一種油田複雜油水乳狀液的高效處理方法與流程
2024-01-25 20:46:15
本發明屬於石油領域，具體涉及一種油田複雜油水乳狀液的高效處理方法。
背景技術：
在油田的採出液處理過程中，經常面臨各類複雜油水乳狀液的破乳脫水難題。特別是對於稠油油田、化學驅油田等，由於原油乳液中的天然乳化劑(主要是蠟晶、瀝青質、膠質、環烷酸等)，以及廣泛應用的高分子驅油劑(主要是驅油聚合物、表面活性劑等)，採出的原油乳狀液穩定性極強，導致破乳脫水效果逐漸變差，並帶來了系列後續問題。一方面，破乳脫水過程中，在油水界面上會形成一層非常穩定的特殊油水乳化層(又稱中間過渡層)，該乳化層界於上部油層和下部汙水層之間，屬於一類難以分離的油水多相混合物。目前，該乳化層的厚度呈逐漸變厚趨勢，嚴重影響電脫水器等設備的處理效率。另一方面，由於原油破乳脫出汙水的含油量很高，由原油處理系統進入汙水處理系統後，無法及時有效處理，在汙水處理設備頂部形成了大量的高穩定性老化油。該類老化油為油水乳化程度很高的油包水型、油包水包油型等複雜乳狀液，再次經破乳劑處理時脫水困難。由此可知，複雜油水乳狀液的高效破乳一直是油田生產迫切需要解決的關鍵難題。
目前，研究人員針對複雜油水乳狀液的破乳脫水問題開展了大量工作，主要集中於各類破乳劑、反相破乳劑等藥劑的研製。由於原油乳液在破乳脫水時，對破乳劑及反相破乳劑有明顯的選擇性，對某些油田或油井非常有效的破乳劑，對其他油田或油井卻未必有效。同時，絕大多數破乳劑無法避免特殊油水乳化層、老化油的形成，處理此類複雜油水乳狀液也需要新的技術和方法。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種油田複雜油水乳狀液的高效破乳脫水方法，該方法是基於複雜乳狀液的油水界面特點，通過加入小分子物質來配合破乳劑的使用，有效改善界面相的極性環境、降低界面張力，並對原油中的乳化劑起到增溶作用，顯著降低乳狀液的穩定性。
本發明所提供的油田複雜油水乳狀液的高效破乳脫水方法，包括如下步驟：
1)將破乳劑加入到原油中，混勻，得到初步處理的原油；
2)將烷烴、醇及醇醚的混合物加入到上述初步處理的原油中，混勻，即可。
上述方法步驟1)中，所述破乳劑可為以胺類或醇類為起始劑的嵌段聚醚、烷基酚醛樹脂嵌段聚醚、酚胺醛樹脂嵌段聚醚、烷基矽氧烷嵌段聚醚中的一種或多種；所述破乳劑與原油的配比可為30～200mg：1L。
步驟2)中，所述烷烴、醇及醇醚的混合物由烷烴、一元醇或多元醇、醇醚或醇醚酯三種組分構成；
其中，所述烷烴可為正丁烷、異丁烷、正戊烷、正己烷、環己烷中的一種或多種；所述一元醇或多元醇可為環己醇、異己醇、1,2-丙二醇、丙三醇、正丁醇中的一種或多種；所述醇醚或醇醚酯可為乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一種或多種；
所述烷烴、醇、醇醚的質量比依次為1：(2～5)：(3～9)，具體可為1:2:4、1:2:6、1:3:8、1:5:9；
所述烷烴、醇及醇醚的混合物與初步處理的原油的配比可為10～80mg：1L。
上述方法步驟1)～步驟2)中破乳脫水溫度可為45～90℃，具體可為65℃、75℃。
上述方法在原油開採中的應用也屬於本發明的保護範圍。
本發明提供的油田複雜油水乳狀液的高效破乳脫水方法，專門針對單獨採用破乳劑脫水後易形成的特殊油水乳化層(中間過渡層)、老化油等，在不改變原有破乳劑的使用種類、使用方式的基礎上，配合使用特殊組成的烷烴、醇及醇醚的混合物，可有效破壞油水乳化層的界面膜穩定性，改變界面相的極性環境，並對瀝青質、膠質、聚合物等起到增溶作用。利用本發明提供的方法，可大幅提高破乳劑對原油、老化油的脫水率，降低脫後汙水含油量，減少或消除複雜油水乳狀液的形成。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發明進行說明，但本發明並不局限於此。
下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法；下述實施例中所用的試劑、材料等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
下述實施例中所用的油田原油分別由稠油油田C和注聚油田P提供，分別為原油綜合管匯的採出液，含水率分別為53％和34％。其中，稠油油田C的原油中膠質含量約33％，瀝青質含量約12％；注聚油田P的原油中膠質含量約25％，瀝青質含量約7％，產出聚合物濃度230mg/L。
所用的破乳劑分為2種：一是多乙烯多胺和乙醇胺為起始劑的聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚醚(編號DP32)，分子量為3.5×104，(購自由荊州市天合化工有限公司)；二是乙二胺、聚乙烯亞胺、酚醛為起始劑的酚醛樹脂嵌段聚醚(編號DP61)，並經二異氰酸酯擴鏈，分子量為6.3×105，(購自四川光亞聚合物化工有限公司)。
下述實施例中原油破乳脫水實驗參照行業標準《SY/T5281-2000原油破乳劑使用性能檢測方法(瓶試法)》執行。
實施例1
(1)取稠油油田C的原油100mL置於75℃水浴中加熱，加入8mg破乳劑DP32，人工手動搖晃混合均勻。
(2)取正己烷、環己醇和二乙二醇甲醚組成的混合溶液1.5mg，其中各組分的質量比例為正己烷：環己醇：二乙二醇甲醚＝1:2:4，人工手動搖晃混合均勻。按照行業標準SY/T5281-2000進行破乳脫水性能評價，分別記錄30min、60min時的脫水率、脫後汙水含油量以及油水界面情況。
實施例2
(1)取稠油油田C的原油100mL置於75℃水浴中加熱，加入6mg破乳劑DP61，人工手動搖晃混合均勻。
(2)取正戊烷、異己醇、二乙二醇丁醚組成的混合溶液4mg，其中各組分的質量比例為正戊烷：異己醇：二乙二醇丁醚＝1:2:6，人工手動搖晃混合均勻。按照行業標準SY/T5281-2000進行破乳脫水性能評價，分別記錄30min、60min時的脫水率、脫後汙水含油量以及油水界面情況。
實施例3
(1)取注聚油田P的原油100mL置於65℃水浴中加熱，加入15mg破乳劑DP32，人工手動搖晃混合均勻。
(2)取正丁烷、1,2-丙二醇、二乙二醇二甲醚組成的混合溶液3mg，其中各組分的質量比例為正丁烷：1,2-丙二醇：二乙二醇二甲醚＝1:3:8，人工手動搖晃混合均勻。按照行業標準SY/T5281-2000進行破乳脫水性能評價，分別記錄30min、60min時的脫水率、脫後汙水含油量以及油水界面情況。
實施例4
(1)取注聚油田P的原油100mL置於65℃水浴中加熱，加入8mg破乳劑DP61，人工手動搖晃混合均勻。
(2)取環己烷、丙三醇和丙二醇甲醚醋酸酯組成的混合溶液6mg，其中各組分的質量比例為環己烷：丙三醇：丙二醇甲醚醋酸酯＝1:5:9，人工手動搖晃混合均勻。按照行業標準SY/T5281-2000進行破乳脫水性能評價，分別記錄30min、60min時的脫水率、脫後汙水含油量以及油水界面情況。
對比例1
取稠油油田C的原油100mL置於75℃水浴中加熱，加入6mg破乳劑DP61，人工手動搖晃混合均勻。按照行業標準SY/T5281-2000進行破乳脫水性能評價，分別記錄30min、60min時的脫水率、脫後汙水含油量以及油水界面情況。
對比例2
取注聚油田P的原油100mL置於65℃水浴中加熱，加入15mg破乳劑DP32，人工手動搖晃混合均勻。按照行業標準SY/T5281-2000進行破乳脫水性能評價，分別記錄30min、60min時的脫水率、脫後汙水含油量以及油水界面情況。
表1為實施例1～4和對比例1～2原油破乳脫水後的效果對比。與對比例1～2相比，實施例1～4破乳後的效果明顯提升，不管是30min還是60min的脫水率均大幅改善，而且脫後汙水的含油量也明顯降低。此外，實施例1～4的油水界面情況良好，油水中間過渡層明顯變薄、界面清晰。由此可知，本發明提供的方法可以有效提高原油的破乳脫水效果，並顯著改善複雜油水乳狀液的界面性能，脫後汙水含油量降低，可避免或消除特殊油水乳化層及老化油的形成。
表1實施例1～4和對比例1～2原油破乳脫水後的效果對比