CN101161789B - 含砂乳化原油破乳方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含砂乳化原油破乳方法。以解决含砂乳化原油中油、水和砂分离问题。采用的技术方案是：一种含砂乳化原油破乳方法，包括微波辐射，按含砂乳化原油含水量质量份加入无机盐和破乳剂，用微波进行破乳；其中，水与无机盐质量份比为1∶1×10-3～5×10-3，水与破乳剂质量份比为1∶1×10-4～5×10-4。本发明方法简单，破乳时间短，无机盐和破乳剂的用量小，除砂率高，对环境的污染小。在实际应用中，可以对含砂乳化原油进行有效破乳，减少浪费。

Description

含砂乳化原油破乳方法
技术领域：本发明涉及一种破乳方法，特别涉及一种含砂乳化原油的破乳方法。
背景技术：原油从地下采出时，将油层中部分砂粒一起携带到地面上来。尽管井下采取了防砂、堵砂等多种措施，但由于原油粘度太大(特别是稠油)，都不可避免地会使进入地面集输系统中的原油携带部分砂粒，由于这部分油存在含水含砂量大，造成堵管、使泵磨损、计量仪表损坏、加热装置及油、气、水分离装置沉砂过多等一系列问题，严重地影响原油的正常生产和集输。同时，油-水乳状液的存在，会增加油气储运的负担，易造成管线腐蚀，对石油加工利用不利。为使生产正常进行，这些乳状液必须被处理，从而达到油、水和砂分离。而原油脱水的关键是原油乳状液的破乳。
目前，破乳方法主要有：1.沉降法；2.在常压下加热或蒸馏；3.在高压下加热或蒸馏；4.电力；5.化学；6.离心；7.过滤；8.超声波。国内大多采用化学破乳，这种方法不仅存在着药剂加入量大、脱后水质差、污染环境，而且也只能针对含水乳化油进行破乳。
发明内容：为了解决上述问题，本发明提供一种简单方法解决含砂乳化原油的破乳。本发明采用的技术方案是：一种含砂乳化原油破乳方法，包括微波辐射，按含砂乳化原油含水量质量份加入无机盐和破乳剂，用微波进行破乳；其中，水与无机盐质量份比为1∶1×10-3～5×10-3，水与破乳剂质量份比为1∶1×10-4～5×10-4。
所述的无机盐为阳离子是Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Zn2+、Al3+、Fe3+或Ce4+；阴离子是Cl-、Br-、I-、NO3 -、CO3 2-或SO4 2-的盐的一种或两种以上的混合。
所述的无机盐优选NaCl、Na2SO4或MgCl2的一种或二种以上混合。
所述的破乳剂为多胺类聚氧丙稀聚氧乙烯醚、树脂类聚氧丙稀聚氧乙烯醚、高碳醇类起始剂破乳剂或丙二醇类破乳剂的一种或两种以上的混合。
所述的多胺类聚氧丙稀聚氧乙烯醚是多乙烯多胺聚环氧乙烷环氧丙烷醚(HD-5)或四亚乙基己胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚(AE-121)。
所述的树脂类聚氧丙稀聚氧乙烯醚是酚胺类聚环氧乙烷环氧丙烷醚(TA-1031)或聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇单醚(PR-23)。
所述的高碳醇类起始剂破乳剂是十八醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚(SP-169)或高碳醇聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物(DY-1)。
所述的丙二醇类破乳剂是聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚(BPE2070)或丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物(BP-169)。
所述的微波频率为2450MHz或915MHz。
无机盐能压缩乳状液的双电层，增加了油水两相的密度差，加快乳状液破乳；另一方面无机盐常常能加强体系与微波的偶合作用，产生过热，故无机盐能加速微波破乳速度，提高微波破乳效果。
破乳剂通过其在油水界面中的“吸附”、“顶替”和对液珠的“絮凝”、“聚并”作用从而改变界面膜的特性，降低油水界面膜的强度，达到破乳。
微波辐射破坏油水界面膜的Zeta电位，使液珠聚并更容易，从而达到破乳。
对于吸附在界面膜上的固体粒子砂，在微波作用下更易从界面膜上脱落而进入水相，从而使其被分离出来。
本发明采用以下实验室试验验证无机盐、破乳剂和微波辐射协同作用破乳的方法。
1、含砂乳化原油的的配制：
材料：水；原油；煤油；砂(粒径0.05mm～0.15mm)；
司盘-80(Span-80)：产地辽宁旅顺化工厂
配制：油相：将0.3652g Span-80，加入到9.1307g原油和27.3921g煤油的混合液中，取0.3689g砂混合均匀。在试管中，准确移取油相3.5ml，加入水1.5ml，在漩涡混合仪上震荡3分钟，制成W/O型含砂乳化液。本含砂乳化液5.0ml，含水1.5ml，为一次破乳实验用量。
2、破乳方法：如表1所示，向上述含砂乳化液中分别加入无机盐和破乳剂，振荡，使无机盐和破乳剂完全溶解，然后置入微波发生器中，启动微波发生器，微波辐射频率为2450MHz，观察试管，记录完全破乳时间和除砂率。对比1为只加无机盐的破乳实验，对比2为只加破乳剂的破乳试验。
表1无机盐、破乳剂与微波协同破乳时间对比
  无机盐    用量(g)     破乳剂   用量(g) 破乳时间(s)    除砂率
本发明   CaCl<sub>2</sub>   1.5×10<sup>-3</sup>     AE-121  2.0×10<sup>-4</sup>     12     88％
  AlCl<sub>3</sub>   2.0×10<sup>-3</sup>     HD-5  7.0×10<sup>-4</sup>     15     86％
  NaClCaCl<sub>2</sub>   2.5×10<sup>-3</sup>2.5×10<sup>-3</sup>     TA-1031AE-121  3.0×10<sup>-4</sup>3.0×10<sup>-4</sup>     11     91％
  NaSO<sub>4</sub>   3.0×10<sup>-3</sup>     PR-23  2.0×10<sup>-4</sup>     14     87％
  KCl   5.0×10<sup>-3</sup>     SP-169  5.0×10<sup>-4</sup>     13     89％
  MgCl<sub>2</sub>KCl   3.0×10<sup>-3</sup>3.0×10<sup>-3</sup>     DY-1SP-169  3.5×10<sup>-4</sup>4.0×10<sup>-4</sup>     11     93％
  NaI   4.5×10<sup>-3</sup>     BPE2070  2.0×10<sup>-4</sup>     16     85％
  NaNO<sub>3</sub>   5.0×10<sup>-3</sup>     BP-169  2.0×10<sup>-4</sup>     17     86％
  无机盐    用量(g)     破乳剂   用量(g) 破乳时间(s)    除砂率
对比1   CaCl<sub>2</sub>   1.0×10<sup>-2</sup>     50     41％
  AlCl<sub>3</sub>   1×10<sup>-2</sup>     55     39％
  NaClCaCl<sub>2</sub>   5×10<sub>-3</sub>5×10<sub>-3</sub>     55     45％
  KCl   1×10<sub>-2</sub>     62     42％
  MgCl<sub>2</sub>KCl   5×10<sub>-3</sub>5×10<sub>-3</sub>     52     51％
对比2     AE-121  2.0×10<sup>-3</sup>     60     67％
    SP-169  1.75×10<sup>-3</sup>     80     63％
    HD-5  1.75×10<sup>-3</sup>     63     65％
    DY-1SP-169  8.0×10<sup>-3</sup>8.0×10<sup>-3</sup>     83     68％
    BP-169  1.75×10<sup>-3</sup>     82     60％
通过试验可以明显看出，无机盐，破乳剂和微波辐射的协同效应，明显地缩短了破乳时间，而且无机盐和破乳剂的用量明显减少。因为只加无机盐对界面膜的性质改变不大，只加破乳剂与微波的耦合作用不明显。通过本发明对含砂乳化原油的除砂率可达85％以上。
本发明的有益效果是：本发明利用无机盐、破乳剂与微波辐射的协同作用，可在较短的时间内对含砂乳化原油进行破乳，并且得到较大的脱水率，提高破乳效率。在少量无机盐和破乳剂存在的条件下，利用微波辐射，能在十几秒即可破乳，使原油与水和砂分离。本发明方法简单，破乳时间短，无机盐和破乳剂的用量小，除砂率高，对环境的污染小。在实际应用中，可以对含砂乳化原油进行有效破乳，减少浪费。
具体实施方式：
实施例1
取100g含砂乳化原油(含水量80％，含砂1％，来源辽河油田)，装入容器中，分别按表2加入无机盐和破乳剂，振荡，使无机盐和破乳剂完全溶解，然后置于微波发生器中，频率为2450MHz，功率为850W，记录完全破乳时间和除砂率。
表2
 无机盐   用量(g)     破乳剂   用量(g) 破乳时间(s)   除砂率
  KCl     0.1     SP-169     0.01     24     88％
  MgCl<sub>2</sub>     0.1     DY-1     0.01     20     91％
  NaCl     0.1     TA-1031     0.01     19     93％
  CaCl<sub>2</sub>     0.1     AE-121     0.01     23     90％
  NaSO<sub>4</sub>     0.1     HD-5     0.01     20     89％
实施例2
取100g含砂乳化原油(含水量75％，含砂5％，来源辽河油田)，装入容器中，分别按表3加入无机盐和破乳剂，振荡，使无机盐和破乳剂完全溶解，然后置于微波发生器中，频率为915MHz，记录完全破乳时间和除砂率。
表3
无机盐   用量(g)     破乳剂   用量(g) 破乳时间(s)   除砂率
  KCl     0.15     SP-169PR-23     0.010.01     22     89％
  MgCl<sub>2</sub>NaI     0.10.1     DY-1     0.02     21     90％
  NaClAlCl<sub>3</sub>     0.10.1     TA-1031HD-5     0.010.01     22     91％
  CaCl<sub>2</sub>NaNO<sub>3</sub>     0.10.1     AE-121BP-169     0.010.01     24     94％
实施例3
取100g含砂乳化原油(含水量70％，含砂5％，来源辽河油田)，装入容器中，分别按表3加入无机盐和破乳剂，振荡，使无机盐和破乳剂完全溶解，然后置于微波发生器中，频率为915MHz，记录完全破乳时间和除砂率。
表4
无机盐   用量(g)     破乳剂   用量(g) 破乳时间(s)   除砂率
  KClNaSO<sub>4</sub>NaCl     0.10.10.1     SP-169PR-23DY-1     0.010.010.01     27     92％
  MgCl<sub>2</sub>NaINaBr     0.10.10.1     DY-1BP-169     0.010.02     25     91％
  NaClAlCl<sub>3</sub>     0.20.1     TA-1031HD-5BPE2070     0.010.010.01     26     91％
  CaCl<sub>2</sub>NaNO<sub>3</sub>NaI     0.10.10.1     AE-121BP-169HD-5     0.010.010.01     29     95％
实施例4
按照实施例1的方法，只是微波发生器频率为915MHz
表5
无机盐   用量(g)     破乳剂    用量(g) 破乳时间(s)   除砂率
  KCl     0.1     SP-169     0.01     22     89％
  MgCl<sub>2</sub>     0.1     DY-1     0.01     19     91％
  NaCl     0.1     TA-1031     0.01     17     92％
  CaCl<sub>2</sub>     0.1     AE-121     0.01     21     95％
  NaSO<sub>4</sub>     0.1     HD-5     0.01     18     88％

Claims (9)

1.一种含砂乳化原油破乳方法，包括微波辐射，其特征在于：按含砂乳化原油含水量质量份加入无机盐和破乳剂，用微波进行破乳；其中，水与无机盐质量份比为1∶1×10-3～5×10-3，水与破乳剂质量份比为1∶1×10-4～5×10-4。
2.按照权利要求1所述的含砂乳化原油破乳方法，其特征在于：所述的无机盐为阳离子是Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Zn2+、Al3+、Fe3+或Ce4+；阴离子是Cl-、Br-、I-、NO3 -、CO3 2-或SO4 2-的盐的一种或两种以上的混合。
3.按照权利要求2所述的含砂乳化原油破乳方法，其特征在于：所述的无机盐为NaCl、Na2SO4或MgCl2的一种或二种以上混合。
4.按照权利要求1所述的含砂乳化原油破乳方法，其特征在于：所述的破乳剂为多胺类聚氧丙稀聚氧乙烯醚、树脂类聚氧丙稀聚氧乙烯醚、高碳醇类起始剂破乳剂或丙二醇类破乳剂的一种或两种以上的混合。
5.按照权利要求4所述的含砂乳化原油破乳方法，其特征在于：所述的多胺类聚氧丙稀聚氧乙烯醚是多乙烯多胺聚环氧乙烷环氧丙烷醚或四亚乙基己胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚。
6.按照权利要求4所述的含砂乳化原油破乳方法，其特征在于：所述的树脂类聚氧丙稀聚氧乙烯醚是酚胺类聚环氧乙烷环氧丙烷醚或聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇单醚。
7.按照权利要求4所述的含砂乳化原油破乳方法，其特征在于：所述的高碳醇类起始剂破乳剂是十八醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚或高碳醇聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物。
8.按照权利要求4所述的含砂乳化原油破乳方法，其特征在于：所述的丙二醇类破乳剂是聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚或丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。
9.按照权利要求1所述的含砂乳化原油破乳方法，其特征在于所述的微波频率为2450MHz或915MHz。
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