由于石油行业的竞争愈来愈激烈, 破乳剂的质量在不断提高的同时, 我们希望原油脱水的综合成本能够越低越好。破乳剂是一种表面活性剂, 其破乳效果和原油组分、性质有很大关系, 所以要依照油田现场原油组分、性质来选择合适的破乳剂。稠油脱水作为油田中原油集输过程的一个重要环节, 与其他各个生产环节都是密切相关的。伴随石油工业的不断发展, 对于原油破乳剂的需求量越来越大, 对于破乳剂的质量要求越来越严格, 一些普通的原油破乳剂已远远满足不了油田生产的要求。故我们应该对原油破乳剂进行深入研究, 争取能够研发出效率高、价格低且稳定的原油破乳剂。对原油破乳剂的正确选择和合理利用, 不仅仅能够使原油有效的破乳及脱水, 还能节约大量的人力、物力和财力资源, 所以原油破乳已经迫在眉睫[1,2]。
实验仪器包括:恒温水浴锅、电子天平、烧杯、玻璃棒、温度计、量筒、比色管、移液管、洗耳球等。
实验试剂包括:破乳剂、清水。实验所用破乳剂见表1。
本实验采用瓶试法[3]。首先, 将制得的原油乳状液分别倒入容量为25m L的几个比色管中 (具体数量根据实验组数来定) , 然后将比色管全部放进温度为70℃的恒温水浴锅中预热30min左右, 预热完成之后就用移液管向每一个比色管中加入0.25m L的破乳剂[2]溶液, 用手上下摇200次 (2min之内完成) 。摇匀之后将比色管再放入温度为75℃的恒温水浴中进行恒温脱水, 记录5min、10min、30min、60min、90min的脱出水量, 并记录油水界面及脱出污水水色情况。
根据上述的实验数据以及对于实验数据的分析可以得出:
(1) 恒台双峰2505的脱水量大、污水水色清, 但脱水速度不是最快, 在所有破乳剂中效果最好;
(2) 恒台双峰1501脱水量较大、污水水色比较清澈, 效果次于恒台双峰2505;
(3) HG-41脱水速度快、脱水量较大, 但污水水色较浑浊;
(4) 其它破乳剂的破乳效果相对较差
该实验选用在破乳单剂评价实验中脱水效果最好的破乳单剂恒台双峰2505。具体的实验方法与单剂评价实验相同。
根据实验数据可以得到:当恒台双峰2505的剂量在0.05m L左右最终脱水效果最好, 不仅脱出污水颜色很清, 脱水速度也没有特别慢, 且成本最低。当2505剂量大于0.05m L时脱水效果没有得到的明显提高。从表中还可以看出该破乳剂脱出污水水色都很清澈, 且界面整齐。
该实验我们采用了双剂复配[4,5]和三剂复配两种复配方式。对筛选出的3种效果相对较好的破乳单剂, 按照一定比例进行双剂复配实验和三剂复配实验, 脱水温度仍然取为75℃, 实验时间定为90min, 具体的实验步骤与单剂评价实验步骤是相同的, 实验具体数据见下表。通过实验结果, 对比复配破乳与单剂破乳的效果, 选出效果最好的破乳剂。
(1) 三剂复配实验
该实验采用的三种破乳剂是根据单剂评价筛选出来的效果比较好的恒台双峰2505、恒台双峰1501和HG-41, 分别按照恒台双峰2505:恒台双峰1501:HG-41的比例顺序进行剂量的加注, 实验方法与单剂评价实验方法相同, 加剂配比表见表4。
(2) 双剂复配实验
该实验采用恒台双峰2505和HG-41、恒台双峰2505和恒台双峰1501、恒台双峰1501和HG-41三种方案, 实验结果图如下所示, 实验方法与单剂评价一样。
根据实验数据可以得到以下的结论:
(1) 恒台双峰2505与HG-41复配效果最好, 脱水速度快且水色清;
(2) 恒台双峰1501与HG-41复配效果不佳, 水色很浑浊;
(3) 恒台双峰2505与恒台双峰1501复配时脱水速度很慢, 水色比较清澈。
本文正交实验[6]采用的评价指标是原油脱水量 (脱水率) , 该实验考虑影响破乳剂脱水的四个因素分别为沉降时间、脱水温度、添加剂量以及复配比例 (该实验选用2505和HG-41) 。同时对每个实验因素选择三个水平, 该实验不考虑三个影响因素之间的交互作用, 因此可以将这个因素随机地分配在表格中的列中。具体实验步骤与破乳单剂实验步骤相同, 实验数据采用正交设计助手进行处理, 实验具体数据见数据分析表。通过分析实验结果, 达到优化破乳条件的作用。
分析实验数据可以得出:
(1) 脱水温度控制在75℃左右, 2505和HG-41的复配比例为1:2, 加破乳剂的量为20m L/L, 沉降时间为90min时能达到良好脱水效果。
(2) 通过对实验数据进行极差分析, 可以得出脱水温度对于脱水效果的影响最大, 其次是复配比例, 然后是沉降时间, 最后就是添加剂量。这个结论告诉我们, 在实际应用时一定要分清主次, 使脱水效果最好。
(3) 复配后的破乳剂脱除污水清洁, 油水界面齐整。
(1) 当利用恒台双峰2505和HG-41进行破乳剂复配实验时, 可以发现不仅脱水速度非常快, 污水水色也很清;用恒台双峰1501和HG-41进行复配时, 脱水速度比较快, 但是污水水色很浑浊;用恒台双峰2505和恒台双峰1501复配时, 脱水速度和污水水色效果处于两者之间。
(2) 通过正交实验可以得出, 当破乳剂恒台双峰2505:HG-41的比例为1:2, 脱水温度控制在75℃, 沉降的时间选择90分钟比较合适。
(3) 通过对实验数据进行极差分析, 可以得出脱水温度对于脱水效果的影响最大, 其次是复配比例, 然后是沉降时间, 最后就是添加剂量。这个结论告诉我们, 在实际应用时一定要分清主次, 使脱水效果最好。
摘要：依据原油破乳剂性质及复配原理, 采用室内瓶试法为XJ某区块稠油筛选出性能较好的破乳剂。首先利用瓶试法从15种商业破乳剂中筛选出效果最好的3种破乳剂, 再对筛选出的三种破乳单剂按照一定比例进行复配, 从中筛选出复配效果最好的实验组并加以分析, 最后进行四因素三水平的正交试验。通过实验得出:当脱水温度控制在75℃左右, 恒台双峰2505与HG-41复配比例为1:2, 添加剂量为60m L/L, 沉降时间为90min时效果最好。通过对实验数据进行极差分析得出:脱水温度对于脱水效果的影响最大, 其次是复配比例, 再次是沉降时间, 最后是添加剂量。在实际应用时一定要分清主次, 使脱水效果最好。
关键词：XJ某区块,稠油,破乳剂,瓶试法,复配,正交
[1] 段培珍, 刘青惠, 丛生伟.青海油田原油破乳剂应用研究[J].青海石油.2010 (04) .
[2] 胡刚.大庆油田原油破乳剂应用现状[J].中国洗涤用品工业.2011 (03) .
[3] SY/T5281-2000, 使用性能检验方法 (瓶试法) [5].北京:油工业出版社, 2000.
[4] 王晋飞.关于原油破乳剂筛选的研究[J].化工管理.2014 (12) .
[5] 刘佐才, 崔秀山, 高照连等.复配原油破乳剂研究[J].油田化学, 2001, 18 (2) :141-143, 169.
[6] 王晓宁, 刘志明.正交实验法优选原油破乳剂的研究与应用[J].化工管理, 2013, 10 (2) .
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