摘要:
大港油田各注聚合物区采出液含水> 90%, 游离水含油> 10000mg/ L, 含水原油乳化严重, 难破乳脱水。采用常规破乳剂处理羊三木采出液时,原油含水降至 0. 8%~ 1. 2%, 但脱出水含油高达 10000mg / L 左右。通过对 AE 型三嵌段聚醚的改进,在末端 EO 链段上接) OH 基团, 增加 EO 链段长度, 增大聚醚分子量,得到了适用于羊三木采出液的水溶性破乳剂 KYYC - 4, 通过类似改进得到了适用于西二联采出液的水溶性破乳剂 KYYC - 2。在羊三木中心站用 KYYC - 4替换原用破乳剂 JN -01H, 在来液中加入 25 mg/ L, 使沿流程各处污水含油大幅度下降,压滤、 沉降后外排水含油由> 400 mg / L 降至< 50 mg / L,一般为 20~ 35 mg/ L; 经热化学脱水、 两次沉降的外输净化原油含水< 2. 0%。在西二联, 来液经脱气、 沉降, 分离出的污水经旋流器、 过滤器处理后外排,含油高达 200 mg/L;在来液中加入 KYYC - 2 50 mg/ L后, 沿流程各处污水含油均显著下降,沉降罐出口略高于 200 mg/ L, 旋流器出口~ 85 mg / L,过滤后外排水含油 20~ 30 mg / L。图 2表 3。
在油田开采后期,三次采油技术已广泛应用, 采出液的成分更加复杂, 也更难处理。这种采出液的共同特点是:含水高达90%以上, 游离水含油、 含杂质增多,含水原油乳化程度深,很难脱水等。如羊三木、 港西注聚地区游离水含油高达 10000mg/ L以上,用一般破乳剂及净水剂难以将水中油清除。针对采出液的这些特性研制了兼具原油脱水和污水
脱油功能的KYYC系列原油处理剂并在大港油田羊三木、 港西地区应用,取得了很好的经济和社会效益。
1 处理剂研制
羊三木注聚采出液样综合含水 94% ,游离水含油11000mg/ L,含残余聚合物 15 mg/ L,乳化原油含水 32%。原油 50 e 时粘度 105 mPa#s, 含蜡6. 58%,含胶质沥青质15. 54%。
羊三木注聚采出液中的游离水含油量较高, 达11000mg/ L,加破乳剂沉降一段时间后, 最低能降到300~ 400 mg / L, 多数情况下只能降到 1 000mg/ L 左右。这是由于所加入的破乳剂只能破坏W/ O 型乳状液(乳化油) , 而不能破坏 O/W 型乳状液( 含油采出水)。找到既能破坏 W/ O 型也能破坏O/W 型乳状液,可脱除油中水和水中油的药剂, 是解决问题的键。
考虑到多乙烯多胺为起始剂的三嵌段AE 型聚醚对含水原油的120 min 脱水率大多在 95%以上,因此从该类型聚醚结构出发合成新的药剂。游离水含残余聚合物15 mg/ L 以上,粘度增加,分散相(油珠)与连续相粘度比降低, 乳状液稳定性增加,改进后的聚醚应有以下特性: ¹ 迅速扩散到油珠表面,压缩双电层,使小油珠聚结; º 分子量大, 可形成网状结构,能捕获小油珠,增加油珠整体粘度, 增大分散相与连续相粘度比。对AE 型聚醚结构所作的改进如下: ¹ 增加EO 链段长度,使分子量增大; º在EO后段接上) OH 基团, 使其亲水性增加,并能通过氢键搭桥,形成网状结构。基于这一思路合成了适用
于羊三木注聚采出液的水溶性处理剂KYYC -4。根据港西注聚采出液的特点, 基于对化学药剂结构的相似考虑,合成了水溶性的处理剂KYYC -2。KYYC 系列处理剂由大港油田科远技术有限责任公司生产。表1 列出KYYC -4 与3 种常规破乳剂对羊三木注聚采出液的破乳脱水、 去油效果对比。在测试中将60 mL 含水 30%的原油、 40 mL 含油 1. 1 @ 104
mg/ L 的游离水及按油水总质量计量的20 mg/ kg药剂在100 毫升比色管中振荡200 次,在50 e 静置,测量分离后的油、 水体积,计算原油含水, 测定脱出水含油。
从表 1 中看出, 原油处理剂KYYC -4 对含水原油的脱水效果与常规破乳剂相当, 但处理游离水的效果显著改善。加药量20 mg/ kg 时30 min 后水中含油即由11 000 mg / L 降到30 mg/ L。油珠上升到油水界面后, 再震荡时不会分散为细小颗粒。该处理剂的这个特点与絮凝剂有显著的区别, 单独使用絮凝剂处理游离水时油珠在油水界面絮凝成片状悬浮物,形成油水中间层,严重影响破乳的继续进行。
2 羊三木现场试验结果
1998 年8 月羊三木馆Ò油组试注碱/ 聚合物二元驱替液, 2002 年上半年又试注聚合物。10 月份的测试表明,羊三木中心站的综合液中聚合物含量达15~ 20 mg/ L, 碱含量为400~ 500 mg/ L, 严重影响了采出液处理尤其是污水处理,外排污水含油常在400 mg/ L 左右。羊三木来液量为7 500 m3/ d,处理工艺流程见图1。该站一直在来液总机关处加破乳剂, 游离水含油10000mg/ L 以上,经沉降、 压力除油、 再次沉降后, 外排污水含油仍达300~ 800 mg/ L, 严重超标。如果在污水站加净水剂(絮凝剂) ,外排水含油可达到50 mg / L, 但絮凝剂加量大,费用高,操作麻烦;回收油中含净水剂对原油脱水有严重影响。改加原油处理剂KYYC -4 后,外排污水含油为 20~50 mg/ L,达到了现场工艺指标要求。加药前后数据对比见表2。
由表2 看出, 由加破乳剂 JN -01H 改加原油处理剂KYYC -4 后,各环节水质有了明显改善,外排污水含油下降至 50 mg/ L 以下, 外运原油含水基本控制在2. 0%以下,加药量不高于25 mg/ L。
3 西二联现场试验结果
港西油田2001年底共有4 个区块注聚。跟踪测试表明, 单井聚合物产出量最高时达到了 140mg / L, 西二联混合液中聚合物含量曾达到 17 mg/L,沉降罐底水含油达到1 600 mg/ L。处理后污水一般不能达到回注水含油要求。西二联曾在污水处理后期使用絮凝剂, 加量10. 7 mg/ L,由于严重影响原油脱水而停用。
西二联来液来自作业二区采油一、 二、 五队, 来液量14000m3/ d, 含水 95% , 游离水含油10000mg/ L 左右, 工艺流程如图2 所示。
该站不加处理药剂时沉降罐出水含油 1 324mg/ L,旋流器出水含油372 mg/ L, 过滤器出水含油200 mg/ L,均严重超标。过滤后污水进入干化池,回收油作废油处理, 每日产生的废油达2. 7吨。该站于 2001 年7 月开始投加处理剂KYYC -2,
加量 50 mg / L, 此后各环节水质量显著见好, 见表3。
从表3看出, 污水含油在沉降罐出口为200mg/ L 左右,旋流器出口为85 mg/ L 左右,过滤器出口为 14 mg/ L 左右, 各设备含油量指标均达到合格。产生的废油量大大减少。