南苏丹1区原油破乳剂和反相破乳剂筛选评价及应用

苑塔亮

(中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井液公司，北京 100101）

0 引言

南苏丹1区建有5个FPF站，来自各单井和OGM站的乳化原油在FPF站经过三相分离器处理后，油相由输油泵加压后汇集到一起，输送到苏丹2/4区的CPF站做进一步处理。原油从地层流出井筒，通过管线输送到FPF站过程中，经过管线弯头和泵产生强烈剪切作用，会形成原油乳状液。在低含水情况下，主要形成油包水（W/O）型乳状液。南苏丹1区油田含水率较高，其原油乳状液类型主要水包油（O/W）和水包油包水（W/O/W）型[1]，要求原油破乳剂在5个FPF站均有较好的破乳脱水效果、添加量低、反应速度快，即脱出水中含油率低、破乳剂和反相破乳剂同时使用必须具有良好的配伍性。

瓶试法[2]是油气田筛选破乳剂的常用方法，瓶试法虽然工作量较大、比较费时，但因为所用仪器简单，操作方便，可靠性较高，目前仍是油包水型原油破乳剂筛选的主要方法。

各油田原油性质不同，生产工艺不同，在破乳剂筛选实验中一般都是以SY/T 5280-2018《原油破乳剂通用技术条件》规定的瓶试法基本步骤为主，根据油田现场工艺情况，对原油样品采集、乳状液制备、比色管振荡方式、水质分析方法等进行适当调整[3-5]，筛选出合适的破乳剂。

1 破乳剂筛选实验

1.1 实验方法

采用SY/T 5280-2018《原油破乳剂通用技术条件》规定的瓶试法，对原油破乳剂进行初步筛选，淘汰脱水率较低的破乳剂。具体步骤是：（1）原油乳状液去除游离水后，使用恒温水浴加热到实验温度；（2）将乳状液倒入50ml刻度比色管中；（3）往比色管中加入一定量的1%浓度破乳剂，盖紧塞子，手动轴向震荡200次；（4）将比色管放入水浴中静置沉降，开始计时，记录不同时间脱水量，油水界面和水质情况。

破乳剂筛选实验加剂量均以油量计算，加剂量100mg/L，即 1L纯原油中加100mg破乳剂。

使用离心法[6]测量乳状液含水量和脱水后原油含水量。

破乳剂样品均为长城钻探工程有限公司钻井液公司提供。

1.2 实验数据与结果

破乳剂GPF-1003、GPF-1009、GPF-1011和GPF-1012在添加量100 mg/L情况下，对Manga和Unity原油具有较好的脱水速度和脱水率。

Manga原油脱出水基本都是白色或淡黄色，而Unity原油脱出水呈黑色、不透明、微挂壁，经测量，水中含油率高于1300mg/L，数据如表1和表2所示。

表1 破乳剂筛选实验记录表（Manga原油，温度60℃，加剂量100mg/L）

表2 破乳剂筛选实验记录表（Unity原油，温度71℃，加剂量100mg/L）

实验结果表明，破乳剂GPF-1009、GPF-1011和GPF-1012脱出水水质颜色相对较浅，但是含油量仍然较高，属于综合性能比较好的破乳剂。

2 反相破乳剂筛选实验

2.1 实验方法

参考石油行业标准SY/T 5797-1993 《水包油乳状液破乳剂使用性能评定方法》[7]，使用FPF站未经处理的含油水样进行筛选实验，具体步骤：（1）使用下口瓶从FPF站入口管线取原油样品，待游离水和乳状液分层后，将下层的水样从底部出水口排放到取样容器中；（2）将水样在水浴中加热到实验温度，倒入50ml比色管中；（3）往比色管中加入一定量的1%浓度的反相破乳剂，盖紧塞子，手动轴向震荡100次；（4）比色管放入水浴中静置沉降 30分钟后，记录油水界面和水质情况。取比色管中上部水样，使用分光光度计测量水中含油率[8]。

2.2 反相破乳剂筛选实验数据与结果

如表3所示，使用Manga 和Eltoor FPF两个FPF站水样进行反相破乳剂初选实验，反相破乳剂GPF-1104、GPF-1105、GPF-1106、GPF-1107、GPF-1108等5个药剂脱油率相对较好，用于下一步的精选实验。

表3 反相破乳剂初选实验记录表

如表4所示，使用TomaSouth水样对5个反相破乳剂进行筛选实验， GPF-1108、GPF-1106、GPF-1107三种反相破乳剂水中含油率相对较低，脱油率较高，用于与甲方现场使用的反相破乳剂RSK1#、RSK2#进行对比实验。

表4 反相破乳剂精选实验记录表

使用Unity、Eltoor和Elnar三个FPF站水样进行反相破乳剂对比实验，在同样条件下，反相破乳剂GPF-1106和GPF-1107脱油率与现场反相破乳剂相当，具有良好除油能力。

表5 与现场反相破乳剂对比实验记录表（振动试管100次，静置时间30min）

3 破乳剂与反相破乳剂配伍性实验

3.1 实验方法

使用优选出的破乳剂GPF-1009、GPF-1011和GPF-1012，以及现场在用破乳剂SK-50与反相破乳剂GPF-1106、GPF-1107和RSK1#进行配伍性实验。实验步骤基本同2.1，原油样品准备好之后，往比色管内分别加入一定量稀释后的破乳剂和反相破乳剂。

3.2 实验数据和结果

同时添加破乳剂GPF-1009、GPF-1012与反相破乳剂GPF-1106、GPF-1107，脱出水的水质优于不添加反相破乳剂的油样，而脱水速度和脱水率相当，数据如表6所示。说明上述破乳剂和反相破乳剂之间配伍性良好，共同使用有助于改善脱出水水质。

表6 破乳剂和反相破乳剂配伍性实验数据表(Manga油样，实验温度61℃)

反相破乳剂GPF-1106、GPF-1107与现场在用破乳剂SK-50共同使用时，脱出水水质优于不添加反相破乳剂的油样，脱水速度和脱水率相同，说明反相破乳剂GPF-1106、GPF-1107与现场在用破乳剂SK-50配伍性良好。

4 结论

通过实验筛选出破乳剂GPF-1009、GPF-1012对南苏丹1区5个FPF站原油均具有较好的破乳脱水效果，与反相破乳剂GPF-1106、GPF-1107联合使用时配伍性良好，在保证破乳脱水速度和脱水率的情况下，有效地改善了脱水质量，脱出水中含油率下降明显。反相破乳剂GPF-1106、GPF-1107与现场在用破乳剂SK-50配伍性良好，同时使用可以改善脱出水质量。

在破乳剂筛选实验过程中，改进了高含水原油破乳剂筛选方法，并根据现场原油处理工艺要求，将选出的破乳剂与反相破乳剂进行复配实验，实验数据表明，实验方法改进是成功的，能满足现场工艺要求，有一定工业应用借鉴意义。