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原油破乳剂的研制现状及应用曹晓春1,王忠信2(11大庆石油学院石油工程学院,黑龙江大庆163318;21大庆油田有限责任公司第一采油厂,黑龙江大庆163000)摘要:综述了原油破乳剂的分子结构、性能、破乳过程、影响原油乳状液稳定性的因素以及破乳剂的研究现状及其应用.认为:微乳状液在一定范围内可以完全消除油水界面张力,使得原油乳状液完全破乳;在选择破乳剂时,应根据当地实际情况,做一段时间的现场试验及多种破乳剂的破乳效果对比试验.关键词:原油破乳剂;乳状液;微乳液;破乳机理中图分类号:TE357文献标识码:A文章编号:1000-1891(2002)04-0034-050引言我国大部分油田已进入高含水期,油井采出液由原来的以油包水(WΠO)型乳状液为主变为以水包油(OΠW)型乳状液为主.现有的不少破乳剂已不能满足现场实际的需要,为此,文中综述了国内外原油破乳剂的研究现状及发展趋势,希望能有助于破乳剂的研制开发.原油破乳剂最早报导于1914年,Barnickel用质量分数为0.1%的FeSO4溶液在35～60℃下进行原油破乳1盐型..1920年后开始有盐型和酯盐型表面活性剂,主要是羧酸盐型、磺酸盐(包括石油磺酸盐)及硫酸酯1940年后开始使用低分子非离子表面活性剂,如OP型、平平加型和吐温型等.1950年后出现非离子型高分子表面活性剂,如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、含聚氧乙烯聚氧丙烯基的酚醛树脂.1990年后开始用两性表面活性剂2.我国对原油破乳剂的研制起步较晚,20世纪60年代以后,首先研制了低分子的非离子型表面活性剂,后来又研制聚醚及改性聚醚等高分子表面活性剂,1989年我国又自行研制出两性高分子破乳剂CW-01.全世界现有上千种原油破乳剂产品,年销售约百万吨3.我国自行研制生产、应用的破乳剂已超过200个牌号,但大多数产品是复配得的,单剂少,产品适应性差,质量不稳定4.1破乳剂的破乳机理1.1破乳剂的分子结构及性能Bansbach认为理想的破乳剂应具备的条件2是:有较强的表面活性,且表面活性高于油-水界面上的乳化剂分子的表面活性,这样就可以吸附到油-水界面,取代原来的乳化剂分子;要有良好的润湿性,可以吸附到固体粒子表面,改变它们的润湿性能,使界面膜的强度降低;另外还要有足够的絮凝能力和较好的聚结效果等.可见,破乳剂的选择是从乳状液类型及应用效果来考虑的,如果最初采出的油是WΠO型乳状液,则首先考虑选用OΠW型乳化剂,所以最初用的破乳剂是盐型、酯盐型表面活性剂及低分子的亲水性稍强的非离子表面活性剂,对破乳剂分子的结构要求研究不多.乳化剂和破乳剂一般多是表面活性剂,表面活性剂的分子是由亲水的极性基团和亲油的非极性基团两部分组成,加入少量即可显著降低溶剂的表面张力或溶液的界面张力.乳化剂的分子结构一般要求5:对于一定的亲水基,亲油基应有一个适当长度的烃链,因为只有当亲水基和烃链取得一定的亲水亲油平衡时,才有利于活性剂在界面上的吸附;乳化剂分子的亲水基位于亲油基烃链的一端;非极性部分的烃链最好没有分支,以利于非极性部分的横向结合,形成强度较大的界面膜;非极性部分若有苯基,则苯基最好在收稿日期:2002-04-22;审稿人:贾振岐作者简介:贾晓春(1967-),女,讲师,现主要从事油田化学工程方面的研究.·34·第4期曹晓春等:原油破乳剂的研制现状及应用烃基一端,若苯基上有烃基和亲水基,则最好处于对位;有2个或2个以上亲水基的活性剂不宜作乳化剂.对照乳化剂分子结构的要求和破乳剂性能的要求,可以推知对于破乳剂分子的结构要求同乳化剂的要求一样,亲水基与亲油基必须取得平衡,有利于吸附到油-水界面,顶替原来存在的保护膜乳化剂分子.其它则与乳化剂的要求相反,亲水基可位于烃链中部,破乳剂分子的非极性部分的烃链最好有分支,这种不规整结构不利于非极性部分的横向结合,使生成的新膜强度降低;非极性部分若有苯基,则应在烃基的中部,若苯基上有烃基和亲水基,则它们最好处于邻位或间位;分子最好有2个或2个以上的亲水基.分析常用破乳剂的分子结构可以证实上面推断.如国内以前常用的破乳剂SP-169(聚氧乙烯-聚氧丙烯的嵌段共聚物),它可以强烈吸附到油-水界面,顶替原来的乳化剂分子;分子链上的亲水基聚氧乙烯基较多,而且分子链上有分支结构,在界面上吸附后分子间力不大,界面膜较薄、强度差,因而易于破乳.酚醛树脂是由苯酚与甲醛反应得到的,活性反应位多是酚羟基的邻位.酚醛树脂类破乳剂在酚醛树脂上引入亲水基,一般为聚氧乙烯基.1.2破乳剂的选择SETLaboratories是美国的一个油田化学实验室.它提供了简便的破乳剂选择方法,即瓶试(bottle-test).这种方法与我国的瓶试法(石油天然气行业标准SY5281-1991)大同小异.具体操作方法如下:将100mL刚取自现场的原油