渤海某油田脱水研究及破乳剂应用

徐 超,王 晶,刘少鹏

(中海油(天津)油田化工有限公司，天津 300452)

油田常用的外输泵为离心泵，离心泵泵送流体要求均质、稳定、含气少，否则外输泵易产生不规则震动、气蚀，易导致外输泵的故障[1-6]。渤海某稠油油田油气水分离难度较大，且油气水分离工艺条件苛刻，要求在短时间内迅速脱水、脱气，同时油气水混合体过外输泵时不喘振。经过深入分析，找到了以上问题的解决办法，针对性的筛选出高效破乳剂且在油田成功应用。

1 背 景

渤海某油田，日产气量约3万m3左右，日产液量9000 m3左右，产液综合含水约80%。该油田只有一个自由水分离器进行脱水脱气，经计算，物流在分离器停留时间只有8 min，同时流程处理温度低，只有60 ℃。油气水在自由水分离器中进行分离后，脱出的天然气去火炬烧掉，脱出的污水进入污水系统处理，还没有完全脱气脱水的油水混合体进入原油缓冲罐并通过外输泵进行外输。

该油田在生产过程中存在的问题：(1)自由水分离器分出的污水量不足，需要从1500 m3脱水量提高到4000 m3脱水量；(2)外输泵有喘振和漏液情况，破乳剂需要避免或减小喘振及漏液。

前期开展了2次破乳剂评价及现场实验，均没有解决以上问题，在多脱出水的同时，外输泵喘振及漏液加剧。通过对2次破乳剂不足之处的深入分析，最终找到了破乳剂筛选的关键因素，并最终通过该方法筛选出了针对性破乳剂，并在现场试验中取得成功，保障了油田生产安全。

图1 某油田原油系统示意图

表1 某油田原油物性

表2 某油田生产状况

2 常规破乳剂的筛选、试验及问题分析

2.1 常规破乳剂筛选

常用的破乳剂室内评价标准为：《水包油乳状液破乳剂使用性能评定方法SY/T 5797-93》；《原油破乳剂使用性能检测方法(瓶试法)SY/T 5281-2000》。根据这两个标准，关注单位时间脱水量指标，筛选破乳剂。表3的试验条件为：试验温度60 ℃，原油含水率约60%，油水总体积80 mL，混合方式为手摇50次。

表3 常规破乳剂筛选表

根据评价情况，破乳剂BH-33、BH-152脱水速度均快于油田在用破乳剂BH-35，因此对这两种破乳剂进行了现场试验。

2.2 常规破乳剂试验

在该油田分别进行了破乳剂BH-33、BH-152现场试验，试验过程中，自由水分离器从1500 m3脱水量增长到了3200～3500 m3脱水量，但是原油外输泵喘振和漏液加剧，中含水导致外输流体油水乳化及含有部分气体，造成外输泵的喘振和漏液。外输泵横向最高振幅达到60 mm/s，漏液量达到5 L/min。试验被迫停止，切换回原破乳剂BH-35，脱水量虽然降低至1500 m3/d，但外输泵很快恢复正常，最高振幅为4 mm/s，漏液量为0 L。具体数据见表4。

2.3 问题分析

在进行试验破乳剂BH-33、BH-152实验过程中，当外输泵喘振时，取外输泵出口油水样，发现油水乳化严重，无可见明水，且乳化液表面有一定气泡，而回切在用破乳剂BH-35，外输泵基本无喘振，取外输泵出口油水样，发现油水是分离状态，大量可见明水，且油表面含气量较小。因此分析泵喘振及漏液原因为：①过外输泵的油水混合体乳化严重，造成过泵时阻力增大，泵体叶轮摇晃引起喘振，且猛烈的喘振造成离心泵填料密封松动，造成泵体漏液；②过外输泵的油水混合体中含有未脱掉的气体，造成泵体叶轮气蚀及摇晃，引起喘振，且造成填料密封松动漏液。

因此须重新对破乳剂进行开发评价，且根据该油田特殊情况，完善破乳剂评价方法，关注破乳剂抗乳化能力及协同消泡能力。

3 完善后的破乳剂筛选、试验及效果

3.1 破乳剂脱水速度及抗乳化性评价

对在用破乳剂BH-35、两种试验破乳剂BH-33、BH-152以及另外一个破乳剂BH-102等4个破乳剂小样进行评价，考察破乳剂脱水速度及抗乳化性能，即脱水结束后再次震荡油水样，查看油水样再次分离情况。通过数据分析，其中破乳剂BH-102脱水速度最快，且抗乳化性能强劲。而前期试验的两个破乳剂基本不具备抗乳化性能。表5的试验条件为：试验温度60 ℃，原油含水率约60%，油水总体积80 mL，第一次混合方式为手摇50次，第二次混合方式为手摇30次。

表5 破乳剂脱水及抗乳化筛选表

3.2 破乳剂消泡性评价

对在用破乳剂BH-35、两种试验破乳剂BH-33、BH-152以及另外一个破乳剂BH-102等4个破乳剂小样进行脱气评价。通过检测数据，发现破乳剂BH-102脱气率高于其他破乳剂。表6的试验条件为：试验样品为综合油样，试验温度60 ℃，原油含水率约60%，油水总体积80 mL，第一次混合方式为手摇5次。

表6 破乳剂脱气筛选表

3.3 破乳剂现场试验及效果

经过以上脱水、抗乳化、脱气评价，发现破乳剂BH-102效果最突出，尤其抗乳化性能远好于其他破乳剂，因此对破乳剂BH-102进行了现场试验。实践证明，破乳剂BH-102试验时，自由水分离器分离的水量从1500 m3/d增长至4000 m3/d，同时含水原油过外输泵时，外输泵不再喘振和漏液，从外输泵出口取样观察，油水分离较好，有较多可见明水，且基本无气泡，说明该破乳剂的脱水速度、抗乳化能力、脱气能力均较强，试验取得成功。具体数据见表7。

4 结 论

该破乳剂的成功筛选和应用，给渤海各油田破乳剂筛选提供了一定参考性。在解决油田脱水问题时，要根据油田本身处理工况、产液产气特性合理选择破乳剂，有针对性的选择和完善评价指标，如不仅要关注破乳剂的脱水速度，必要时也要关注破乳剂抗乳化性和脱气性，所选的破乳剂要适应现场的生产工况，避免发生如泵体喘振漏液等物理设备异常情况。