一種新型反相破乳劑的合成及其應(yīng)用

涂云

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江524057）

油田開發(fā)進(jìn)入后期時(shí)，采出液含水率會(huì)急劇上升，污水處理量大幅度增加。目前，海上油田大部分采油平臺(tái)都已進(jìn)入高含水開發(fā)后期，油井采出液綜合含水率已超過90%，部分單井采出液綜合含水率已達(dá)到甚至超過95%。為了提高原油采收率，有些海上油田還實(shí)施了大規(guī)模注聚合物驅(qū)油技術(shù)。與油田開發(fā)初、中期的采出液相比，高含水開發(fā)期的采出液的性質(zhì)發(fā)生了較大變化，油水分離的速度明顯變慢，乳化油含水率上升，污水含油量上升，采出液處理難度增大，采出液由以往的油包水(W/O)型乳狀液為主轉(zhuǎn)變?yōu)樗?O/W)型乳狀液為主。目前使用的原油破乳劑主要以破油包水型乳狀液為主，在海上進(jìn)行油水處理時(shí)往往會(huì)有加藥量大、破乳脫水困難、破乳時(shí)間長等問題。海上油田平臺(tái)由于處理時(shí)間短、空間有限，要求處理的時(shí)間更短，而且平臺(tái)采出液中的污水經(jīng)處理后回注或者直接排海，這就對(duì)污水處理后水中含油(OIW)要求的更為嚴(yán)格。因此研制新型的針對(duì)水包油乳液的反相破乳劑對(duì)于海上平臺(tái)來說具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)合成

1.1 主要原料

單體：丙烯酸甲酯，乙二胺，環(huán)氧乙烷，環(huán)氧丙烷，催化劑；均為分析純，天津化學(xué)試劑廠生產(chǎn)。

1.2 反相破乳劑的合成

以乙二胺和丙烯酸甲酯為原料，合成星形大分子聚酰胺-胺中間體, 對(duì)端基進(jìn)行季銨化改性，最后與環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷進(jìn)行烷氧基化反應(yīng)制備了一系列具有多分支結(jié)構(gòu)的端基改性的反相破乳劑。

2 現(xiàn)場(chǎng)性能評(píng)價(jià)

2.1 產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)SY/T 0530-93 和SY/T 5797-93 以及SY/T 5329-94 的標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)產(chǎn)品的反相破乳性能進(jìn)行檢測(cè)，本文采用南海某油田水包油乳液進(jìn)行反相破乳實(shí)驗(yàn)。

2.2 產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)方法

南海某油田原有密度約為0.83g/cm3（20℃），其采出液的綜合含水率約為62.4%。取油田現(xiàn)場(chǎng)未受污染的綜合采出液作為本次實(shí)驗(yàn)的樣品，均勻的將100mL 樣品加入到100mL 精確刻度瓶，放入恒溫水浴鍋加熱到特定的溫度，用微量移液槍分別向100mL 精確刻度瓶加注一定量的反向破乳劑樣品，蓋緊瓶蓋，按照標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5797-93 的要求，平行震蕩刻度瓶200 次，放回水浴中，記錄不同時(shí)間點(diǎn)的脫水體積，待試驗(yàn)瓶中的油水分離過程結(jié)束，記錄觀察結(jié)果。最后抽取100mL 精確刻度瓶中的下層水樣，用便攜式水中含油分析儀檢測(cè)水中含油質(zhì)量濃度（mg/L）。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)小試評(píng)價(jià)結(jié)果

將新型反相破乳劑與市面上同類型產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證產(chǎn)品性能。選擇市面上三種反相破乳劑并將其重新編號(hào)為1#、2#、3#（其中1# 為當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)日常使用產(chǎn)品），藥劑加注濃度為油田現(xiàn)場(chǎng)濃度20mL/L，實(shí)驗(yàn)溫度為現(xiàn)場(chǎng)流程溫度55℃，設(shè)定的靜置時(shí)間為1min，5min，10min 和20min。首先考察油水分離效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果參見表1。

表1 不同反相破乳劑油水分離對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

表1 表明：同等加藥濃度下，新型反相破乳劑在靜置1min 時(shí)，已使實(shí)驗(yàn)乳化液油水大量分離，靜置10min 時(shí)實(shí)驗(yàn)乳化液油水分離已基本完成，且靜置后的油水界面清晰，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于其它藥劑。

靜置30min 后，抽取2～5 號(hào)實(shí)驗(yàn)瓶中下層水，與未加藥劑的現(xiàn)場(chǎng)水樣進(jìn)行對(duì)比，并檢測(cè)水中含油質(zhì)量濃度（mg/L），數(shù)據(jù)參見表2。

表2 不同反相破乳劑下層水質(zhì)對(duì)比結(jié)果

表2 表明：靜置30min 后，新型反相破乳劑的效果最好，下層水質(zhì)無色透亮，OIW 值相對(duì)其它藥劑最低，除油率最高。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)大試評(píng)價(jià)結(jié)果

為了進(jìn)一步驗(yàn)證新型反相破乳劑的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果，準(zhǔn)備新型反相破乳劑工業(yè)樣品到南海某油田現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試。新型反相破乳劑代替現(xiàn)場(chǎng)清水劑加注在油水處理系統(tǒng)前端。試驗(yàn)中連續(xù)取油田油水分離器、水力旋流器和氣浮選器生產(chǎn)水樣，使用現(xiàn)場(chǎng)水中含油分析儀檢測(cè)OIW 值，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)新型反相破乳劑的注入量進(jìn)行調(diào)整，試驗(yàn)數(shù)據(jù)參見表3，試驗(yàn)期間排海情況參見圖1 和圖2。

圖1 新型反相破乳劑加注濃度為20ppm 期間排海狀態(tài)

圖2 新型反相破乳劑加注濃度為17ppm 期間排海狀態(tài)

表3 南海某油田新型反相破乳劑現(xiàn)場(chǎng)大試OIW 平均值

現(xiàn)場(chǎng)大試結(jié)果表明，新型反相破乳劑在加藥量相同的條件下（20mg/L），油田現(xiàn)場(chǎng)各水相取樣點(diǎn)OIW 的平均值均好于現(xiàn)場(chǎng)在用藥劑；新型反相破乳劑加藥量為17mg/L 時(shí)，其處理效果與20mg/L的現(xiàn)場(chǎng)藥劑相似。新型反相破乳劑現(xiàn)場(chǎng)大試期間，排海水質(zhì)良好，海面無明顯油膜。

3 結(jié)論

1）以乙二胺和丙烯酸甲酯為原料，通過聚酰胺-胺的合成、端基的改性制備了一種新型反相破乳劑。

2）在水包油乳液中，新型反相破乳劑能夠快速的分散至油水界面，具有脫水速度快，脫出水清澈的優(yōu)點(diǎn)。

3）新型反相破乳劑與油田現(xiàn)場(chǎng)水處理設(shè)施配合使用后，處理后的水質(zhì)好，且加注濃度低，有效降低了油田生產(chǎn)成本，減少了海洋環(huán)境污染。