油田化学药剂-破乳剂

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量避免对流程造成影响,可以考虑将返出液分 流进入流程,减缓其影响; 4) 加入有效油水分离剂和助剂,减轻起泡剂对油 水分离的影响;
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典型破乳剂案例 聚驱返出液处理
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典型破乳剂案例
大庆油田
(资料来源:2009青岛 中国油田化学品发展研讨会 吴迪 报 告材料
外输
二滤后
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原油乳状液
1)原油乳化液的分散度 2) 原油乳化液的外观颜色 3)原油乳化液的密度 4)原油乳化液的粘度
此外,电性质是原油及其乳化液的又一基本物理性 质,常用介电常数、电导和电泳等参数来描述, 它对于判断乳化液的类型、稳定性,以及破坏乳 化液的方法都有重要作用。
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1)起泡剂主要成分为磺酸盐,具有很好的 起泡性和乳化性,同时加上氮气泡沫的搅拌乳 化,针对稠油而言,会大大加剧油水的乳化。
2)地层中运移的颗粒增多,主要为粘土颗 粒,增强油水乳化的界面强度,油水分离难度 加大。
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典型破乳剂案例
具体实施措施: 1)室内模拟实验,研究起泡剂对油水分离的影响; 2)备用事故罐或舱,作应急处理; 3) 在返出液返排初期,返排液中含水较高,为尽
时间
需要一定的时间,乳化液随时间的推移而逐渐变得稳定起来,乳化液的这种性质叫
做乳化液的“老化”。“老化”后的乳化液稳定性大大增强,不易破坏
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破乳剂作用机理
现场处理油水乳化液
热沉降 化学法 电场法
沉降罐 高效分离器 热处理器 电脱水器
油水分离
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破乳剂作用机理
1)破乳剂顶替作用
单Re位su名lts称a-fte序r 5号minutes of settling with inhibitor
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典型破乳剂案例
多元热流体返出液处理
—— 渤海稠油油藏(QHD32-6、SZ36-1)氮气泡沫压锥控水增油技术
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典型破乳剂案例
氮气泡沫压锥作业后,经过一定周期后,其 返出液进入流程,对油气水的处理产生很大的 影响。
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典型破乳剂案例
环烷酸-Naphthenic Acid的问题
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典型破乳剂案例
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典型破乳剂案例
解决途径: 加注大量的有机酸(如醋酸) 加注环烷酸盐抑制剂
Results after 30 min. of settling with Acetic acid
破乳剂本身具有较低的表面张力,有很好的表面活性 ,很容易被吸附于油水界面上,将原来的乳化剂从界面上 顶替下来,而乳化剂分子又不能形成结实的界面膜,因此 在有加热或机械搅拌下界面膜容易被破坏而破乳;
2)润湿作用
对于以固体粉末稳定的乳状液可加入润湿性能好的润 湿剂,改变固体粉末的亲水亲油性,使固体粉末从界面上 脱附进入水相或进入油相而使乳状液破坏
在酸性条件下,生成的界面膜机械强度较高,随PH值增加,界面膜的弹性和强度减弱 乳化液的稳定性变差
内相液珠 的分散度
水的分散度越大,乳化剂的吸附作用越强,而且布朗运动越激烈,就越能克服重力影 响不下沉,乳化液的稳定性就越高;原油中固体粉末的分散度越大,越不易从原油 中分离出来,乳化作用越激烈
原油中所含的天然乳化剂均匀分布于其中,当形成乳化液时,乳化剂向界面膜上移动
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破乳剂作用机理
高效破乳剂要求如下:
(1)较强的表面活性。表面活性高于天然乳化剂的 破乳剂分子能很快优先吸附在油水界面上,取代 天然乳化剂分子,降低液滴的界面张力和界面膜 强度。
(2)良好的润湿性能。有良好润湿能力的破乳剂分 子向乳化液滴扩散并渗透过固体粒子之间的保护 层时,降低它们的表面能.改变表面的润湿性能 ,破坏保护层上粒子之间的接触,使界面膜的强 度剧烈降低而破裂。
原油乳状液
影响因素
说明
如脂肪酸、环烷酸和部分低分子胶质,它们有较强的表面活性,分散度很高,易在内
低分子有机物
相颗粒界面形成界面膜。但由于分子量低,形成界面膜强度不高,形成的乳化液稳
定性较弱
高分子有机物
高分散 固体物质
如沥青、沥青质及羟基化合物,其表面活性较低。由于分子量高,具有稳定的结构在 内相颗粒界面形成较厚的、粘性和弹性较高的凝胶状界面膜,该膜机械强度很高, 使乳化液具有较高的稳定性
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破乳剂作用机理
高效破乳剂要求如下:
(3) 足够的絮凝能力。破乳剂的絮凝能力表征吸附在乳化 液滴界面的破乳剂分子吸引其它液滴的能力。具有足够 絮凝能力的破乳剂会使乳化液滴相互吸引,形成一束束 鱼卵状“聚集体”悬浮在原油中.促进乳化液滴的碰撞 和液膜的破坏.增加聚结的机会。
(4) 较好的聚结效果。乳化液滴的直径在从几微米到几百 微米的大范围内变化。只有当破乳刑具有足够的聚结能 力时乳化液滴表面膜破坏后,小滴才能立即聚结破大滴 ,在重力场作用下沉降,达到原油脱水的目的。
Naphthenic acid
Oil Phase
C
C
C
C
C
OO Interface
H
OO
H
H
OO OO H Me H
OO H
Water Phase O O Bicarbonate C
OO C
Metallic Soap
OO C
O
O
O
O OH
C Bicarbonate
O
Ion
R
R
C
C
OO OO
Me
Metallic Soap
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典型破乳剂案例
主要应对措施:
1)在实验的基础上,调整工艺参数,酸化反排 液分流进入流程中,减缓对油水处理流程的冲击; 2)高效油水处理药剂的开发,加大油水处理效 果; 3)调整酸化配方,配套残酸反排液处理药剂的 开发,减缓对流程的冲击。
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环烷酸-Naphthenic Acid的问题
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典型破乳剂案例
1)酸液中除了盐酸、氟硼酸外,还添加了各种添加剂(如互 溶剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂、助排剂、暂堵剂和 清洗剂等),这使得残酸酸液具有较低的界面张力,因而在不 同程度上加重了油水乳化。 2)残酸反排时,会将粘土颗粒等固体杂质从地下带出,此时 的油井产出液容易形成稳定乳状液。
4)碰撞击破界面膜破乳
在加热和搅拌条件下,破乳剂有较多机会碰撞液珠界 面膜或排替很少一部分活性物质,击破界面膜,使界面膜的 稳定性大大降低,因而发生絮凝、聚结。
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破乳剂作用机理
5)界面膜褶皱变形破乳
一般较稳定的油包水型乳状液均有双层或多层水圈,两 层水圈之间为油圈。新提出的机理认为液珠在加热搅拌下 ,破乳剂吸附于界面膜上,使界面膜发生褶皱变形变脆而 破坏,此时液珠内部各层水圈相互连通开始聚结,再与其 他液珠凝聚而破乳。
一滤后
过滤前
高效后
曝水后
原水
北一区断东试验区三元217试验站各工艺阶段水质状况
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在显著增加原油 产量和提高原油 采收率的同时, 化学驱替液中的 驱油化学剂和其 与油藏矿物及油 藏水的作用产物 也给油田地面设 施带来了采出液 油水分离和采出 水处理困难的问
题。
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典型破乳剂案例
采出水处理和回注中存在的主要问题:
在天然的乳化剂,如胶质、 沥青质、粘土、石蜡、石油 中的环烷酸等,可以吸附在 油水界面上,形成坚固的乳 化膜。
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原油乳状液
水包油型 O/W 乳化
油包水型 W/O乳化
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原油乳状液
固体颗粒增加其稳定性
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乳化液产生及破除的机理
油田中的乳化一般都是典型的油包水和水包油的乳化
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典型破乳剂案例
3)油藏地层矿物含有Al2O3、Fe2O3、FeS等多种金属氧化物, 酸化过程中都会与酸发生反应,生成AlCl3 、FeCl3和FeCl2等 酸溶性盐;酸液流经金属管柱时,也会因金属腐蚀产生FeCl2。 当酸化油井产出液与其它未酸化油井产出液混合或地面流程 加碱时,AlCl3、FeCl2和FeCl3发生水解或与碱发生复分解反 应,生成Al(OH)3、Fe(OH)3 、Fe(OH)2等胶体产物,这些胶体 产物会主要吸附在油水界面上,大大增强界面膜的强度,使 乳状液更加稳定。 4)金属氢氧化物会使原油乳化液的稳定性加强,未中和的残 酸和未充分水解的酸溶性盐则强烈增加产出液的导电性,严 重影响电脱水器工作。
破除乳化的过程一般分为两个阶段.
絮凝阶段
将细小的乳化颗粒聚合在一起从而形成比较大的颗粒 较大的颗粒快速上升或下沉
聚集阶段
达到破除乳化的目的
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原油乳状液
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原油乳状液
单颗聚集颗粒破乳过程示意图
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原油乳状液
水包油乳化破乳过程示意图
Formation of creamed layer
破乳剂相关知识介绍
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1Fra Baidu bibliotek
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目录
一、原油乳化液 二、破乳剂作用机理 三、典型破乳案例
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原油乳状液
原油处理使用化学药剂的作用是稳定生产工况及防止腐蚀, 提高原油脱水、脱气的效率,保证原油处理合格。
类型
作用
破乳剂 破坏乳状液的稳定性,改善油水分离效果
消泡剂 防止油液起泡、改善油气分离效果
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破乳剂作用机理
• 破乳剂的复配使用 • 药剂之间的相互作用 • 注入量和注入点的选择 • 油溶性破乳剂和水溶性破乳剂的选择 • 原油破乳剂的安全要求
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破乳剂作用机理
• 随着开采的原油中中质油(稠油)的比例增加,强 化采油的乳化液比较顽固,破乳难度加大,原油 破乳剂不断向提高破乳能力、降低破乳温度、 适应性强,使用方便的方向发展。
防腐剂 防止或延缓原油处理设施受油井产出腐蚀物的腐蚀
降凝剂 降低原油凝固点,防止管线原油冻结
反相破乳 使含油污水中的微小有机颗粒絮状凝成较大粒子,

使之沉降下来,达到净化污水的目的
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原油乳状液
1)有油和水两种互不相溶的 液体同时存在;
2)适当的搅拌和混合条件 3) 有乳化剂存在,原油中存
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破乳剂的筛选方法
A 原油组成与水清、油净的 关系
B 化学破乳剂合成段数与水 清、油净的关系
C 引发剂结构与脱水能力的 关系
D 合成物分子量与脱水效果 的关系
E HLB值(亲油亲水平衡值) 与破乳性能的关系
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破乳剂的筛选方法
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典型破乳剂案例
酸化原油乳化稳定机理和脱水困难原因分析
如粘土、砂粒和高熔点石蜡等。这类乳化剂形成的界面膜机械强度很高,所以乳化液 的稳定性也很高
温度 水的PH值
随着温度升高,原油粘度下降,水滴易于沉降;有些天然乳化剂(如石蜡、胶质等) 在原油中的溶解度增加,使界面膜上乳化剂减少,致使其强度下降,易于破碎;内 相颗粒体积膨胀,使界面膜变薄,强度减弱;加剧了内相颗粒的布朗运动,碰撞加 剧,易于合并成大颗粒而沉降
• 新型高效破乳剂类型:改性烷基酚醛树脂聚醚 破乳剂;含硅聚醚破乳剂;聚磷酸酯型破乳剂 ;烷基奈磺酸的咪唑啉盐型破乳剂;超高分子 量聚醚破乳剂;复配破乳剂;水包油型破乳剂 等等
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破乳剂的筛选方法
室内筛选实验方法: 瓶试法 行业标准:SY/T 5281-2000 《原油破乳剂使用性能检测方法(瓶 试法)》
采出水粘度大,含油量和悬浮固体含量高,重力沉降除油和悬浮 固体效果差,所需沉降时间大幅度延长, 需要新建大量采出水处 理设施;
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破乳剂作用机理
分散:破乳剂必需在溶剂的帮助下通过原油的搅动充 分分散。
扩散和替代:分散均匀的要通过进一步扩散到达界面 膜,并替代原有的活性物质。
界面膜的破坏:破乳剂替代原有的活性物质后,界面 膜局部表面张力发生变化而使界面膜变得不稳定。
液滴合并/凝聚:由于布朗运动或其它力量使液滴碰 撞时,液滴间合并并逐渐形成大液滴,此过程又称 为凝聚。
水相沉降(油相上浮):小液滴凝聚成大液滴后,在 重力作用下,水相沉降,油相上浮,两相分层,完 成破乳。
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破乳剂作用机理
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破乳剂作用机理
1) 脱水率 2) 出水速率 3) 油一水界面状态 4) 脱出水的含油率 5) 最佳用量 6) 低温性能 7) 副作用
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破乳剂作用机理
3)絮凝—聚结作用
由于非离子破乳剂具有较大的分子量,在加热和搅拌状 态下分散在乳状液中,会引起细小的液珠絮凝,使分散相的 液珠集合成分散的团粒。在团粒内各细小的液珠仍然存在, 随后的聚结过程是将这些松散的团粒聚结成一个大液滴,当 液滴长大到一定直径后,因油水相对密度的差异,油水相互 分离
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