CN107057754A - 一种适合高含水率重质原油乳状液的破乳剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于高含水重质原油乳状液的破乳剂，该破乳剂包括聚醚类表面活性剂、阳离子聚合物及醇类溶剂的混合物。本发明的破乳剂对高含水重质原油有较好的破乳效果。与传统破乳剂相比，同等加药浓度下，油水分离速度明显更快，下层水质更好，同时可以明显降低破乳剂的用量。

Description

一种适合高含水率重质原油乳状液的破乳剂
技术领域
本发明涉及一种适合高含水率重质原油乳状液的破乳剂，属于原油生产加工技术领域。
背景技术
通常情况下，胶质沥青质含量高、原油密度较大的原油称为重质原油。原油中的胶质沥青质是天然的表面活性剂，在原油乳状液的稳定性中起主要作用，与胶质相比，沥青质所含的芳香羟基和芳香碳-碳双键较多，相对分子质量较大，粘度高，在油水界面形成的膜强度高，极易形成非常稳定的乳状液；同时重质原油油水密度差较小，原油聚结絮凝能力明显较弱，长期以来，重质原油在破乳脱水工艺上多存在投药量大、脱水温度高、脱水时间长等缺点，在当下油价低迷的市场环境下，严重阻碍了该类油田的持续开发。
我国目前生产应用的破乳剂以非离子聚醚为主，主要是基于不同起始剂下的环氧乙烷环氧丙烷的嵌段共聚物，部分专利再通过“改头，换尾，加骨，交联”等手段对传统破乳剂进行改性，这类药剂对常规原油有着较好的破乳性能，但是对重质原油，仍然存在着破乳不彻底、破乳速度慢等问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于高含水重质原油乳状液的破乳剂，该破乳剂能在现有嵌段聚醚破乳剂的基础上引进阳离子聚合物组分，有效提高原油聚结絮凝能力，极大的改善了现有破乳剂对重质原油破乳速度慢，对原油工艺处理设备要求高的问题。该破乳剂的制备方法简单，便于工业化生产，尤其适用于含水率超过60％以上的高含水率重质原油乳状液的油水分离。
本发明具体通过以下技术方案予以实现：
一种适合高含水重质原油乳状液的破乳剂，主要由聚醚类表面活性剂，阳离子聚合物及醇类溶剂组成，其中各组分的质量百分含量如下：
所述聚醚类表面活性剂的含量为有效含量的20-60重量％；
所述阳离子聚合物的含量为有效含量的5-40重量％；
所述醇类有机溶剂的含量为有效含量的5-40重量％；
所述的聚醚类表面活性剂以常规的多元醇为起始剂的聚氧乙烯EO(-CH2CH2O-)与聚氧丙烯PO(-CH2CH2(CH3)O-)的两嵌段或多嵌段聚醚；阳离子聚合物为有机胺与环氧氯丙烷线型聚季铵盐。所述的醇类溶剂为下列中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇。
在上述技术方案中，优选所述的聚醚类表面活性剂的含量为有效含量的40-60重量％；所述阳离子聚合物的含量为有效含量的10-25重量％；所述醇类有机溶剂的含量为有效含量的10-30重量％。
在上述技术方案中，进一步优选所述的聚氧乙烯链段与聚氧丙烯链段的重量比为2-5:1。
在上述技术方案中，优选所述的有机胺与环氧氯丙烷线型聚季铵盐的粘度为200-6000mPa.s，阳离子度为：2-10mmol/g。
本发明还提供了一种利用上述的破乳剂在高含水重质原油乳状液中的用途，其中所述高含水重质原油乳状液含水率应大于60％，密度在934-1000kg/cm3。
本发明所述的用途，所述的破乳剂的优选用量为50-250ppm，进一步优选用量为100-150ppm。
本发明提供的破乳剂采用具有协同增效作用的聚醚类表面活性剂和低分子阳离子聚合物为组分。该聚醚表面活性剂是多元醇为起始剂，具有亲油亲水多向性，易于快速分散到油水界面，破坏油水界面强度，另一方面阳离子聚合物压缩油滴表面双电层，促进油相聚结絮凝，加快油水分离速度，因此，本发明破乳剂对重质原油乳状液具有良好的破乳效果，与目前常用的破乳剂相比，可明显降低破乳剂在破乳处理过程中的用量，并大大减少了原油乳状液的油水分离时间。
具体实施方式
本发明一种适合高含水重质原油乳状液的破乳剂，主要由20-60重量％的聚醚类表面活性剂，5-40重量％阳离子聚合物及5-40重量％醇类溶剂组成，所述的聚醚类表面活性剂以常规的多元醇为起始剂的聚氧乙烯EO(-CH2CH2O-)与聚氧丙烯PO(-CH2CH2(CH3)O-)的两嵌段或多嵌段聚醚。
聚醚类表面活性剂的分子量可以为5000-25000，优选为10000-15000，形成聚醚过程中用作起始剂的多元醇为各种常规的醇类物质，如丙二醇、丙三醇，十八醇及新戊二醇中的至少一种。
阳离子聚合物为有机胺与环氧氯丙烷线型聚季铵盐，形成阳离子聚合物的有机胺为各种常规的有机胺，例如可以是三甲胺、三乙胺、十二烷基叔胺，二甲胺、二乙胺，二丁胺中的至少一种。
所述的醇类溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇中的一种或多种。
本发明所提供的破乳剂以水调节有效含量，配成40-70wt％的溶液
本发明提供了一种针对高含水率重质原油的破乳方法，该方法包括用本发明提供的破乳剂对高含水率重质原油的破乳处理。
上述高含水重质原油乳液应具有如下特征：
(1)含水率>60％；
(2)原油物性应属于重质油范畴：原油粘度应在100-10000mPa.s；
原油密度应在934—1000kg/cm3；原油馏分分析中，大于500℃的馏分组成范围应在35％—70％。
所述破乳剂的用量根据原油乳状液的不同，可以为50-250ppm，优选为100-150ppm；
本发明提供的破乳剂对高含水率原油的破乳处理，组分聚醚类表面活性剂与阳离子聚合物具有协同增效作用。在目前常见的原油处理工艺中，其药剂加注点应为原油一级分离器进口管线上，区别于现在阳离子聚合物通常加注在油田污水处理工艺上。两种组分的协同增效作用大大降低了药剂总用量，原油乳状液破乳后，脱水率更高，油水界面更清晰。
所述的破乳处理对操作温度没有明确的限定，可根据油田的现有工艺参数进行瓶试筛选评价，处理温度变化，药剂用量略有不同。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明破乳剂和高含水率重质原油的破乳方法。
(1)破乳剂的制备
将60重量份的聚醚类表面活性剂(分子量14400，EO/PO的质量比为2，起始剂为十八醇)、30重量份的阳离子聚合物(粘度：3000mPa.s，阳离子度为：6mmol/g，有机胺为二乙胺)和10重量份的甲醇均匀混合，用水配成有效含量为50％的溶液，制得破乳剂成品A1。
(2)破乳处理
以渤海某油田的原油乳状液的进行瓶试评价试验，同时与该油田在用破乳剂B1的破乳效果进行对比。该油田原油乳状液含水率为78％，密度为940kg/cm3，胶质沥青质含量共38％，大于500℃的馏分组成占比44％。油田现场仅加一种破乳剂B1，加药点位置在原油一级分离器进口管线上。
瓶试评价法参照中国石油天然气行业标准SY/T 5281-2000《原油破乳剂使用性能检测方法(瓶试法)》及中国海洋石油总公司企业标准Q/HS 2020-2004。评价温度75℃(油田现场操作温度)。
具体实验步骤为：
将准备好的原油乳状液样品倒入脱水试瓶管中，水浴加热，至温度恒定后继续恒温15min。用注射器向脱水试管中注入一定量的破乳剂，旋紧瓶盖后，将脱水试管颠倒2-5次，缓慢松动瓶塞放气后，重新旋紧瓶塞，用手工方式直接振荡。左手振荡100次后，缓慢松动瓶塞放气后，重新旋紧瓶塞。再换右手振荡100次，充分混合均匀后，松动瓶塞，并重新将脱水试管置于恒温水浴中静置沉降。
记录不同时间的脱出水量，30min(原油一级分离器的停留时间)后，观察记录污水颜色和油水界面状况。实验结果如表1所示。
表1原油的破乳实验结果
以上结果表明，本发明的原油破乳剂A1针对该油田在现场温度下具有良好的破乳性能，在用量为120mg/L时最终脱水率即可达到80％，略优于在用破乳剂B1加药浓度200mg/L时的破乳效果，A1的的用量为200mg/L时，最终脱水率可达90％，油水界面及水色质量都明显优于B1的破乳效果。
实施例2
(1)破乳剂的制备
将60重量份的聚醚类表面活性剂(分子量19700，EO/PO的质量比为4，起始剂为丙三醇)、30重量份的阳离子聚合物(粘度为：1600mPa.s，阳离子度为：5mmol/g，有机胺为十二烷基叔胺)和10重量份的甲醇均匀混合，用水配成有效含量为50％的溶液，制得破乳剂成品A2。
(2)破乳处理
以新疆某油田的原油乳状液进行瓶试评价试验，同时与该油田在用药剂的破乳效果进行对比。该油田原油乳状液含水率为85％，密度为950kg/cm3，胶质沥青质含量共33％，大于500℃的馏分组成占比47％。
油田现场原油一级分离器前分别加注破乳剂B2及反相破乳剂C2两种药剂，加药浓度分别为：B2-150ppm，C2-90ppm。
评价方法参照实施例1的步骤，不同的是本发明的破乳剂和现场在用的两种药剂配合使用的破乳效果进行对比，评价温度为82℃(油田现场操作温度)，破乳剂脱水时间为45min(原油一级分离器的停留时间)，实验结果如表2所示。
表2原油的破乳实验结果
以上结果表明，本发明的破乳剂针对该油田在现场温度下具有良好的破乳性能，加药浓度均为150mg/L时，最终脱水率可达92％，其破乳效果明显优于现场在用药剂的破乳效果。
实施例3
(1)破乳剂的制备
将45重量份的聚醚类表面活性剂(分子量10800，EO/PO的质量比为2.7，起始剂为丙三醇)、40重量份的阳离子聚合物(粘度为：2980mPa.s，阳离子度为：3mmol/g，有机胺为十二烷基叔胺)和15重量份的异丙醇均匀混合，用水配成有效含量为50％的溶液，制得破乳剂成品A3。
(3)破乳处理
以国外某油田的原油乳状液进行瓶试评价试验，同时与该油田在用药剂的破乳效果进行对比。该油田原油乳状液含水率为94％，密度为990kg/cm3，胶质沥青质含量共40％，大于500℃的馏分组成占比52％。
油田现场原油一级分离器前分别加注破乳剂B3及破乳剂C3两种药剂，加药浓度分别为：B3-180ppm，C3-60ppm。
评价方法参照实施例1的步骤，不同的是本发明的破乳剂和现场在用的两种药剂配合使用的破乳效果进行对比，评价温度为74℃(油田现场操作温度)，破乳剂脱水时间为50min(原油一级分离器的停留时间)，实验结果如表3所示。
表3原油的破乳实验结果
以上结果表明，本发明的破乳剂针对该油田在现场温度下具有良好的破乳性能，加药浓度均为150mg/L时，最终脱水率可达90％，脱水速度略好于油田在用药剂的油水分离速度，下层水质量相当。同等效果下，A3药剂用药量明显低于在用破乳剂的总用量。

Claims (6)

1.一种适合高含水重质原油乳状液的破乳剂，其特征在于，所述破乳剂包括聚醚类表面活性剂，阳离子聚合物及醇类溶剂；
其中所述聚醚类表面活性剂为有效含量的20-60重量％；所述阳离子聚合物为有效含量的5-40重量％；所述醇类有机溶剂为有效含量的5-40重量％；
所述的聚醚类表面活性剂以常规的多元醇为起始剂的聚氧乙烯EO(-CH2CH2O-)与聚氧丙烯PO(-CH2CH2(CH3)O-)的两嵌段或多嵌段聚醚；阳离子聚合物为有机胺与环氧氯丙烷线型聚季铵盐。
2.根据权利要求1所述的破乳剂，其特征在于，所述的聚醚类表面活性剂的含量为有效含量的40-60重量％；所述阳离子聚合物的含量为有效含量的10-25重量％；所述醇类有机溶剂的含量为有效含量的10-30重量％。
3.根据权利要求1所述的破乳剂，其特征在于，所述的聚氧乙烯链段与聚氧丙烯链段的重量比为2-5:1。
4.根据权利要求1所述的破乳剂，其特征在于，所述的有机胺与环氧氯丙烷线型聚季铵盐的粘度为200-6000mPa.s，阳离子度为：2-10mmol/g。
5.一种权利要求1所述的破乳剂在高含水重质原油中的用途，其特征在于，所述高含水重质原油含水率应大于60％，密度应在934-1000kg/cm3。
6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，所述的破乳剂的用量为50-250ppm，优选为100-150ppm。
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