了聚合物驱油，均发现由于采出液中聚合物含量高，导致原油脱水与污水除油困难，增加了处理成本，注聚采出液油水分离问题一直未能得到较好解决，影响了油田的正常生产。“九五”期间聚合物驱油技术的推广应用，使得“十五”期间聚合物驱油采出液总量大幅度上升。随着注聚规模的扩大及时间的延长，采出液中聚合物含量逐渐增多，采出液量逐年增大，其处理难度也在不断增加。根据目前现场反馈的生产情况看，传统原油脱水和污水处理技术已难以适应，大量含聚合物的采出液造成现有设备处理效率降低、使用寿命缩短。因此，为适应油田的发展，针对含聚合物采出液的油水分离进行科研攻关，形成相对完整的地面处理配套技术，可以为聚合物驱油技术的推广应用奠定基础。
　　针对东部油田聚合物驱采出液研制的油水分离技术是有效开展推广聚合物驱油的关键配套技术，它能解决聚合物驱采出液油水分离问题，使原油达标外输、污水达标回注；并能在一定程度上减少工程投资、节能降耗、方便生产管理，具有广阔的应用前景、较好的经济和环境效益。开展这项研究对整个东部油田稳产增产具有重大的现实意义，对全国其他油田也具有一定的指导意义。
　　在采出液处理过程中，由于常规化学剂不适用等原因，使处理效果较差，并造成站内部分设备运行效率低等问题。因此研制处理化学驱(主要针对聚合物驱采出液)采出液油水分离用的化学剂（油水分离剂）的任务显得十分迫切。该技术的研究应以相关的理论研究为基础，只有这样才能相对地从根本上解决这个难题。

1、聚合物驱采出液破乳净水剂的研制
　　对原油乳状液实施化学破乳的方法很多，哪种方法合适及投加什么样的化学剂，应根据实际乳状液的具体情况确定。
　　聚合物驱采出液静置，上层含水油相基本为W/O型乳状液，下层含油水相基本为O/W型乳状液。在显微镜下观察，可看出它是由W/O、O/W、W/O/W等复杂乳状液组成，其破乳难度大于单纯的W/O或O/W型乳状液。经过萃取处理的中间乳化层，显微镜下观察呈不规则多边形，乳化状态复杂且稳定。聚合物驱采出液沉降分离质量变差，表现为热沉降时间延长，油中含水和水中含油都明显增加。静置沉降分离，上部含水油相和下部含油水相之间出现严重的中间混合乳化层。这一混合乳化层与油相和水相间的界面随沉降时间的延长逐渐清晰且减薄，但一经扰动又变厚且无明显界面。
    根据聚合物驱采出液的稳定机理，项目组以聚合物驱采出液为研究对象，从以下四个方面利用正交试验方法开展研究工作，复配筛选油水分离剂：
　　①对于界面膜稳定为主的W/O乳状液，加入能降低界面膜强度的TDI扩链破乳剂；
　　②对于双电层稳定为主的O/W乳状液，加入能改变界面膜电性质，削弱双电层的化学剂；
　　③充分考虑这两类化学剂的配伍性和协同增效作用。
　　④应用油水界面改善剂调整油水分离后的宏观界面。
　　聚合物驱采出液是W/O型和O/W型等乳状液的混合物，现场发现O/W型乳状液影响较大，使脱出水含油量较高。在油水分离剂复配研究过程中，优化选择对处理O/W型乳状液有效的化学剂作为重要组分，使复配剂既可破坏W/O型乳状液，又可破坏W/O型乳状液。
　　采用正交设计方法安排试验，研究适合于聚合物驱采出液用的油水分离剂，同时兼顾其它因素对综合处理带来的影响。研制出了H系列聚合物驱采出液（W/O+O/W混合乳状液）油水分离剂。
2、破乳净水剂的特点
    该产品具有以下突出特点：
    a  脱水量大、净水效果好、外输水含油少；
　　b  油水界面齐，而且受振动影响不大；
　　c  水中聚合物的残留量大。
　　2、  系列破乳净水剂对大庆聚合物驱采出液的处理效果
    进110中转站的来液有5个计量间，来液量为3500 m3/d，含水92%，产油250t/d单井含聚合物最高550 mg/L。试验使用110中转站来液的含油水相和聚北1-7-P122井的含水油相作为研究对象，使用H系列油水分离剂、SP1002油水分离剂、CHAMPION油水分离剂进行对比试验。结果见图1-3。
　　照片说明：自左至右依次为空白、CHAMPION、 SP1002、H系列油水分离剂。

图1  脱水温度40℃，沉降30分钟

图2  脱水温度40℃，沉降45分钟

图3  脱水温度40℃，沉降60分钟

3、H系列破乳净水剂对胜利聚合物驱采出液的处理效果
　　胜利油田某联合站在聚合物驱采出液处理过程中，由于常规化学剂不适用等原因，使处理效果较差，脱出水含油约1700--2000 mg/L。使用H系列聚合物驱采出液（W/O+O/W混合乳状液）油水分离化学剂、XPR5085B化学破乳剂、现场用MPR-3高分子破乳剂、阳离子聚合物水处理剂进行对比试验，处理聚合物驱采出液（W/O+O/W混合乳状液），处理效果见图4。

图 4  不同药剂对聚合物驱采出液处理效果
（W/O+O/W混合乳状液）

东二联含聚采出液油水一体化处理矿场试验总结

　　孤东二号联合站设计能力50000m3/d，目前处理液量39000m3/d。来液进站温度40℃～45℃，综合含水96-97%，聚合物含量190.6mg/L。主要是聚合物驱和二元复合驱采出液，乳化稳定性强。
　　为了考察综合处理剂对东二联含聚采出液油水处理的适应性，并为下一步该站一体化工程改造方案的确定提供依据，自2013年3月13日17：00开始，在东二联现有工艺流程基础上，进行了综合处理剂的矿场应用试验，至4月27日试验结束。
一、试验基本情况
1、试验阶段
　　药剂替换阶段：3月12日下午17:00左右开始在东二联井排投加设计院综合处理剂，投加量为1.4吨，原油破乳剂保持不变；
药剂投加量初步优化阶段：3月20日井排综合处理剂降至1.3吨，分水器油出口破乳剂改为设计院破乳剂；3月25日原油破乳剂全部停止投加，更换为设计院破乳剂。
　　电脱水器投运与药剂继续优化阶段：3月24日电脱水器问题整改完毕进行了试运，25日起陆续正式投运电脱水器。
2、试验目标
（1）主要指标
现场试验各阶段目标

（2）检验试验前后注水管线结垢情况。
3、药剂使用情况
截止4月26日东二联一体化试验共进综合处理剂83.1吨，投加78.56吨，库存4.54吨，总费用189.468万元。详细进货情况见下表：
 

二、试验情况
　　从试验情况看，通过逐步降低药剂用量，在井排药剂用量降至1.0t/d以下，破乳剂投加0.15t/d时，总投加量与试验前基本持平，油水处理效果优于试验前。

试验期间综合处理剂实际加药量

1、原油含水指标试验情况
　　试验前，三相分离器出口油中含水79.5%，一次沉降罐出口油中含水42.5%，二次沉降罐出口油中含水37.3%，原油外输含水3.4%；试验平稳期间，三相分离器出口油中含水45.7%，一次沉降罐出口油中含水27.5%，二次沉降罐出口油中含水22.2%，原油外输含水0.4%；较试验前分别下降了33.8%、15.0%、15.1%和3%；脱水效率提高了34.5%、35.3%、40.5%和88.2%。

三相分离器油出口、一次沉降罐及二次沉降罐油出口原油含水变化曲线

外输原油含水变化曲线

2、污水指标情况
（1）污水含油情况
　　试验前，三相分离器出口含油2824.2mg/l，油站水罐出水856.6mg/l，一级除油罐出水含油378.2mg/l，外输污水含油245mg/l。试验过程中将井排药剂量降至0.9t/d、分水器出口破乳剂降至0.15t/d时效果最好，三相分离器出口含油2792mg/l，油站水罐出水611mg/l，一级除油罐出水含油177.6mg/l，外输污水含油154.1mg/l；较试验前分别下降32.2、245.6、200.6、90.9mg/l。

分水器出水、油罐放水及一次除油罐出水含油变化曲线

外输污水总含油变化曲线

外输污水乳化油含量变化曲线

（2）污水含悬浮物情况
　　试验前，1、2月份采油厂检测东二联外输污水悬浮物含量分别为21.4mg/l、16.9mg/l；试验期间采油厂检测外输污水悬浮物含量平均为34.6mg/l，在注水指标允许范围内。采油厂检测数据见下表：

3、电脱水器运行情况
　　3月24日电脱试运行正常后，25日正式运行，处理量逐步升高至35m3/h，由于放水不及时，导致电压不稳定，调整后通过20天连续试验，在逐步减少药量的情况下，增加电脱水器处理液量≥35 m³/h时，工频电脱水器运行平稳，电脱出口原油含水≤0.5%，达到试验目标。