含聚稠油破乳剂应用探究

含聚稠油破乳剂应用探究

刘旭峰

中海石油（中国）有限公司天津分公司  天津市  300452

摘要

聚合物驱油技术是一种经济、高效、环保的油田增产技术，在石油行业中得到了广泛应用。该技术在提高采收率的同时，增强了原油的粘度和乳化稳定性，加大了脱水难度，减弱了常规破乳剂对含聚稠油的破乳效果。含聚稠油破乳剂的研发和应用对于提高油井采油效率、降低生产成本具有重要意义。

关键词：含聚稠油；破乳剂；应用探究；脱水速率

1.概述

1.1聚合物驱油技术

聚合物驱就是三次采油技术中化学驱的一种，是指在注水保持油层压力的基础上，把聚合物添加到注入水中，提高注入水的粘度，降低驱替介质流速，降低水油流速比，提高水驱油波及系数的一种改善水驱的方法。在开采的过程中，这些聚合物会随着井底油流一起被采出，进入到后续的处理流程中。这种含有聚合物的稠油便被称为含聚稠油。

1.2含聚稠油的处理特征

含聚稠油的处理特征主要体现在其高粘度、高乳化稳定性和复杂的综合性质上。

1）粘度更大

聚合物分子量大，其强大的分子间作用力导致乳状液中的聚合物分子更容易相互纠缠和连接，进而增加了乳状液的粘度。此外，当水的硬度较高时（即含有大量的钙、镁等离子），这些离子会与乳液中的聚合物发生相互作用，产生更多的分子间作用力，进一步增加乳状液的粘度。

2）乳化稳定性更强

含聚稠油乳化稳定性更强的原因主要来自于聚合物的添加、表面活性剂的选择、乳化技术的优化以及油水比例的调整等多个方面的综合作用。聚合物通过吸附在油水界面上，形成一层坚固的膜，有效地阻止了油滴的聚并，另外表面活性剂能够降低油水界面的张力，从而增强了乳化稳定性。

3）常规破乳剂的破乳效果差

资料显示，含聚稠油是复杂的混合乳化分散体系。聚合物降低了界面张力，增强了界面膜的强度，具有更强的稳定性。因此常规破乳剂在含聚稠油破乳脱水中的效果是不理想的，需要研制有着多项优势的新型含聚稠油破乳剂。

2. 含聚稠油破乳剂

2.1含聚破乳剂的作用机理

含聚稠油破乳剂主要由高分子聚合物、表面活性剂和助剂等组成。含聚稠油破乳剂的主要作用是通过破坏乳状液的稳定性，使油、水、聚合物等组分得以分离。其作用原理如下：

1）降低界面张力

破乳剂能够降低油水界面张力，使乳状液中的油滴和水滴易于聚并，从而破坏乳状液的稳定性。

2）改变乳状液类型

破乳剂能够改变乳状液的类型，将原本稳定的W/O（水包油）或O/W（油包水）乳状液转变为易于分离的类型。

3）吸附和桥联作用

破乳剂中的活性成分能够吸附在油水界面上，通过桥联作用将油滴和水滴连接起来，形成大颗粒，便于沉降和分离。

2.2破乳剂的脱水性能指标

破乳剂脱水性能的优劣，一般参考以下几项脱水性能指标：

(1)脱水率

原油乳化液在规定的静置沉降时间内，原油中脱出水量与原油脱水前水含量之比。

 (2)出水速度

原油乳化液在单位静置沉降时间内的脱水速率。不同种类的破乳剂出水速度也不尽相同。大体分为恒速、先缓慢后快速、先快速后缓慢三种情况。

(3)油水界面状态

原油乳化液静置沉降形成的油水界面通常不是泾渭分明的一条线，而是具有一定厚度的过渡层。如果破乳剂在含聚稠油的处理过程中仅形成时间短且薄的过渡层，则该破乳剂的性能愈优越。

(4)脱出水的含油率

在规定的静置沉降时间内，原油乳化液脱出的水中含有油的质量百分比，即：脱出水的含油率=脱出水中含油质量/脱出水质量×l00％。脱出水的含油率越低，说明原油乳化液在沉降脱水过程中造成的原油损失越少，且后续含油污水的处理负荷越小。脱出的污水含油率越低，破乳剂性能愈佳。

(5)最佳用量

破乳剂在处理原油乳化液的过程中，在满足原油脱水率要求的前提下，所消耗的破乳剂量最少，称之为破乳剂的最佳用量。最佳用量越少，破乳剂的消耗成本越低，相对破乳剂的性能也就越好。

 (6)低温脱水性能

性能优越的破乳剂应对低温工况有较好的适应性和脱水性。从而降低原油脱水设备在确保工况温度上的能源消耗，以及集输过程中的蒸发损失，实现节能降耗，提质增效。

2.3含聚稠油破乳剂脱水效果的影响因素

含聚稠油破乳剂的应用效果受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：

1）破乳剂种类和浓度

不同类型的破乳剂对含聚稠油的脱水效果有显著差异。选择适合油样性质的破乳剂至关重要。同时，破乳剂的用量也是影响脱水效果的关键因素。过少可能导致脱水不彻底，而过多则可能引发其他问题，如增加处理成本或对环境造成不良影响。

2）处理温度和时间

油液温度是影响破乳效果的重要因素。适当提高油液温度可以降低原油的粘度，使破乳剂更容易进行有效扩散与渗透，从而提高脱水效果。

3）稠油性质和组成

稠油的性质和组成对破乳剂的选择和应用也具有重要影响。不同来源和性质的稠油可能需要使用不同类型的破乳剂，以达到最佳的处理效果。

4）聚合物

聚合物对稠油的沉降脱水效果产生显著的负面影响。它使油珠和颗粒间静电斥力增加，负电的聚合物分子会吸附于油珠和悬浮颗粒表面，使得它们之间的静电斥力增强。这种斥力增加会导致油珠和颗粒间难以聚并和絮凝，从而严重影响油水的沉降分离。同时使得乳化液的水化层厚度增加，同时增强界面膜的强度。这种变化会导致表面张力增大，使得水滴在互相碰撞中破裂而聚集成大水滴的机率减小，从而更难于破乳。

3.某终端厂含聚稠油破乳剂应用案例

性能优越的破乳剂可以提升含聚稠油的脱水速率，降低原油电脱水器的脱水负荷。某终端厂经过多轮试验筛选，确定了多元醇嵌段聚醚破乳剂作为新型的含聚稠油破乳剂。该新型破乳剂投用后，沉降罐油相出口含水率由7%降至3%，且油水界面清晰，脱出水的含油率低，大幅降低了污水处理系统的负荷。

4.含聚稠油破乳剂的优化策略

使用含聚稠油破乳剂时，需要根据油田采出液的具体成分和性质，选择合适的破乳剂类型和浓度。同时，还需要注意破乳剂的添加方式和处理工艺，以确保其能够有效地发挥作用。为了提高含聚稠油破乳剂的应用效果，可以采取以下优化策略：

1）研发新型高效破乳剂

针对含聚稠油的特点，研制推广具有利于环境改善、降本增效、节能降耗的新型破乳剂，不断提高原油脱水效率，降低污水处理负荷。

2）优化处理工艺条件

通过调整处理温度、时间、搅拌速度、加注点的位置等工艺条件，使破乳剂的作用得到充分发挥，提高处理效果。

3）综合利用多种处理方法

将破乳剂与其他化学剂或物理方法相结合，形成一个完整的处理体系，实现油、水、聚合物等组分的有效分离。

五、结论

含聚稠油破乳剂的应用是油田生产中的重要环节，对于提高稠油处理效率、降低成本、保护环境具有重要意义。通过深入研究破乳剂的作用机制、影响因素以及优化策略，我们可以为油田生产提供更为高效、环保和经济的解决方案。未来，随着油田开采技术的不断进步和环保要求的提高，含聚稠油破乳剂的应用研究将具有更加广阔的前景和深远的意义。

参考文献

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