海上某油田破乳剂评选及油品性质测试研究

石华前，孙爱平，黄 孟，魏 强

(中海油能源发展工程技术油田化学分公司,广东 惠州 516086)

1 概况

南海某油田主要包括A和B两平台，其中A为以生产高含蜡、轻质原油为主的老平台；B平台为以生产高含蜡、稠油为主的新平台。

A与B平台的原油经同一条海管输往FPSO进行深度处理。随着B平台不断开井，油水性质产生变化，导致油轮下舱油BSW指标不合格。A与B平台原油性质见表1。

表1 A与B平台原油性质

随着B平台的陆续投产，稠油占比例增加，两平台的低含水原油混合后，原油脱水速度慢，FPSO深度处理的难度逐渐增大。

有鉴于此，我们取A与B平台的油水样在室内进行了评选研究，以期优选出破乳效果更好的破乳剂。

2 试验方法

2.1 破乳剂评选方法

本试验过程中 ，破乳剂评选实验参考了SY/T 5281-2000 《原油破乳剂使用性能检测方法(瓶试法)》[1]、石油天然气行业标准“SY/T 5797-93”水包油乳状液破乳剂使用性能评定方法[2],中国海洋石油总公司企业标准 Q/HS 2020-2004 《原油破乳剂质量检验方法》。具体评选步骤如下：

(1)100mL的脱水瓶中加入80mL实验用油样；

(2)用微量进液器将一定量的破乳剂加入到油样中；

(3)加完药剂的脱水瓶置于80℃的水浴中，预热5～10min；

(4)脱水瓶放置于手持式震荡器中，震荡100～200次；

(5)脱水瓶放入水浴，每隔一定时间记录脱水量。

2.2 油样黏度的测定

将油样配制成一定含水率的油水样，手摇振动乳化稳定后，将油样倒入黏度测定仪进行测定即可。

2.3 试验仪器、设备

(1)脱水瓶：100mL(要求分度：2mL内0.1mL，2mL～5mL内0.5mL，5mL～20 mL内1mL， 20mL～100 mL内2mL)；

(2)人工振荡器：按脱水瓶的具体规格自制而成；

(4) 新增换乘厅可减缓换乘客流对于既有标准站的冲击，同时减弱换乘长通道给乘客在行进过程中带来的不适感，从而营造两站舒适便捷的换乘空间。同时应统筹考虑新增换乘客流对原进、出站客流的影响，以及综合换乘便捷性、改造难度、施工工期等因素来确定最优改造方案。

(3)恒温水浴：TW-12 水浴(德国JULABO)，控温精度±1℃；

(4)原油样品杯：1000mL塑料杯；

(5)脱水瓶样品架：按脱水瓶的具体规格及恒温水浴形状自制而成；

(6)医用注射器：1mL，分度0.02mL；5mL，分度0.2mL；50mL，分度2.0mL；

(7)微量移液器：0.5-10μL，20-200μL；

(8)旋转流变仪：Haake RS6000型。

3 试验结果

3.1 不同药剂的脱水性能对比

取A与B两平台的混合油水样，将油水样配制成含水率33%，倒入脱水瓶，在不同的脱水瓶中分别加入不同类型的破乳剂，摇晃后，放入水浴锅开始读数。试验结果见图1。

图1 不同破乳剂的脱水试验

在破乳剂脱水试验中，需考察各种破乳剂的脱水速率、终脱水量、油水界面及水色，其中重点考察脱水速率和终脱水量。本试验中共有12种破乳剂，其中YH-205为在用破乳剂。在脱水试验过程中，YH-102在前15min脱水速度最快，但其15min之后脱水量基本无变化，YH-106在前15分钟脱水速率不算最快，但在15分钟之后仍然在脱水，其终脱水量最大，其他药剂初期脱水速率不如YH-102，终脱水量均不如YH-106。 采出原油在远端平台经分离撇去大量生产水后，经海管输送至油轮再次分离脱水，然后下舱。目前，油轮下舱BSW%指标偏高，为改善该问题，我们应该优选终脱水量大且脱水速率较快的破乳剂。由此，虽然YH-102初期脱水速率较快，但终脱水量偏低，该类型药剂应用于现场后，会导致下舱油中有部分水难以脱出，以致BSW%偏高，而YH-106脱水速率较快且终脱水量大，原油脱水彻底，可以有效的降低下舱油BSW%，所以我们确定YH-106为最佳破乳剂。

3.2 破乳剂在不同加注浓度下的脱水效果

取A与B两平台的混合油水样，将油水样配制成含水率33%，倒入脱水瓶，在不同的脱水瓶中分别加入不同量的破乳剂YH-106，摇晃后，放入水浴锅开始读数。试验结果见图2。

图2 YH-106不同加注浓度的脱水试验

在现场生产过程中，破乳剂一般加注在生产管汇或单井，破乳剂与产液在管道中充分混合后进入生产分离器，原油在生产分离器中破乳脱水，分离出的原油外输，分离出生产水经水处理系统处理达标后外排，所以原油在生产分离器中停留的这段时间内必须达到所要求的破乳效果，现场分离器的停留时间为17分钟。本试验考察了YH-106在不同加注浓度下的脱水速率，由图中数据可得，YH-106在加注浓度为40mg/L时，原油25min脱水完毕，YH-106在加注浓度为80mg/L时，原油16min脱水完毕，YH-106在加注浓度为120mg/L时，原油10min脱水完毕。破乳剂加注浓度过低，满足不了现场生产要求，破乳剂加注浓度过高，桶油处理成本增加，经济效益偏低，且破乳剂加注过大，外排水水质会受到影响，原油在海管中也有可能产生乳化，所以，破乳剂的加注浓度很重要，由此试验结果，综合考虑，破乳剂加注浓度在80mg/L比较适宜。

3.3 破乳剂对不同含水率油样的脱水性能

考虑到油田将来增产，要进行减水增输作业，海管外输原油含水将进一步降低，我们考察了破乳剂YH-106对不同含水率油样的破乳脱水效果。

取A与B两平台的混合油水样，将油水样配制成不同含水率，倒入脱水瓶，在不同含水率的原油中分别加入80mg/L的破乳剂YH-106，摇晃后，放入水浴锅开始读数。试验结果见图3。

图3 YH-106对不同含水率油样的脱水试验

从试验结果来看，油样含水率越高，YH-106脱水速度越快，且在低含水率20%和高含水率60%时，YH-106的终脱水量分别达到15mL和48mL，破乳脱水效果均较彻底。另外，虽然原油后期产液含水率很高，有的达到95%以上，但由于原油含水率超过60%时，油水难以形成较稳定的乳化物，所以无法在室内进行更高含水率的破乳试验。

3.4 黏度与温度的关系

针对A与B两平台的混合油水样，考察了在不同含水率下的黏度与温度的关系，为混合油样集输提供参考数据。试验结果见图4～图7。

图4 含水率23.5%油样的黏度与温度曲线

图5 含水率35%油样的黏度与温度曲线

图6 含水率50%油样的黏度与温度曲线

图7 含水率60%油样的黏度与温度曲线

从图中数据可得，同一含水率的混合油样黏度随温度的升高而降低，另外，在同一温度下，混合油样黏度随含水率增加而增加。现场流程中，产液温度为80℃，该温度下，含水率为23.5%，35%，50%和60%的混合油样黏度分别为67.22mPa·s，92.23 mPa·s，156.5 mPa·s，204.2 mPa·s。

4 结论

本文针对南海某海上油田的油样在室内进行了破乳剂评选研究。结果显示，破乳剂YH-106较在用破乳剂有更快的脱水速率和更高的终脱水量，其最佳加注浓度为80mg/L；考虑到该油田减水增输作业，考察了破乳剂YH-106对不同含水率油样的破乳脱水效果，结果显示，油样含水越高，YH-106脱水速度越快，且破乳脱水彻底。此外，本实验测试了该系列油样在不同含水率时黏度随温度变化的曲线关系，同一含水率的混合油样黏度随温度的升高而降低，同一温度下，油样含水率越高，黏度越大。