三元复合驱采出液电脱水技术研究进展
随着大庆油田三元复合驱油技术的不断推广应用, 原有的油田地面处理系统呈现出一定的不适应
性。电脱水作为原油外输前的最后一道工序, 其重要
性不言而喻。由于三元采出液组分复杂, 油水乳化程
度加剧, 油水中间层加厚并且更加稳定, 应用现有电
脱水技术处理具有一定的难度, 表现为操作中频繁
出现"垮电场"现象以及外输原油含水不达标等。因
此, 三元复合驱采出液电脱水技术的研究, 对于三元
复合驱的推广具有重要意义。
本文旨在通过分析三元复合驱采出液电脱水处
理技术难点及原因, 有针对性地介绍复杂油水乳状
液的化学处理措施和电脱水技术处理措施两方面的
技术, 综述近些年来国内油田科研工作者在该方面
所作的努力及取得的成果, 以供相关人员参考。
1 三元复合驱采出液电脱水处理困难的原因分析
马健伟等人[ 1] 通过实验详细分析考察了三元采
出液的组成及其对脱水电流的影响。发现随着采出
液中铁含量的增加, 脱水电流也呈升高趋势, 进一步
证实了存在于油水界面中的FeS、Fe( OH) 3 和Fe2O3
等胶体和微粒是引起垮电场的主要原因。三元组分
对脱水电流的影响随采出液中三元浓度的增大而增
强, 但到达一定浓度后, 影响程度减小。
三元采出液的化学组成特性是电脱水处理困难
的主要原因, 其更明显地表现在以下两个方面。
1. 1 三元采出液油水中间层
原油采出液中常见中间层的组成主要是: 油包
水和水包油的乳化颗粒、絮状物、泥砂和机械杂质。
由于三元复合驱采出液含有碱、聚合物、表面活性剂
等化学物质, 使得中间层的组成更为复杂, 采出液导
电率增大, 严重时会发生极间短路现象致使电脱水
器无法正常生产。目前主要形成了如下共识: 1、
HPAM 吸附在油水界面, 使界面膜强度增高, 表面
张力增大, 从而形成了难于破乳的"皮膜", 使水滴在
相互碰撞中破裂而聚集成大水滴的几率减小, 原油
乳状液分离特性变差; 2、吴迪等人提出了FeS 是导
致"垮电场" 的主要原因[ 2] , 认为硫酸盐还原菌腐蚀
石油管道而生成的褐色的FeS 富集在沉降脱水器和
电脱水器油水过渡层中, 使中间层加厚, 出现黑色固
态颗粒富集, 脱水电流升高和频繁垮电场的现象及
含油污水处理设备除油效果变差。
1. 2 电极板表面粘附层
在大庆油田采油一厂三元217 采出站, 发现垮
电场后电脱水器的电极上面粘附了很厚的油层。初
步分析, 该粘附层介质含有较高的极性组分( 表活剂
和金属离子) , 具有较强的导电性, 大大“缩短”了两
极板之间的距离, 最终导致了脱水电流升高, 电脱水
器频繁垮电场的现象。同时还发现, 如果该粘附层不
予清除, 电脱水器很难恢复正常, 多次强行启动后极
易造成电极绝缘吊挂烧毁。
2 针对三元复合驱采出液电脱水的化学处理方法
针对三元复合驱采出液中存在顽固的油水中间
层, 一种有效的处理措施就是研发高效破乳剂。但是
采用单一的破乳剂难以顺利将该类采出液油水分
离, 必须考虑具有离子效应和盐析作用的无机盐或
酸, 其作用主要是使油水界面膜发生凝结作用, 使乳
状液破坏, 或者与形成油水过渡中间层的表面活性
物质发生反应, 以破坏乳状液的稳定性。
根据三元复合驱采出液的特点, 大庆油田工程
有限公司复配出了几种型号的破乳剂[ 4] , 对大庆油
田三元复合驱采出液进行了电脱水模拟试验, 探讨
了破乳剂品种、加药量、脱水温度、脱水场强、脱水时
间等因素对脱水效果的影响。认为对三元组分含量
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