三元復合驅采出液電脫水技術研究進展

青山

隨著大慶油田三元復合驅油技術的不斷推廣應
用, 原有的油田地面處理系統(tǒng)呈現出一定的不適應
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雜, 油水乳化程
度加劇, 油水中間層加厚并且更加穩(wěn)定, 應用現有電
脫水技術處理具有一定的難度, 表現為操作中頻繁
出現"垮電場"現象以及外輸原油含水不達標等。因
此, 三元復合驅采出液電脫水技術的研究, 對于三元
復合驅的推廣具有重要意義。
本文旨在通過分析三元復合驅采出液電脫水處
理技術難點及原因, 有針對性地介紹復雜油水乳狀
液的化學處理措施和電脫水技術處理措施兩方面的
技術, 綜述近些年來國內油田科研工作者在該方面
所作的努力及取得的成果, 以供相關人員參考。
1　三元復合驅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)現隨著采出
液中鐵含量的增加, 脫水電流也呈升高趨勢, 進一步
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, 但到達一定濃度后, 影響程度減小。
三元采出液的化學組成特性是電脫水處理困難
的主要原因, 其更明顯地表現在以下兩個方面。
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、泥砂和機械雜質。
由于三元復合驅采出液含有堿、聚合物、表面活性劑
等化學物質, 使得中間層的組成更為復雜, 采出液導
電率增大, 嚴重時會發(fā)生極間短路現象致使電脫水
器無法正常生產。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
致"垮電場" 的主要原因[ 2] , 認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, 出現黑色固
態(tài)顆粒富集, 脫水電流升高和頻繁垮電場的現象及
含油污水處理設備除油效果變差。
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, 該粘附層介質含有較高的極性組分( 表活劑
和金屬離子) , 具有較強的導電性, 大大“縮短”了兩
極板之間的距離, 最終導致了脫水電流升高, 電脫水
器頻繁垮電場的現象。同時還發(fā)現, 如果該粘附層不
予清除, 電脫水器很難恢復正常, 多次強行啟動后極
易造成電極絕緣吊掛燒毀。
2　針對三元復合驅采出液電脫水的化學處理方法
針對三元復合驅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和鹽析作用的無機鹽或
酸, 其作用主要是使油水界面膜發(fā)生凝結作用, 使乳
狀液破壞, 或者與形成油水過渡中間層的表面活性
物質發(fā)生反應, 以破壞乳狀液的穩(wěn)定性。
根據三元復合驅采出液的特點, 大慶油田工程
有限公司復配出了幾種型號的破乳劑[ 4] , 對大慶油
田三元復合驅采出液進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、脫水時
間等因素對脫水效果的影響。認為對三元組分含量