CN102952566B - 一种油田采出液的脱水方法 - Google Patents

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一种油田采出液的脱水方法，包括将油田采出液、季铵盐和破乳剂混合，进行破乳脱水，所述的油田采出液中含有乳化降粘剂，以油田采出液的质量为基准，季铵盐的用量为10-300ppm，所述季铵盐的阳离子部分具有下式的结构：其中，R1、R2可以相同或不同，为C8-C22的烷基或C8-C22的取代烷基；R4、R5、R6、R7可以相同或不同，为C1-C4的烷基、C1-C4的烷氧基、聚合度在1-20之间的聚氧乙烯基或聚合度在1-20之间的聚氧乙烯/聚氧丙烯基；R3为C2-C8的亚烷基或顺丁烯二酸二亚乙酯基。

Description

一种油田采出液的脱水方法
技术领域
本发明涉及一种油田采出液的脱水方法。
背景技术
随着轻质原油的不断减少，稠油资源日益引起各国的重视，然而稠油的胶质、沥青质含量高，粘度大、流动性差，开采和集输的难度很大。乳化降粘开采技术可以替代掺稀原油进行开采集输，具有能耗低和设备投资少等优点，逐渐受到人们的青睐。
乳化降粘技术的原理是通过乳化降粘剂在油水界面的吸附来降低油水界面张力，使稠油从油包水的乳化状态转变为水包油的状态，从而大幅降低粘度，实现正常开采。油田用的乳化降粘剂主要是阴离子型、非-阴离子型或者上述二者复配的表面活性剂。该技术的主要问题在于，降粘剂中的表面活性剂成分有利于乳化稠油，然而却阻碍了破乳剂的油水界面作用，导致破乳分水时间延长、破乳剂用量增加、脱后原油含水超标、油水乳化层增厚和沉降罐排水带油严重等问题。
现有技术中关于乳化降粘采出液脱水问题的文献较少，大多数文献集中在对降粘剂降粘效果的评估和新产品的研究方面。目前通常采用增加破乳分水时间和/或增加破乳剂用量的方法来应对乳化降粘采出液的脱水难题，但效果往往不理想，并且增加破乳分水时间和破乳剂用量也会增加沉降罐的处理负荷和药剂成本。专利CN1472276A公开了一种水基降粘剂，针对稠油和超稠油具有良好降粘效果，且该降粘剂具有自动破乳脱水性能，与现有破乳剂配伍性良好。可见，开发降粘效果好且后续采出液易破乳的产品也是解决上述矛盾的途径之一。
发明内容
本发明的目的是针对使用乳化降粘技术带来的油田采出液破乳问题，提供一种方便有效的破乳脱水方法，克服稠油乳化降粘与后续破乳分水之间的矛盾。
一种油田采出液的脱水方法，包括将油田采出液、季铵盐和破乳剂混合，进行破乳脱水，所述的油田采出液中含有乳化降粘剂，以油田采出液的质量为基准，季铵盐的用量为10-300ppm，所述季铵盐的阳离子部分具有下式的结构：
其中，R1、R2可以相同或不同，为C8-C22的烷基或C8-C22的取代烷基；R4、R5、R6、R7可以相同或不同，为C1-C4的烷基、C1-C4的烷氧基、聚合度在1-20之间的聚氧乙烯基或聚合度在1-20之间的聚氧乙烯/聚氧丙烯基；R3为C2-C8的亚烷基或顺丁烯二酸二亚乙酯基。
R3优选为亚乙基或亚丙基或顺丁烯二酸二亚乙酯基。
所述的取代烷基是指含有非烷基取代基的烷基。所述C8-C22的取代烷基优选为酰胺基取代的烷基。
上述的聚合度是指所述基团中的重复单元个数。
所述油田采出液既可以是采用乳化降粘法开采出来的稠油采出液，也可以是采用乳化降粘法开采出来的稠油采出液与其他开采工艺采出液的混合液。
所述的油田采出液中，乳化降粘剂的含量一般为100-10000ppm，含水率一般为5％-95％。
所述乳化降粘剂为阴离子型、非-阴离子型或者上述二者复配的乳化降粘剂，优选为聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段聚醚的磷酸酯盐、硫酸酯盐、羧酸盐和磺酸盐中的一种或几种。聚醚的聚合度优选为3～90。所述聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段聚醚的起始剂优选为失水山梨醇羧酸酯、多乙烯多胺、烷基酚和脂肪醇中的一种或几种。多乙烯多胺、烷基酚或脂肪醇的碳数优选为6～20。
所述的破乳剂优选为聚醚型破乳剂，包括但不限于：
以脂肪醇为起始剂的聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚，如SP169；
乙二胺为起始剂的聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚；
丙二醇为起始剂的聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚，BP系列如BP169，BP199，BP2040，BE系列，Y-270，N-22064等；
以丙三醇为起始剂的分支型聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚如GP315；
以多乙烯多胺为起始剂的分支型聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚如AE系列，AE121，AE6952，AE1910，AE8051，AE7921，AE9901，AE10071，AP系列，AP221，AP136，AP7041等；
以酚醛树酯、酚胺树酯为起始剂的分支型聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚，如F3111，AR36，AR46，TA1031，ST14；
以甲苯二异氰酸酯为扩链剂的交联型聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚，如BC01912，POI2420，SD-903，M-501等。
所述季铵盐的阴离子部分可以是Cl-、Br-、CH3SO4和(CH3)2PO4 -中的一种或两种。
本发明的方法中，优选在油田采出液中先加入季铵盐，再加入破乳剂，然后再进行破乳脱水。
以油田采出液的质量为基准，季铵盐的用量为30-200ppm。
本发明中，破乳脱水的温度一般为30～95℃，破乳剂的用量一般为50～300mg/L。
本发明为解决稠油乳化降粘与后续破乳脱水之间的矛盾提供了一种新思路，即通过在采出液破乳过程中加入高表面活性的Gemini季铵盐，与采出液中残余的乳化降粘剂进行化学反应，降低甚至消除乳化降粘剂的乳化能力，结合破乳剂的共同作用达到较好的破乳效果，此外，该季铵盐同时还具有良好的杀菌作用，是一种多功能有机破乳助剂。本发明方法作用效果好、广谱性强、设备投资少、操作简单，易于工业应用。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明。
试验采用瓶试法考察破乳效果，首先将塔河稠油(50℃下粘度为5300mPa.s)与塔河稀油(50℃下粘度为28mPa.s)按1∶1的质量比混合，然后与地层水混合，再加入不同的乳化降粘剂，混合后形成稳定的油水乳状液，最后加入200ppm破乳剂(型号：FJY-4E，来源：新疆福利精细化工厂)以及破乳助剂季铵盐，混合后在70℃下恒温静置脱水，记录不同时间分水情况，并与不加破乳助剂的样品进行对比试验。具体方法参见石油天然气行业标准SY/T5281-2000。
实施例中，使用的四种乳化降粘剂分别为失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚磺酸钠盐(平均聚合度12，代号α)，十四烷醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐(平均聚合度20，代号β)，异辛基酚嵌段聚醚磷酸酯钠盐(平均聚合度8，代号γ)，壬基酚嵌段聚醚羧酸酯钠盐(平均聚合度10，代号λ)；使用的季铵盐均购自河南道纯化工技术有限公司，实施例2、3的聚氧乙烯基或聚氧乙烯/聚氧丙烯基中，聚合度在1至20之间。
实施例1
采出液含水率20％，乳化降粘剂加入量200ppm，破乳助剂为乙撑基双(十四烷基二甲基氯化铵)，加入量30ppm，结果见表1。
表1
对比例1
采用实施例1相同的破乳方法，区别在于未加破乳助剂，结果见表2。
表2
实施例2
采出液含水率20％，乳化降粘剂加入量300ppm，破乳助剂为丙撑基双(十二烷基聚氧乙烯基氯化铵)，加入量50ppm，结果见表3。
破乳助剂结构式如下：
表3
对比例2
采用实施例2相同的破乳方法，区别在于未加破乳助剂，结果见表4。
表4
实施例3
采出液含水率30％，乳化降粘剂加入量500ppm，破乳助剂为丙撑基双(癸烷基聚氧乙烯/聚氧丙烯基氯/溴化铵)，加入量100ppm，结果见表5。
破乳助剂结构如下：
表5
对比例3
采用实施例3相同的破乳方法，区别在于未加破乳助剂，结果见表6。
表6
实施例4
采出液含水率30％，乳化降粘剂加入量800ppm，破乳助剂为乙撑基[(八酰胺丙基二甲基/十四酰胺丙基二甲基)氯/溴化铵]，加入量150ppm，结果见表7。
破乳助剂的结构如下：
表7
对比例4
采用实施例4相同的破乳方法，区别在于未加破乳助剂，结果见表8。
表8
实施例5
采出液含水率40％，乳化降粘剂加入量1000ppm，破乳助剂为顺丁烯二酸二乙酯撑基双(辛烷基二甲基溴化铵)，加入量200ppm，结果见表9。
破乳助剂的结构如下：
表9
对比例5
采用实施例5相同的破乳方法，区别在于未加破乳助剂，结果见表10。
表10

Claims (12)

1.一种油田采出液的脱水方法，包括将油田采出液、季铵盐和破乳剂混合，进行破乳脱水，所述的油田采出液中含有乳化降粘剂，以油田采出液的质量为基准，季铵盐的用量为10-300ppm，所述季铵盐的阳离子部分具有下式的结构：
其中，R1、R2可以相同或不同，为C8-C22的烷基或C8-C22的取代烷基；R4、R5、R6、R7可以相同或不同，为C1-C4的烷基、C1-C4的烷氧基、聚合度在1-20之间的聚氧乙烯基或聚合度在1-20之间的聚氧乙烯/聚氧丙烯基；R3为C2-C8的亚烷基或顺丁烯二酸二亚乙酯基；所述乳化降粘剂为阴离子型、非-阴离子型或者上述二者复配的乳化降粘剂。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，R3为亚乙基或亚丙基。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述C8-C22的取代烷基为酰胺基取代的烷基。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的油田采出液中，乳化降粘剂的含量为100-10000ppm，含水率为5％-95％。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳化降粘剂为聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段聚醚的磷酸酯盐、硫酸酯盐、羧酸盐和磺酸盐中的一种或几种；聚醚的聚合度为3～90，所述聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段聚醚的起始剂为失水山梨醇羧酸酯、多乙烯多胺、烷基酚和脂肪醇中的一种或几种，多乙烯多胺、烷基酚或脂肪醇的碳数为6～20。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的破乳剂为聚醚型破乳剂。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的破乳剂选自以下嵌段聚醚中的一种或几种：以脂肪醇为起始剂的聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚，乙二胺为起始剂的聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚，丙二醇为起始剂的聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚，以丙三醇为起始剂的分支型聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚，以多乙烯多胺为起始剂的分支型聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚，以酚醛树酯、酚胺树酯为起始剂的分支型聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚，以甲苯二异氰酸酯为扩链剂的交联型聚氧丙烯、聚氧乙烯嵌段聚醚。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述季铵盐的阴离子部分是Cl-、Br-、CH3SO4 -和(CH3)2PO4 -中的一种或两种。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在油田采出液中先加入季铵盐，再加入破乳剂，然后再进行破乳脱水。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，以油田采出液的质量为基准，季铵盐的用量为30-200ppm。
11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，破乳脱水的温度为30～95℃。
12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，破乳剂的用量为50～300mg/L。
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