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高效破乳剂的合成与应用

初国红  
【摘要】: 原油生产在大庆油田基本进入中后期开发。随着油田大量注水开发,油井产出液的含水量大量增加,大庆油田中区平均含水率大于90%,采出液主要是水包油型乳状液。当采出液到达地面后,必须加入高效破乳剂,使油水分离。现在油田常用的破乳剂有SP、AP、AE、AR等,但每一种破乳剂均有一定的局限性,对于特高含水的水包油型乳状液,存在脱水率低、脱水温度高、脱水速度慢等缺点。针对大庆油田采油九厂原油,为克服上述缺点,在室内首先合成了三种不同类型的破乳剂,然后利用破乳剂之间的相互协同效应,对合成的三种组分进行复配,针对不同含水率的原油,得到了不同的复配体系,用于指导现场的应用。 组分A是一种具有较高分子量和窄分子量分布的聚醚,使用自制的起始剂,利用双金属氰化物络合催化剂(DMC)催化体系,与环氧乙烷、环氧丙烷共聚,合成出不同分子量和分子量分布的产品,考察了助催化剂的种类、聚合温度、进料速度、催化剂的加入量和封端方法对产物分子量和分子量分布的影响。通过原油的脱水实验可知,组分A的分子量越高、分子量分布越窄,脱水率越高。 组分B是以多乙烯多胺为起始剂的环氧乙烷、环氧丙烷的聚醚,组分B是一种多支链型的聚合物,对于含水率较低的原油有良好的脱水效果。通过对起始剂、催化剂、环氧乙烷和环氧丙烷的配比进行选择,确定出最佳的配比。在较低的浓度和较低的温度下对含水率为20%的原油具有良好的脱水效果。聚醚的红外光谱、~1HNMR谱图和GPC谱图表明,以醋酸钙作催化剂合成的聚醚分子量分布较窄。 组分C是一种阳离子型表面活性剂,选择过硫酸盐—脂肪胺为催化剂,以阳离子单体DC和丙烯酰胺单体合成。它可以中和水包油型乳状液液膜上的负电荷,促使油滴聚结、分离,合理的阳离子度及较高的分子量是影响组分C破乳效果的主要因素。 对于采油九厂的原油,针对单一破乳剂使用效果不明显的问题,将三种破乳剂进行复配使用,对于不同含水率的原油,选择最佳的复配配比,原油的脱水率均大于95%,且脱水速度快、脱水温度低。对复配型破乳剂的作用机理分析,主要有两点:1、改变乳状液界面膜的性质,降低界面张力和液滴寿命;2、中和液膜表面的负电荷,促使油滴快速聚结。 2002年4月,在采油九厂龙一联进入现场实验,龙一联位于龙虎泡油田,日处理采出液1200m~3,原油平均含水80%,加入40mg/L的破乳剂,脱水温度由55℃降为40℃,原油含水降至0.2%,符合原油外输含水率的标准(<0.3%)。


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