三元復(fù)合驅(qū)采出液電脫水技術(shù)研究進(jìn)展

青山

隨著大慶油田三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)的不斷推廣應(yīng)
用, 原有的油田地面處理系統(tǒng)呈現(xiàn)出一定的不適應(yīng)
性。電脫水作為原油外輸前的最后一道工序, 其重要
性不言而喻。由于三元采出液組分復(fù)雜, 油水乳化程
度加劇, 油水中間層加厚并且更加穩(wěn)定, 應(yīng)用現(xiàn)有電
脫水技術(shù)處理具有一定的難度, 表現(xiàn)為操作中頻繁
出現(xiàn)"垮電場"現(xiàn)象以及外輸原油含水不達(dá)標(biāo)等。因
此, 三元復(fù)合驅(qū)采出液電脫水技術(shù)的研究, 對于三元
復(fù)合驅(qū)的推廣具有重要意義。
本文旨在通過分析三元復(fù)合驅(qū)采出液電脫水處
理技術(shù)難點(diǎn)及原因, 有針對性地介紹復(fù)雜油水乳狀
液的化學(xué)處理措施和電脫水技術(shù)處理措施兩方面的
技術(shù), 綜述近些年來國內(nèi)油田科研工作者在該方面
所作的努力及取得的成果, 以供相關(guān)人員參考。
1　三元復(fù)合驅(qū)采出液電脫水處理困難的原因分析
馬健偉等人[ 1] 通過實驗詳細(xì)分析考察了三元采
出液的組成及其對脫水電流的影響。發(fā)現(xiàn)隨著采出
液中鐵含量的增加, 脫水電流也呈升高趨勢, 進(jìn)一步
證實了存在于油水界面中的FeS、Fe( OH) 3 和Fe2O3
等膠體和微粒是引起垮電場的主要原因。三元組分
對脫水電流的影響隨采出液中三元濃度的增大而增
強(qiáng), 但到達(dá)一定濃度后, 影響程度減小。
三元采出液的化學(xué)組成特性是電脫水處理困難
的主要原因, 其更明顯地表現(xiàn)在以下兩個方面。
1. 1　三元采出液油水中間層
原油采出液中常見中間層的組成主要是: 油包
水和水包油的乳化顆粒、絮狀物、泥砂和機(jī)械雜質(zhì)。
由于三元復(fù)合驅(qū)采出液含有堿、聚合物、表面活性劑
等化學(xué)物質(zhì), 使得中間層的組成更為復(fù)雜, 采出液導(dǎo)
電率增大, 嚴(yán)重時會發(fā)生極間短路現(xiàn)象致使電脫水
器無法正常生產(chǎn)。目前主要形成了如下共識: 1、
HPAM 吸附在油水界面, 使界面膜強(qiáng)度增高, 表面
張力增大, 從而形成了難于破乳的"皮膜", 使水滴在
相互碰撞中破裂而聚集成大水滴的幾率減小, 原油
乳狀液分離特性變差; 2、吳迪等人提出了FeS 是導(dǎo)
致"垮電場" 的主要原因[ 2] , 認(rèn)為硫酸鹽還原菌腐蝕
石油管道而生成的褐色的FeS 富集在沉降脫水器和
電脫水器油水過渡層中, 使中間層加厚, 出現(xiàn)黑色固
態(tài)顆粒富集, 脫水電流升高和頻繁垮電場的現(xiàn)象及
含油污水處理設(shè)備除油效果變差。
1. 2　電極板表面粘附層
在大慶油田采油一廠三元217 采出站, 發(fā)現(xiàn)垮
電場后電脫水器的電極上面粘附了很厚的油層。初
步分析, 該粘附層介質(zhì)含有較高的極性組分( 表活劑
和金屬離子) , 具有較強(qiáng)的導(dǎo)電性, 大大“縮短”了兩
極板之間的距離, 最終導(dǎo)致了脫水電流升高, 電脫水
器頻繁垮電場的現(xiàn)象。同時還發(fā)現(xiàn), 如果該粘附層不
予清除, 電脫水器很難恢復(fù)正常, 多次強(qiáng)行啟動后極
易造成電極絕緣吊掛燒毀。
2　針對三元復(fù)合驅(qū)采出液電脫水的化學(xué)處理方法
針對三元復(fù)合驅(qū)采出液中存在頑固的油水中間
層, 一種有效的處理措施就是研發(fā)高效破乳劑。但是
采用單一的破乳劑難以順利將該類采出液油水分
離, 必須考慮具有離子效應(yīng)和鹽析作用的無機(jī)鹽或
酸, 其作用主要是使油水界面膜發(fā)生凝結(jié)作用, 使乳
狀液破壞, 或者與形成油水過渡中間層的表面活性
物質(zhì)發(fā)生反應(yīng), 以破壞乳狀液的穩(wěn)定性。
根據(jù)三元復(fù)合驅(qū)采出液的特點(diǎn), 大慶油田工程
有限公司復(fù)配出了幾種型號的破乳劑[ 4] , 對大慶油
田三元復(fù)合驅(qū)采出液進(jìn)行了電脫水模擬試驗, 探討
了破乳劑品種、加藥量、脫水溫度、脫水場強(qiáng)、脫水時
間等因素對脫水效果的影響。認(rèn)為對三元組分含量