原油破乳剂的应用研究进展
2020-01-12温阳阳
温阳阳
(大庆油田化工有限公司东昊分公司油气处理厂,黑龙江大庆 163000)
在近些年的石油开采和使用过程中,原油破乳剂是对石油采出液进行油水分离的重要化学药剂,想要加快原油重质化发展的脚步,相关的原油研究机构、化工厂商以及油田企业必须紧密合作,使原油脱水工作能够满足石油工程的要求。同时加大对石油开采中油水分离过程的重视,使原油破乳剂在石油的生产和加工作业中发挥重大的作用。
1 原油破乳剂的种类和应用
原油破乳剂是针对石油采出液进行油水分离的油田化学剂,由于石油开采技术从最初的注水采油到稠油热采,又到碱水驱油、表面活性剂驱油、聚合物驱油以及三次采油,经原油中的胶质物、沥青、环烷酸、脂肪酸及盐、晶态石蜡以及人为引入的各种具有表面活性的物质乳化作用,使得采出的原油呈现出乳状液的形态。目前在石油的加工和生产中所使用的原油破乳剂大致分为以下六种。
第一:酚醛树脂或烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚。这种破乳剂主要是采用含有九个碳的混合烷基酚作为合成起始剂的烷基酚,例如AF-2036、AF-831以及AF-6231等,其主要是制备成水溶型或者是油溶型,然而实际还是需要根据使用需求来制作所需的类型。该破乳剂主要具备防蜡和降黏的功能[1]。
第二:酚胺醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚。该类破乳剂主要是采用的甲醛和乙烯胺类化合物等缩合产物,例如ST-13和ST-12等,在应用中比较适用于低温脱水的情况,同时该类破乳剂应用的范围较广,在破乳工作上具有良好的实际效果。在现阶段的油田破乳工作中占据了主要的地位。
第三:多乙烯多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚。现阶段,原油破乳剂中所采用的胺一般包括多乙烯多胺以及乙二胺等,该类产品的主要特性就是脱水速度快,并且在低温条件下可以有效地进行脱水工作。
第四:聚氧乙烯聚氧丙烯磷酸酯类。该类破乳剂主要是聚氧烯烃醚和五氧化二磷或者是三氯氧化磷相互反应形成的产物,例如PA-320等,其主要的特点是分散性较好,无论是在油中还是水中,其都具有较强的分散性[2]。并且该破乳剂对于截面的润湿性可以达到较好的效果,可以在较短的时间内进行破乳工作,是现阶段原油破乳工作中性能较为良好的复合型原油破乳剂。
第五:超高分子量破乳剂。该类破乳剂主要是利用阴离子配位聚合而获得的环氧烷烃类聚合物,分子量较大,一般可以达到500000到5000 000,具有比较显著的破乳效果。
第六:复配破乳剂。该类破乳剂主要是将两种或两种以上的破乳剂进行融合,然后利用破乳剂之间的协同作用将该类破乳剂的性能加强提升,进而在用量较少的情况就可以达到良好的脱水效果,使能源有效的节约,从根本上提升企业经济效益,在现代油田工作中已经被广泛应用。
2 原油破乳剂的破乳原理及特点
原油破乳剂的破乳原理是将破乳剂深入并黏附在乳化液滴的界面上,取代原乳化剂并破坏表面膜,将膜内包复的液滴释放并使之聚结,从而使油、水两相发生分离,进而达到油水分离的目的[3]。破乳剂工作原理实际上就是将破乳分子取代天然乳化剂分子,并且可以对表面的膜造成破坏,使原膜包裹的水留出,然后经过大量的水滴聚集之后将其沉降,实现油水分离。在一般的原油破乳剂应用中,都会有以下几个特点:
第一:表面活性较强。因为破乳剂的工作原理,需要破乳剂的表面活性要比天然乳化剂的活性高,这样才可以将表面的膜进行破坏,实现油水分离。
第二:湿润性较好。良好的湿润性可以将破乳剂有效地扩散进而渗透到固体例子之间的保护层时,可以吸附在沥青胶质粒子表面,进而改变原来表面的性能和湿润性能,使表面膜强度降低最终破裂,实现油水分离。
第三:絮凝能力较强。在破乳剂分子吸附在乳化液上时,需要良好的絮凝能力才能将其他一些原有的乳化液滴进行吸附,进而使乳化液滴之间发生剧烈碰撞,使膜破裂,达到油水分离的目的[4]。
第四:凝聚效果较为明显。良好的凝聚能力可以使表面膜破裂之后的水滴进行汇聚,并且加快水滴的聚集速度,进而使大量聚集后的水滴可以加快速度下沉,使油水分离的速度加快。
3 原油破乳剂未来的发展与应用
通过对原油破乳剂的总体分析,结合现阶段石油产业中的广泛应用,本文为原油破乳剂未来的发展和具体应用提出相应的建议,以供石油产业的人员进行参考。
第一:对于未来的石油发展中,重质油,也就是稠油的油品比例将会不断的上升。根据石油行业规划标准,原油的重轻质以原油的密度大小进行划分,可将其分为轻质原油、中质原油、重质原油和特稠原油。原油的密度取决于其化学组成,包括胶质、沥青质的含量,石油组分的分子量以及溶解气的含量[5]。所以根据其定义,在重质油的油水分离操作中要求技术较高,同时需要更加专业的技术人员和先进的技术作为支持,为未来的石油开采工作提供了新的目标。
第二:对于海洋石油的开采将列为未来石油开采工作的重点,同时可以将深海或者是环境较为极端的地区进行石油开采工作,例如北极。在这些地域和海洋中石油资源是非常丰富的,但是由于环境较为恶劣,并且开采难度较大,所以未来的石油发展方向将会研制出更加专业的石油开采技术,保证石油的有效开采和有效使用,使石油资源能够满足人们的需求。
第三:在石油生产中,一些化学驱油技术产生了大量的难以破解的原油乳状液,经过我国对于石油的大量开采,一些老油田都存在水分含量高、采出产量高以及采油速度快等特点,因此必须要求相关的石油企业研制多种新型的石油开采技术和石油增产的相关措施,从而促进油田原油产量的提升。然而虽然这些开采工艺与措施增加了石油的产量,但是同时也造成了大量的问题出现。
在我国现阶段的原油破乳剂的使用中,主要的研究重点集中在非离子的聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合物及其在传统破乳剂本质上的改变内容。借助多种表面活性剂相互混合后所表现的协同效应,将各种功效的破乳剂依照科学的比例进行混合,使混合之后的新型破乳剂能够适用于各种油水分离工作[6]。因此经过研究人员的大量研究和实验,将一些有机添加剂加入到破乳剂之中时,保留了原来的功效,同时还增加了防蜡和降黏的功能,这样使未来的原油破乳剂向着多元复配破乳剂的研究发展,其主要的工作原理是利用多种起始剂以及分子结构相互复配制成,并且经过大量的实验证明,这种复配型破乳剂具有理想效果的亲水亲油等多向性能,使其在油水乳状的界面上分散速度明显加快,为实际的原油脱水工作提供了良好的技术支持。
4 结语
综上所述,针对我国现阶段原油乳状液难以分离的情况,设计先进的原油破乳剂是石油生产中一项重要的工作内容,如何将油水更加高效的进行分离是未来生产原油破乳剂的发展方向。只有不断地深入研究和大量实验,才能保证原油破乳剂在石油生产和开发产业中发挥巨大的作用,增加我国石油资源的开采效率,实现资源的可持续发展。