关键词 原油破乳 抗乳化 破乳剂 交联复配 联合应用

                   塔河油田重质原油具有高粘度、高含沥青胶质 的特点,近年来其沥青、胶质含量逐渐升高,部分时期其总量超过 40% (图 1) 。 研究表明,影响重质原 油乳状液稳定性的主要因素为沥青质、胶质及地层的微固相等天然乳化剂和三采用油田化学助剂等 (图 2) ,这些物质在油水接触面降低了系统的表面 张力,形成一层稳定的界面膜,显著提高了乳液的 稳定性。

                        随着油田开发的不断深入,其不可避免地进入到 高含水期开发阶段,原油乳状液从低含水率时的油包 水型逐渐过渡到中高含水率时的油水互包型,乳状液中的油水关系更加复杂。 同时重质原油在开采过程 中大量使用注气、酸压等增产提高采收率技术,导致 采出液原油物性发生了较大变化,表现为原油粘度增 大、原油中微固相杂质明显增多。 X 衍射实验分析显 示二 号 联 原 油 中 含 有 SiO2 、 CaCO3 、 BaSO4 、 NaCl、 CaMg(CO3 )2和粘土矿物(图 3),这些微固相使原油 乳化状态更加复杂,原油脱水难度越来越大。 从国内外重质原油的化学破乳研究进展来看,主 要是以非离子的聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合物为 主,并辅以扩链、接枝、交联、离子化和复配等改性方 法[3 4] 。 单一的破乳剂易发生稠油再乳化、油水过渡 层致密且难以脱水等现象,已经很难达到实际要求的 破乳效果,而破乳剂复配能获得兼具两者优点的破乳 剂体系[5] 。 以季铵盐类破乳剂复配为例,通过改性 离子化的季铵盐类破乳剂复配,以其水溶性好和扩散 速度快的优势,其所带电荷可以有效中和油水界面的 负电荷,减弱界面膜强度,达到快速破乳的目的[6] , 破乳剂改性及复配已经成为一种简单、经济和高效的 方法[7 8] 。 本文首先对一系列油田常用的破乳剂进行破乳 性能评价,从中筛选出 2 ~ 3 个具有高活性的破乳剂。 然后依次对其进行交联复配和阳离子化改性,优化其 组成和结构,通过与目前油田使用的破乳剂进行比 较,进一步确认了此次复配及改性后药剂在塔河重质 原油破乳方面的效果,从而确定最佳的破乳剂合成工 艺及配方。 现场推广应用同样显示了该配方体系在 重质原油抗乳化破乳方面的优异性能。

                  1 实验部分

                  1. 1 仪器及试剂 

                   仪器:低温恒温磁力搅拌器,德国 IKA 集团;电 热恒温鼓风干燥箱,杭州奥科环境试验设备有限公 司;电子天平,岛津国际贸易(上海) 有限公司;恒温 水浴锅,杭州奥科环境试验设备有限公司。 试剂:丙酮(分析级,国药集团化学试剂有限公 司);氯化苄(分析级,国药集团化学试剂有限公司); 甲苯二异氰酸酯(分析级,TDI,国药集团化学试剂有 限公司);氯氧化磷(分析级,POCl3 ,国药集团化学试 剂有限公司);二甲苯(分析级,国药集团化学试剂有 限公司);DYA 系列,SLD 系列和 CMT 系列破乳剂 (工业级)均来自中国石油化工股份有限公司西北油 田分公司;原油乳状液来自西北油田分公司塔河油田 采油二厂。

                        1. 2 原油破乳实验
                     用搅拌装置对待测原油乳状液进行匀化,以蒸馏 法测定原油乳状液中的含水量,然后采用瓶试法[9] 测定破乳剂的性能。 破乳剂脱水测定条件如下:原油 乳状液 100 mL,破乳剂用量 100 mg / L,实验温度为 70 ℃ ,手摇次数 100 次。 

                     1. 3 破乳剂交联复配改性

                      将一定量的破乳剂 A 加入到溶剂二甲苯中,充 分溶解后加入交联剂(POCl3 ,TDI),随后将温度升至 60 ~ 70 ℃ ,搅拌 0. 5 h,加入等质量的另一破乳剂 B, 继续反应 3 h,反应结束后,将溶剂除去。 

                    1. 4 破乳剂的阳离子化 

                     将一定量的破乳剂加入到溶剂丙酮中,充分溶 解,加入破乳剂质量 10% ,15% ,20% 氯化苄。 然后 在 70 ℃下回流 12 h,以无水乙醚沉淀,得到阳离子化 改性季铵盐破乳剂。 

                       2 结果与讨论

                      2. 1 改性前破乳剂优选

                       以 CMT、SLD 及 DY 三种系列不同破乳剂为研究 对象,重点评价了不同起始剂浓度、不同环氧乙烷与 环氧丙烷质量比[m(EO) / m( PO)] 条件下 240 min 内塔河重质原油的脱水情况,如表 1—3 所示。 研究表明,破乳剂的 m(EO) / m( PO) 值处于或 接近最佳值时,才能达到最好的破乳效果[10] 。 以上 实验 结 果 显 示, SDL 和 DYA 系 列 中 的 SLD01 和DYA01 具有较好的破乳效果且产生的污水较清,适 合作为进一步改性和复配的破乳剂。

                       原标题：重质原油抗乳化破乳剂的研制及联合应用研究

                       原作者：任广欣， 周诗杰，李 堆， 张 鹏， 马有龙