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原油破乳剂筛选的研究摘要：随着石油工业的发展，原油开采量不断增大，原油破乳剂的使用量也逐年增加，文章从破乳剂的性能评价、筛选办法及其发展趋势介绍了破乳剂的应用和发展，以期对行业中破乳剂的使用有一定的指导意义。
关键词：原油破乳剂评价指标筛选发展随着世界石油工业的发展，石油开采量日益增加，特别是采用注水强化采油后，原油含水量明显增高，这种油水混合液经过喷油嘴、集输管道逐渐形成比较稳定的油水乳状液。
其中原油含水量的增高不仅增大了油井采出液的体积，增加了管道输送的动力消耗和原油集输升温过程中的燃烧消耗；同时原油中所含的地层水有一定的矿化度，引起金属管道和设备的结垢和腐蚀以及炼油加工过程中产生不良影响。
所以必须清除这些乳状液，使油水分离，使原油含水<0.5%，含盐<50mg/L [1]。
原油破乳剂是针对石油采出液进行油水分离的油田化学剂，其破乳原理是破乳剂深入并粘附在乳化液滴的界面上，取代原乳化剂并破坏表面膜，将膜内包复的液滴释放并使之聚结，从而使油、水两相发生分离。
而作为一理想原油破乳剂应需具有较强的表面活性、良好的湿润性能、足够的絮凝能力、较好的聚结效果。
一、破乳剂性能评价指标1.HLB值破乳剂同时具有亲油亲水两种基团，比乳化剂具有更小的表面张力，更高的表面活性。
HLB值反映了破乳剂分子中亲油亲水基团在数量上的比例关系，其范围一般在0～20之间。
2.脱水率指一定实验条件下，原油中脱出水的水量与原油中总含水量之比，一般用体积百分数或质量百分数来表示。
3.出水速率出水速率是指单位静置沉降时间里脱水的多少或脱水率的大小。
一般呈三种情况：先快后慢；先慢后快；等速率。
4.油水界面指含水原油沉降分出水后油水交界面处的状态，一般有整齐、水平、油水界面分明、界面有网状物、呈“油包水”或“水包油”的乳状液过渡层等。
另外，也需要从脱出水中含油量、低温脱水性能、最佳用量、毒害和副作用等方面进行评价。
二、原油破乳剂筛选1.原油破乳剂筛选的办法1.1瓶试法该法操作简单，既可在实验室进行，也可随身携带在生产现场进行。
原油破乳剂筛选及破乳效果研究李美蓉;冯刚;娄来勇;王雪峰;徐俊超【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2006(007)011【摘要】依据"破乳性评分"(DV)值,采用室内瓶试法为大港扣50区混合原油筛选出性能较好的破乳剂.考察了温度和破乳剂浓度对脱水效果的影响,结果表明,选用庄大破乳剂,温度60 ℃,破乳剂浓度100 mg/L条件下,脱水效果最好,脱出水色清,油水界面齐,脱水后原油含水率0.57%,脱出水中含油6.34 mg/L.采用滴体积法测定了破乳剂及破乳剂浓度对原油及沥青质、芳香分、胶质和饱和分4组分的油水动态界面张力的影响,结果表明,原油及4组分中加入破乳剂后,界面张力都降低,尤其是庄大破乳剂对油/水界面张力降低幅度最大;随着破乳剂浓度的增加,原油及4组分油/水界面张力呈现下降趋势,但当破乳剂浓度大于100 mg/L时,界面张力呈现上升趋势,各组分出现最低界面张力时对应破乳剂浓度基本在100 mg/L左右.因此,选择庄大破乳剂,其浓度100 mg/L对脱水和降低油/水界面张力效果都好.【总页数】5页(P14-18)【作者】李美蓉;冯刚;娄来勇;王雪峰;徐俊超【作者单位】石油大学化学化工学院,东营,257061;大港油田采油二厂,大港,300280;石油大学化学化工学院,东营,257061;大港油田采油二厂,大港,300280;石油大学化学化工学院,东营,257061【正文语种】中文【中图分类】TE6【相关文献】1.无机盐原原油破乳剂破乳效果的影响 [J], 王任芳;李克华2.安塞和子长原油破乳剂筛选研究--陕北原油破乳剂的筛选研究(Ⅱ) [J], 张谋真;郭立民;刘启瑞3.志丹和川口原油破乳剂筛选研究--陕北原油破乳剂的筛选研究(Ⅰ) [J], 张谋真;郭立民;刘启瑞4.大庆油田聚驱原油破乳剂的破乳效果研究 [J], 余宏伟;余兰兰;郑凯5.多元复合原油破乳剂破乳效果研究 [J], 黄俊英;丁连民因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高含水高含盐原油的破乳剂实验室筛选与评价研究高含水高含盐原油是指在油田开采过程中含有较高含水和含盐率的原油。
由于其中的水和盐含量较高，会对油藏储量和生产效果产生不利影响。
为了提高原油开采效率，需要研发出适用于高含水高含盐原油的破乳剂。
破乳剂是一种可以有效降低水和油之间表面张力的物质，通过添加破乳剂可以破乳乳状液，使水和油分离，从而提高油井采收率。
1. 原油样品准备：选取高含水高含盐原油样品，并进行预处理，去除其中的杂质和大颗粒沉淀物，使实验样品具有代表性。
2. 破乳剂筛选：根据原油的特性，挑选具有较好破乳效果的破乳剂。
常用的破乳剂包括表面活性剂和聚合物等。
a. 表面活性剂破乳剂：通过测试不同表面活性剂的添加浓度和效果，选择出最佳破乳剂。
b. 聚合物破乳剂：通过合成不同类型的聚合物，如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等，评估其在高含水高含盐原油破乳中的效果。
3. 实验方法设计：根据不同的实验目的和要求，设计合适的实验方法和指标。
常用的实验方法包括离心沉淀法、倾斜盘法、环境扫描电镜（SEM）观察法等。
4. 实验过程控制：在实验过程中，控制实验参数如温度、pH值、搅拌速度等，以模拟真实情况。
5. 实验结果评价：根据实验数据，评估不同破乳剂的破乳效果和适用性。
评价指标包括油水分离率、破乳速度、破乳剂添加浓度等。
6. 优选破乳剂：根据实验结果，选择出最佳的破乳剂。
考虑到成本、环境友好性和操作方便性等因素，进一步筛选和优化破乳剂的配方和使用方法。
高含水高含盐原油的破乳剂实验室筛选与评价研究是为了解决高含水高含盐原油开采中的技术难题，提高原油采收率和开采效果。
通过综合破乳剂的筛选和评价，可以选择出最适合该类原油的破乳剂，并为实际油田开采提供技术支持。
原油破乳剂的研究应用与发展方向韩博沙玉英张佩祥俞晓鲲陈福稳安捷发布时间：2023-08-04T10:16:29.491Z 来源：《工程建设标准化》2023年10期作者：韩博沙玉英张佩祥俞晓鲲陈福稳安捷[导读] 随着原油开采技术的不断提高，原油含水已成为制约我国原油产量的重要因素，因此，油田污水处理和原油脱水工作具有十分重要的意义。
破乳剂作为一种重要的化工助剂，在油田污水处理和原油脱水中发挥着十分重要的作用。
金浦新材料股份有限公司江苏南京 210047摘要：随着原油开采技术的不断提高，原油含水已成为制约我国原油产量的重要因素，因此，油田污水处理和原油脱水工作具有十分重要的意义。
破乳剂作为一种重要的化工助剂，在油田污水处理和原油脱水中发挥着十分重要的作用。
原油破乳剂种类繁多，包括烷基磺酸盐、季铵盐、脂肪酸、聚氧乙烯醇等类型，针对不同类型原油的特点，采用不同的破乳剂对原油进行破乳脱水处理。
本文主要介绍了目前国内油田污水处理及原油脱水领域常用的几种破乳剂，并对其发展方向进行了展望。
关键词：原油破乳剂；应用；发展引言：目前，国内外研究较多的是物理破乳法和化学破乳法，主要有破乳整理剂和破乳剂两种。
化学破乳剂具有效果好、使用方便等优点，但是对原油有一定的腐蚀性，因此在应用时要严格控制浓度。
一、原油破乳剂应具备的特点随着世界石油开采和生产技术的发展，油田原油开采量越来越大，同时原油中的含水量也越来越多，使得原油的脱水处理变得更为困难。
原油脱水常用的方法有化学破乳法、电脱水法等，这些方法均有各自的局限性，同时也带来了能耗高、环保要求高等问题。
原油破乳剂是一种高分子聚合物，它具有较强的亲油性和较高的乳化能力，因此，应具备良好的界面活性。
并且必须具有很好的热稳定性，当温度在-10℃以下时，它仍能保持较高的粘度和乳化能力。
当原油含盐量较高时，它能稳定存在。
因此，应具备较好的耐热性、耐酸性、耐碱性及对人体无害等特点。
同时，原油破乳剂还要具备良好的破乳效果，当油水界面张力低于10-6mN/m时，才能使乳化液破乳。
原油乳状液的破乳机理及破乳方法摘要：归纳了近年来对原油乳状液破乳机理和破乳方法的研究进展，介绍了各种方法的特点、破乳机理和发展现状，对今后乳状液破乳工作的发展提出了建议。
关键词：原油乳状液破乳机理破乳方法原油乳状液的稳定性主要取决于油水界面膜，近年来，随着原油开采进入中后期，采油技术的不断开发和应用，大量的表面活性剂用来驱油，使得原油组成变得更加复杂，因此不断深入研究原油乳状液的破乳机理及新的破乳方法对油田的持续开发具有重要意义。
下面对原油乳状液的破乳机理及破乳方法的研究情况做了归纳，希望对广大油田科研工作者提供参考。
一、原油乳状液的破乳机理目前，由于原油乳状液的形成及稳定性的因素复杂，以及影响原油乳状液破乳的因素众多，以致原油乳状液破乳的机理没有完全弄清楚。
破乳就是破坏乳状液的稳定性，将其从稳定体系变成不稳定体系，最终达到脱水目的。
人们在长期的实践中，总结了一些破乳剂的作用机理：1.顶替或置换机理这种机理认为：破乳剂加入到原油乳状液后，由于破乳剂比乳状液的成膜物质具有更高的表面活性，所以能迅速吸附到油水界面上，将部分原成膜化合物顶替出来，形成新界面膜强度比原来界面膜强度低，减弱了界面膜的稳定性，从而促进原油乳状液的破乳。
这种机理已经被大多数学者认可。
2.反相作用机理这种机理认为，向乳状液中加入破乳剂，发生了相转变，即使原来的稳定油包水型乳状液类型转变为与其相反的乳状液类型，破乳剂的作用是充当水包油型乳化剂，在发生相转变的时候水由于受重力的作用而脱出。
3.润湿增溶机理这种机理认为破乳剂分子对乳状液的乳化膜有很强的溶解能力，从而破坏界面膜。
破乳剂分子可以润湿成膜物质，这种润湿包括水湿和油湿，分别使成膜物质向水中或油中溶解，从而破坏界面膜。
这类破乳剂也可被称作增溶剂。
3.絮凝-聚结机理絮凝作用是指分子量较大的破乳剂分子可将原油乳状液中的分散水滴聚集在一起，形成鱼卵状的聚集体。
这一过程是一个可逆过程，称作絮凝作用。
原油破乳剂筛选及破乳效果研究李美蓉1 冯 刚2 娄来勇1 王雪峰2 徐俊超1(1.石油大学化学化工学院,东营257061;2.大港油田采油二厂,大港300280)摘 要 依据“破乳性评分”(DV )值,采用室内瓶试法为大港扣50区混合原油筛选出性能较好的破乳剂。
考察了温度和破乳剂浓度对脱水效果的影响,结果表明,选用庄大破乳剂,温度60℃,破乳剂浓度100mg /L 条件下,脱水效果最好,脱出水色清,油水界面齐,脱水后原油含水率0.57%,脱出水中含油6.34mg /L 。
采用滴体积法测定了破乳剂及破乳剂浓度对原油及沥青质、芳香分、胶质和饱和分4组分的油水动态界面张力的影响,结果表明,原油及4组分中加入破乳剂后,界面张力都降低,尤其是庄大破乳剂对油/水界面张力降低幅度最大;随着破乳剂浓度的增加,原油及4组分油/水界面张力呈现下降趋势,但当破乳剂浓度大于100mg /L 时,界面张力呈现上升趋势,各组分出现最低界面张力时对应破乳剂浓度基本在100mg /L 左右。
因此,选择庄大破乳剂,其浓度100mg /L 对脱水和降低油/水界面张力效果都好。
关键词 原油 破乳剂 脱水率 界面张力收稿日期:2006-09-15。
作者简介:李美蓉,副教授,1989年毕业于中国石油大学,现主要从事化学教学及油田化学方面的研究工作。
原油中的天然活性剂一般由石蜡、有机酸、沥青质和胶质等物质所组成。
在原油开采过程中,水通常以非常细小滴(珠)的形式存在,形成油包水乳状液,这对原油的提炼加工造成非常大的危害。
目前,一般要求将原油中水的质量分数降低至0.5%左右。
据报道,世界上2/3的原油需要破乳脱水后才能进行提炼加工。
乳化原油脱水困难的原因在于:高粘度的原油使得水珠难以依靠重力来分离,这些大小在1～100μm 之间小水珠可以在原油中稳定存在几个月甚至一年而不与原油分层;由于原油中天然表面活性剂吸附在油水界面并形成一层弹性“外壳”,这层弹性“外壳”阻止了水珠之间可能存在的相互凝并。
最常用的破乳方法是在原油中加破乳剂,以破坏由天然表面活性剂在界面上形成的弹性外壳,使得小水珠凝并成大水滴,从而大大缩短分离时间〔1〕。
笔者针对大港扣50区原油性质筛选出较好的破乳剂,并考察了温度、破乳剂浓度对脱水效果的影响,以及破乳剂浓度对原油及4组分油水动态界面张力的影响。
1 实验部分1.1 材料和仪器材料:扣50区混合原油及极性4组分;破乳剂(7种);无水乙醇和二甲苯均为分析纯。
仪器:恒温水浴;电子天平;具塞量筒;移液管;容量瓶;密度瓶;注射器(针头内径参考有关标准)。
1.2 实验方法1.2.1 化学破乳剂优选方法———具塞量筒法用具塞量筒法测定原油的脱水率,实验温度均为50℃和60℃,筛选出性能较好的破乳剂;再对破乳剂进行温度及浓度筛选。
1.2.2 滴体积法测界面张力〔2,3〕用滴体积法可以测定界面张力,设存在两种不相溶液体,液体1的密度大于液体2,在测定温度下恒温,利用注射器向液体1中上浮液滴,计算出界面张力。
所成液滴大小与液体1、2间的界面张力、密度差和所悬此液滴的注射器针头半径的关系为:(ρ1-ρ2)V g =2πr γ(1)式中,ρ1为液体1的密度;ρ2为液体2的密度;V 为液滴的体积;g 为重力加速度;r 是注射器针头半径,可查阅针头孔径标准确定;γ为液体1、2间的界面张力。
1.2.3 破乳性评价方法〔4,5〕依据石油天然气行业标准SY5281291规定的方法,将含水稠油及设计量的破乳剂溶液加入50mL 具塞量筒中,在脱水温度下恒温20min 后手摇200次,恒温静置,记录不同时间的脱水量,同时观察界面整齐与否,脱出水是否混浊。
为对破乳剂的脱水效果(脱水率和脱水时间)进行综合评价,这里引入“破乳性评分(demulsifi-cationvalue,简称DV)”概念,即DV=∑K i[(f v)i-(f v)i-1]×100(2)式中,(f v)i表示i时刻的脱水率;K i加权系数,对应静置时间15,30,60,90,120min的取值分别为6,5,4,3,2,1。
DV值等于i时刻的加权系数乘以i时刻与i-1时刻脱水率之差的总和。
0<DV< 600,DV值越大,表明破乳剂的综合脱水效果越好。
参照GB260277标准测定破乳脱水后净化油含水量;参照SY/T5329294标准测定破乳后污水含油量。
2 结果与讨论2.1 不同破乳剂脱水能力比较在实验室选用7种破乳剂,分别在60℃恒温槽中进行实验,破乳剂浓度均为100mg/L,各破乳剂在不同时间的脱水率、破乳评分值及油水界面颜色列入表1。
表1 不同破乳剂脱水率比较破乳剂型号不同时间的脱水率,%15min30min60min90min120minDV值界面颜色F311163.292.7100.0100.0100.0455.9乳化层,水浊庄大88.599.1100.0100.0100.0487.6齐,微挂壁,水清XPR-O26.395.999.199.5100.0420.8齐,挂壁,水清WD-192.7100.0100.0100.0100.0492.7齐,微挂壁,水清XPR-W88.597.097.0101.0100.0482.5齐,微挂壁,水浊405088.592.797.097.097.0472.2齐,微挂壁,水浊AF-850180.192.792.792.792.7450.9齐,微挂壁,水浊 由表1可知,实验的前5种破乳剂破乳效果都较好。
在脱水15min时,WD-1的脱水速率比其他破乳剂脱水速率快,但最终的脱水率相同。
综合油水界面情况及破乳剂产地等原因,确定选用破乳效果较好的庄大破乳剂。
2.2 温度对脱水效果的影响在庄大破乳剂浓度100mg/L不变条件下,分别用50℃和60℃恒温槽进行实验,考察温度对脱水效果的影响,结果见图1。
由图1看出,对于扣50区原油而言,庄大破乳剂脱水效果随温度升高明显改善。
但脱水温度高时能耗大,在实际应用中脱水温度建议选择50～60℃。
图1 不同温度下庄大破乳剂破乳效果比较2.3 破乳剂浓度对脱水效果的影响保持脱水温度60℃不变条件下,只改变庄大破乳剂浓度,考察破乳剂浓度对脱水效果的影响,结果列入表2。
表2 破乳剂浓度对脱水效果的影响破乳剂浓度/mg·L-1不同时间的脱水率,%15min30min60min90min120min150minDV值界面状况污水颜色2021.152.759.061.163.265.3322.4乳化层水清3033.765.367.571.772.575.9144.7乳化层水很清5063.284.388.592.792.794.9148.0乳化层水清7073.890.694.994.994.999.1145.5轻乳化层水较清9090.697.097.899.199.199.1111.0轻乳化,挂壁水微浊10088.599.1100.0100.0100.0100.0112.4界面齐,挂壁水较清 由表2可知,在考察的破乳剂浓度范围内,庄大破乳剂有一最佳浓度,综合脱水率、界面颜色等方面考虑,庄大破乳剂浓度在100mg /L 时,30min脱水率已高达99.1%,净化油含水0.57%,脱出污水含油6.34mg /L ,虽然浓度在100mg /L 时,DV 值相对并不是最大,这是因为,浓度在100mg /L 时,30min 后脱水已经完成,达到平衡,因此DV 值会相对下降,即庄大破乳剂浓度在100mg /L 时脱水效果最好。
这可能是在此浓度以下,破乳剂分子以单体形式分配于油水两相中并吸附在油水界面,吸附量随破乳剂浓度增加而增加;如果超过此浓度,破乳剂可能会在油相、水相或第三相聚集,可能形成反相乳化,使脱水效果变差。
2.4 破乳剂对原油及4组分界面张力的影响2.4.1 不同破乳剂对原油及4组分界面张力的影响顶替理论认为,当破乳剂加入到油水乳状液中,破乳剂分子会将沥青、石蜡等天然表面活性剂物质顶替出来,在油水界面形成一层新的混合界面膜,这层膜的强度较低,因而使整个乳状液处于不稳定状态并最终达到破乳的目的〔6〕。
将F3111、庄大和XPO -03种破乳剂其浓度均为100mg /L ,用滴体积法对原油进行界面张力实验,考察破乳剂品种对原油界面张力的影响,结果见图2。
图2 不同破乳剂对原油动态界面张力的影响从图2看出,加入破乳剂后原油的界面张力都降低,符合顶替理论观点。
尤其是庄大破乳剂对界面张力下降效果比其他两种好,因此从对界面张力影响而言,仍然选择庄大破乳剂。
庄大和XPR -O 2种破乳剂其浓度均为100mg /L ,同样用滴体积法分别对沥青质、芳香分、胶质和饱和分4组分进行界面张力实验,考察破乳剂对4组分界面张力的影响,结果分别见图3～图6。
图3 不同破乳剂对沥青质动态界面张力的影响图4 不同破乳剂对芳香分动态界面张力的影响图5 不同破乳剂对胶质动态界面张力的影响图6 不同破乳剂对饱和分动态界面张力的影响由图3～图6可见,4组分在庄大破乳剂和XPR -O 破乳剂作用下,界面张力都降低,尤其是庄大破乳剂对4组分界面张力降低幅度大,破乳效果更好些。
2.4.2 破乳剂浓度对原油及4组分界面张力的影响在60℃恒温水浴中利用滴体积法测定原油及其4组分在庄大破乳剂和XPR -O 破乳剂作用下的界面张力,通过改变两种破乳剂的浓度,考察破乳剂浓度对原油及4组分界面张力的影响,庄大破乳剂浓度对原油及4组分界面张力的影响见图7,XPR -O 破乳剂浓度对原油及4组分界面张力的影响见图8。
图7 庄大破乳剂浓度对原油及4组分界面张力的影响图8 XPR -O 破乳剂浓度对原油及4组分界面张力的影响理论上认为,对于同一种乳状液,破乳剂在溶液中的浓度越高,则被替换出的天然表面活性剂分子越多,界面张力下降越大,破乳效果越好,乳状液越不容易形成。
胶溶理论认为,当活性剂在溶液中的浓度达到一定值以后,如果其浓度进一步增加,活性剂分子有倾向于逃离水中的趋势,以使整个体系的能量达到最低。
此时活性剂分子中的长链亲油基通过分子间相互作用力缔合在一起,形成胶束,而胶束的存在增加了活性剂在油中的溶解度,从而破坏了油水界面的混合界面膜,因此溶液界面张力又重新增加〔7〕。
从图7和图8可看出,随着乳状液中破乳剂浓度的增加,界面张力均呈现先下降后上升的趋势。
由图7可见,加入庄大破乳剂后,界面张力下降幅度大,破乳效果较XPR -O 好。
浓度由0mg /L 增加到100mg /L 时,庄大破乳剂在扣50区原油及其4组分中的浓度越大,其界面张力降低得越多,破乳效果越好。
因此庄大破乳剂的最佳浓度选择100mg /L 左右,浓度再增加,原油的界面张力反而上升,符合胶溶理论。
