反相破乳剂在苏丹 Heglig 油田的筛选及应用

2020-01-17李鑫源席作家刘拥政欧阳小虎齐羽佳张珊榕邓相荣

山东化工 2019年24期

李鑫源，席作家，刘拥政，欧阳小虎，齐羽佳，罗见，张珊榕，邓相荣

(1.中油科新化工有限责任公司，河北廊坊 065001；2.中国石油管道局工程有限公司管道投产运行分公司，河北廊坊 065001)

随着石油开采规模的不断扩大，污水中 O/W 型乳状液的油水分离与污水除油问题日益严峻。油田开采过程中污水产出量大、回收利用率低，导致污水综合利用问题已成为油田开发急需解决的问题。采用传统的正相破乳剂对污水(O/W 型乳状液)并不能取得很好的油水分离效果。利用活性炭吸附、超声波降解及氧化等技术手段虽然高效，但处理成本高，油相不能回收利用[1-6]。

油田开采初期，采出液主要以W/O型乳状液为主；油田开发进入高含水期后，采出液中的水油比急剧上升，污水量大幅度增加，采出液以O/W乳状液为主。对于O/W乳状液，乳化剂分子亲油基朝内柑，亲水基朝外相，形成界面膜。反相破乳剂对改善油包水(W/O)乳状液或水包油(O/W)乳状液的界面张力能够起到良好效果[7-15],使水中的乳化油和乳化颗粒脱出乳化状态，再通过利用具有分支结构的高分子聚合物的混凝扫卷作用，使油珠和悬浮颗粒易于集结上浮与污水分离[16-18]，达到提高油品产量、使污水得到净化的目的，以符合后续处理工序对水质的要求并满足国家对污水的排放要求。

反相破乳剂主要用于电脱盐、冷凝系统、集水管线及污水处理等过程；石油开采过程中产生的油田采出水、含聚废水油水分离。

1 苏丹124区块 Heglig 油田概况

苏丹1/2/4区距苏丹首都喀土穆南偏西700多公里，总面积48913.76km2，其构造位置处于东非裂谷北段苏丹境内中南部 Muglad 盆地中段，主要分为 Heglig，Bamboo，Diffrea，Neem和 Canna 等5大油田区块，其中中心生产处理站(central processing facilities简称CPF)位于 Heglig 油田[19-20]。

随着油田的快速发展、原油开采量的增大和含水量的提高，污水处理时间大大缩短，给油田污水处理带来了一定的困难。本文针对苏丹124区块 Heglig 油田污水处理问题，完成了科新公司反相破乳剂的种类及用量的筛选，并进行了现场测试。

2 油田及原油相关参数

2.1 相关油田参数及加剂情况

反相破乳剂的处理效果和用量不仅取决于反相破乳剂的性能,还受原油处理设备容量、处理流程以及油水分离器中油水界面高低的影响。

表1 相关油田参数及加剂情况

2.2 CPF 外输原油物性及其要求

表2 CPF 外输原油物性及要求

2.3 Heglig 油田原油物性及要求

表3 Heglig 油田原油物性及要求

3 室内实验条件及方法

3.1 实验仪器及药剂

65mL反相破乳剂实验用试管；

电子恒温水浴：DZKW-D2，天津天泰仪器有限公司；含油量测定仪：DR-6000，HACH；药剂为中油科新化工有限公司自主研发的多种反相破乳剂。

3.2 实验内容

3.2.1 Heglig 含油污水反相破乳剂筛选

实验用污水样品为 Heglig 含油污水样品，未加反相破乳剂情况下，经测量后其含油率为0.08%。对科新公司提供的9种不同类别的反相破乳剂进行初步筛选实验，震荡次数为100次，加剂量为7ppm，处理温度为60℃下，最终筛选出4种除油效果较好的反相破乳剂产品，油水分离速度快，油水界面整齐，水质清晰。具体实验结果如表4所示。

表4 Heglig 反相破乳剂初选

3.2.2 Heglig CPF 含油污水反相破乳剂的复配

表5 Heglig CPF 含油污水反相破乳剂的复配

由表4、表5可知，在同等实验条件下，反相破乳剂KS-60-02对 Hegilg 含油污水除油效果最好，可以将0.8%含油率的 Heglig 含油污水降低到含油量仅为122.5ppm，且油水分离速度极快，油水界面整齐，水质清晰，完全符合油田现场要求。因此，后期主要考察KS-60-02对 Heglig 含油污水除油效果的影响。

3.2.3 Heglig 含油污水反相破乳剂复选

加剂量下反相破乳剂KS-60-02对 Heglig 含油污水除油效果的影响。具体实验结果如表6所示。

表6 Heglig反相破乳剂复选

由表6可知，随着反相破乳剂KS-60-02加剂量的增加，其对 Heglig 含油污水的除油效果逐渐增强，当加剂量为7ppm时，处理后水中含油量为122.5ppm，继续增加反相破乳剂KS-60-02加剂量，除油效果变化不明显。因此，综合考虑，在震荡次数为100次，处理温度为65℃下，反相破乳剂KS-60-02对 Heglig 含油污水的最佳加剂量为7ppm。