离心法在破乳剂评价中的应用

李湘山，魏 强，黄 孟，石华前

（中海油（天津）油田化工有限公司，天津 300452）

原油破乳剂评价一般参照行业标准SY/T 5281-2000[1]中的瓶试法，该方法适用范围较广，一般通过调整乳状液配制方法[2-4]，基本可以完成各种含水率原油破乳剂评价选型。但对于乳化严重、破乳难度大的原油，如新油田投产初期或新开井的原油，含水率一般小于40 %，同时产液含钻采添加剂较多，比较容易形成稳定的乳化液，采用瓶试法开展破乳剂评价一般存在脱水速率慢、界面不齐、破乳剂性能区分度不好等问题，严重影响破乳剂评价结果的准确性，很难评选出满足油田需求的破乳剂产品。

南海某油田2014 年投产，投产以来，含水率从5 %以下逐步上升至35 %左右，但一直存在明显的乳化问题，在用破乳剂BH-142A 效果一般，应用期间生产分离器存在明显的乳化层，需定期将乳化层切掉，才能勉强满足生产需求。

目前，针对高含水油田破乳剂[5，6]研究很多，针对低含水、乳化问题严重的破乳剂研究相对较少，因此，本研究的主要目的就是为解决瓶试法在低含水、乳化问题严重原油破乳剂评价过程中的局限性，通过采用“瓶试法+离心法”[7]，评价出破乳性能优良的破乳剂，解决该油田存在的乳化问题，满足油田生产需求。

1 实验材料及方法

1.1 实验仪器

罗宾逊872A 防爆离心机及配套100 mL 刻度脱水瓶，美国Robinson 公司；摇架，定制，2 排每排6 格，配合脱水瓶使用；Julabo TW8 恒温水浴槽，德国Julabo公司。

1.2 实验药品

破乳剂BH-29/HYP-105/YFPG-364/BH-142A/YHPW-717/YHPW-785，分别为脂肪胺/烷基酚醛树脂/烷基酚醛树脂/多元醇/酚胺树脂型聚醚破乳剂的单剂和复配剂，均为公司自产且应用效果较好的产品。破乳剂DMO 46X，美国贝克休斯公司产品。实验用油，生产管汇未加破乳剂混合原油。航煤，为平台直升飞机用油。

1.3 破乳剂评价方法-瓶试法

评价方法参照SY/T 5281-2000 标准，采用瓶试法，考虑到该油田原油乳状液非常稳定，原油乳状液直接从生产管汇取样，不再额外乳化，主要步骤为：在装有实验用油的脱水瓶中加入规定浓度的破乳剂，用摇架乳化混合规定次数，然后置于规定温度的恒温水浴中，记录210 min 内不同时间脱出水的体积，并观察脱出水水质和油水界面状况。

1.4 BS&W 测定方法

油田BS&W 测定采用离心法，参照GB/T 6533-2012[8]，结合油田生产特点进行了调整，主要步骤为：在100 mL 刻度脱水瓶加入50 mL 航煤，取50 mL 现场油水样，滴入2 滴万能破乳剂DMO 46X，混合均匀，置于离心机，在2 000 r/min 条件下离心10 min，离心后分为四层，分别是油层、中间层（乳化层）、水层和沉积物层，通过读取每层体积数据，可计算出含水率、乳化物含量和沉积物含量。

2 实验结果与讨论

2.1 原油的乳化问题

该油田原油含水为35 %，但乳状液非常稳定，室温静置一周都不会发生明显的油水分离。按平台BS&W 测定方法，离心后分离得到的自由水只有3 %～7 %，乳化物则高达45 %～53 %，表明该油田原油乳状液破乳难度大，对破乳剂的破乳能力要求高（见表1、图1）。

图1 生产管汇油水样BS&W 测定结果-离心法

2.2 瓶试法的局限性

按瓶试法完成的破乳剂评价结果（见表2），在用破乳剂BH-142A 效果较好，但BH-142A 终脱水量只有1.5 mL（相当于终脱水率5.4 %）；且破乳剂YFPG-364、YHPW-717、YHPW-785 和BH-142A 脱水数据差别小，破乳剂的破乳能力区分度不足，不利于有效评估破乳剂的性能。在用破乳剂BH-142A 应用期间平台生产分离器存在明显的乳化层，需定期将乳化层切掉，才能勉强满足生产需求；油轮这边也需要靠强电场的电脱水来实现下舱原油合格。破乳剂BH-142A 实际应用效果也表明其破乳能力不足，瓶试法的结果可靠性不够（见图2）。

从表2 和图2 可以看出，由于该油田存在乳化严重问题，采用瓶试法开展破乳剂评价存在脱水速率慢、破乳剂性能区分度不好问题，影响破乳剂评价结果的准确性，很难评选出满足油田需求的破乳剂产品。

表1 生产管汇油水样BS&W 测定结果-离心法

图2 不同破乳剂脱水效果图-瓶试法

2.3 瓶试法+离心法

针对该油田乳化严重问题以及瓶试法的局限性，通过引入“强化油水分离”离心法开展破乳剂室内评价，主要步骤为：评价前期按瓶试法开展，脱水时间为10 min 时将脱水瓶从恒温水浴中取出置于离心机，在2 000 r/min 条件下离心10 min，然后取出脱水瓶进行读数并拍照（见图3）。

评价结果（见表3），在用破乳剂BH-142A 效果一般，终脱水量为17 mL（相当于终脱水率为60.7 %），但乳化物仍有18 mL。破乳剂YFPG-364 效果最佳，终脱水量达26 mL（终脱水率达92.9 %），而且乳化物只有3 mL，破乳脱水效果明显优于在用破乳剂BH-142A；破乳剂YHPW-717 效果最差，终脱水量仅5.7 mL（终脱水率达20.3 %），同时乳化物高达36.3 mL。

从表3 和图3 可以看出，通过采用“瓶试法+离心法”，破乳能力区分度明显提升，有利于区分破乳剂性能，同时优选出的破乳剂YFPG-364 终脱水率最高达到92.9 %，有希望能够满足该油田破乳需求。

表3 不同破乳剂脱水效果-瓶试法+离心法

图3 不同破乳剂脱水效果图-瓶试法+离心法

图4 破乳剂YFPG-364 现场试验效果

2.4 现场应用

为解决现场问题，考察药剂效果，验证“瓶试法+离心法”评价结果的有效性，破乳剂YFPG-364 在该油田现场进行了现场试验，试验期间，破乳剂浓度、生产分离器油出口原油水含量、乳化物含量变化情况（见图4）。

10 月13 日至10 月21 日为在用破乳剂BH-142A（浓度100 mg/L，基于产油），生产分离器油出口水含量均值为8.6 %，乳化物含量均值为24.6 %。从图4 中可以看出，10 月22 日破乳剂YFPG-364 切入并稳定加注后，在80 mg/L 浓度下，生产分离器油出口水含量均值从8.6 %降低到了3.6 %，乳化物含量均值从24.6 %降至8.0 %。在破乳剂浓度降低20 mg/L 条件下，生产分离器油相出口原油水含量和乳化物含量的明显下降，表明破乳剂YFPG-364 破乳效果明显优于在用破乳剂BH-142A，生产分离器油水处理效果大幅提升。

目前，破乳剂YFPG-364 已经在该油田成功应用，效果良好，乳化层得到有效控制，油田生产平稳。

3 结论

（1）对于乳化严重的原油，采用瓶试法开展破乳剂评价一般存在脱水速率慢、界面不齐、破乳剂性能区分度不好等问题。按瓶试法选出的破乳剂BH-142A 效果差，生产分离器存在明显的乳化层。

（2）通过采用“瓶试法+离心法”，评价出破乳性能优良的破乳剂YFPG-364。现场试验结果表明，破乳剂YFPG-364 效果明显优于破乳剂BH-142A，在浓度降低20 mg/L 的条件下，生产分离器油出口原油乳化物含量均值从24.6 %降至8.0 %，表明“瓶试法+离心法”可用于乳化严重的原油破乳剂评价。