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摘要：針對蓬萊老化原油破乳脫水困難問題，首先在原油性質分析的基礎上提出破乳脫水方案。通過將不同化學藥劑與破乳劑進行復配，得到脫水效果較好的化學藥劑配方。針對得到的化學藥劑配方對上游現場不同油艙的老化油進行脫水實驗，結果顯示，加入化學藥劑經24h沉降脫水處理后，能夠將初始含水量47.5%的老化油含水率降至1%以下。另外，針對油水界面處的絮狀物以及脫出水質進行分析研究，并考察了化學藥劑處理后老化油同外輸原油摻煉對電脫鹽裝置的影響。結合上下游針對老化油的不同處理難題，提出老化油預處理加工建議方案，可以滿足上下游現場處理脫水要求。

關鍵詞：蓬萊老化原油；化學藥劑；復配；脫水；處理方案

在原油開采、集輸過程由于非常規作業會產生老化油，其中含有FeS、黏土、修井液、鉆井泥漿及采油過程中加入的各種化學品等，增加了破乳難度。某油田老化原油具有高密度、高膠質、高酸值等特點，且含水量接近50%。由于生產過程中非常規操作造成其含有大量金屬離子雜質，為了將老化原油含水量降至5%以下，加入含磷殺菌劑和破乳劑，導致脫水后原油中含有大量的磷，給下游煉廠的正常加工造成嚴重的困難，影響煉化企業正常生產[1]。老化原油性質復雜，處理難度大，嚴重影響原油處理系統的正常運行。目前關于老化原油處理方法主要有以下幾種[2]：混摻及回摻處理技術、熱化學處理技術、電場處理技術、離心處理技術、超聲波處理技術、微波處理技術、生物處理技術等。但不同的處理技術都有其優缺點，本文中主要采用化學法對蓬萊老化原油進行脫水處理，并研發一種新的復合型化學藥劑來解決老化原油脫水問題。針對該老化原油脫水困難問題，結合現場工藝條件及老化原油特性，通過將不同化學藥劑與破乳劑進行復配，得到脫水效果較好的化學藥劑配方。針對上游現場不同油艙的老化油進行脫水實驗，結果顯示，加入化學藥劑經24h沉降脫水處理后，能夠將初始含水量47.5%的老化油含水率降至1%以下。另外，針對油水界面處的絮狀物以及脫出水質進行分析研究，并考察了化學藥劑處理后老化油同外輸原油摻煉對電脫鹽的影響。結合上下游針對老化油的不同處理難題，提出老化油預處理加工建議方案，可以滿足上下游現場處理脫水要求。

1實驗材料及方法

實驗所用原油為蓬萊老化原油；TS-860F破乳劑，中海油天津化工研究設計院有限公司提供；復合絡合劑，按常規方法自主復配得到，主要成分為乙二胺四乙酸鈉（10%~15%）、聚環氧琥珀酸鈉（5%~10%）、二乙烯三胺五乙酸鈉（5%~15%）、聚天冬氨酸（5%~10%）、檸檬酸（1%~10%）、亞硫酸鈉（0.5%~5%）等，具體用量可根據現場油品性質調整；乙醇、石油醚，均為分析純，西隴化工股份有限公司生產。實驗儀器：FM200高剪切分散乳化機、LC-223電熱恒溫鼓風干燥箱、XS204電子天平、DPY-3ZT全自動破乳劑評選及電脫鹽性能測試儀、JFH-2A全自動混合器等。實驗方法：針對老化原油破乳脫水的評價采用瓶試法進行，通過測定在相同時間內不同藥劑的油水分離速度進行比較，同時觀察不同藥劑的出水水質及掛壁現象。該方法參考《SY/T5281—2000原油破乳劑使用性能檢測方法（瓶試法）》進行。

2結果與討論

2.1蓬萊老化原油一般性

質該老化原油20℃密度為0.9575g/cm3，屬于重質原油；老化油含水量為47.5%左右，鹽含量高達1013.7mg/L，同時老化油中的鐵、鈣、鈉、鎂含量遠高于正常原油含量。由于老化油中過高的金屬含量，導致其沉淀物含量高達1.88%，灰分含量高達1.43%。另外值得注意的是，未經過任何處理的老化油中P含量為80.2mg/L，Ni含量為34.6mg/L，Al含量為537mg/L等。因此，需要特別注意對下游煉廠加工的影響。該老化油中膠質、瀝青質以及硫、氮和金屬化合物等天然乳化劑的存在，有利于在油水界面形成穩定的界面膜；另外，該老化油的酸值高達4.6mg/g，這些有機酸同含金屬的微小顆粒（如氧化鐵、硫化亞鐵、硫酸鈣等）產生很強的化學作用，將固體顆粒物分散在油水界面，形成強度更高的界面膜，從而使得單純靠重力自然沉降分離幾乎不可能實現。綜上所述，蓬萊老化油性質具有“四高”的特點，即密度、黏度、膠質、瀝青質含量高；另外老化油中除了含大量的膠質、瀝青質，還含有較高的Fe、Na、Ca、Mg等金屬元素，正是這些因素引起老化油高含水、脫水難的主要因素。為了達到破乳脫水效果，從脫出金屬元素的影響機理入手篩選適當的化學藥劑并結合破乳劑協同使用[3]，來降低老化油乳狀液的穩定性，達到破乳脫水目的。

2.2化學法處理蓬萊老化油脫水實驗

通過對渤海蓬萊油田老化原油的形成原因進行分析可知，該老化油成分復雜，含有許多導電性較強的金屬離子等機械雜質，造成破乳脫水困難。為了達到破乳脫水目的，實驗計劃首先采用不含磷的化學藥劑對老化油中的雜質絡合脫出，然后加入破乳劑進行熱化學沉降破乳脫水。按照配方1號（500μg/g復合絡合劑1#+2000μg/gTS860F破乳劑）對上游現場2P、5S不同乳化油艙的老化油進行化學藥劑脫水效果對比考察。實驗中分別取2P艙、5S艙老化油于樣品瓶中，編號1~4號，然后加入配方1號化學藥劑用量于各樣品瓶中，用手搖動80次。將各樣品瓶放入65℃恒溫水浴中進行熱化學沉降，記錄不同時間的脫水效果。不同油艙的老化原油性質存在一定差異，不同配方的脫水效果也存在一定差異。對于2P艙老化油樣品，其中1號、2號相對來說脫水效果較好，脫后原油含水量均在1%以下，并且1號樣品的脫出水質清澈，基本無任何掛壁現象。另外，對于5S艙老化油樣品，其中3號、4號相對來說脫水效果較好，脫后原油含水量均在1%左右，并且3號樣品的脫出水質清澈，掛壁較少。總體來說，對于2P艙以及5S艙的老化油脫水，實驗結果顯示，采用復合劑1#和860F破乳劑協同使用的適應性及脫水效果更好，均能滿足上游現場處理后老化油含水量<5%的脫水要求。

2.3不同藥劑處理后老化油性質對比

針對表2中化學藥劑處理后的老化油以及蓬萊外輸正常原油性質進行對比分析，具體數據見表3。針對表3采用化學藥劑處理后老化油性質進行分析可知，該老化原油20℃密度為0.9390g/cm3，屬于重質原油；處理后老化油含水量為0.36%左右，鹽含量為136.4mg/L，能夠滿足上游摻煉處理；另外，處理后老化油中Fe含量為79.8μg/g、Ca含量為143μg/g、Si含量為5.1μg/g、P含量為7.4μg/g、Al含量為8.2μg/g。對比蓬萊外輸正常原油性質發現，采用復合劑1#+860F化學藥劑處理后的老化油其密度、黏度、灰分含量同蓬萊外輸原油性質類似，僅其中的金屬含量及鹽含量有所偏大，能夠滿足外輸原油摻煉要求。

2.4老化油處理后油水界面絮狀物分析

絮狀物中硫含量高達6589.5ug/g；金屬元素分析顯示Fe元素含量高達6592μg/g，Ca元素含量為1454μg/g，Mg元素含量為581μg/g，Al元素含量為1136μg/g，Ba元素含量為976μg/g。通過對比老化油脫出前與脫出后元素分析數據，說明采用復合絡合劑1#能夠將其中的絕大部分金屬元素進行絡合脫出，從而與破乳劑進行協同反應達到破乳脫水目的。

2.5蓬萊老化油摻煉方案考察研究

為了考察采用化學藥劑處理后的老化原油對煉廠電脫鹽系統的影響，接下來通過將處理后的老化原油同蓬萊外輸原油以合適的比例進行摻煉考察。上游針對處理后的老化油通常要求含水量在5%以內即可滿足摻煉要求，而蓬萊外輸原油的水含量控制指標通常在0.5%，摻煉后要求蓬萊混合外輸原油水含量<1%。因此，處理后老化原油與外輸原油的最大摻煉比例為1∶8。老化油摻煉電脫水研究實驗過程：采用化學藥劑處理后的老化原油與蓬萊外輸原油以一定的比例進行混合，并取80g油樣于各樣品瓶中，分別對其編號1~3號。置于80℃烘箱中恒溫，并采用自動混合器攪拌。然后將各樣品瓶放入全自動破乳劑評選及電脫鹽性能測試儀進行實驗。設定電脫水工藝條件為：溫度為130℃，壓力0.45MPa，注水量6%，混合次數為50次，工頻50Hz，電場強度400/800/1200V/cm，電場停留時間為10/15/15min。

2.6蓬萊老化原油化學法處理方案

通過蓬萊老化油上游現場脫水試驗結果對比可知，采用配方500μg/g復合絡合劑1#+2000μg/g破乳劑860F進行現場脫水實驗，具體配方用量可根據現場油品性質進行調整，并將處理后達標的老化油與蓬萊外輸原油以合適的比例進行混合外輸。現場老化原油化學法處理方案：①將儲罐中的老化油加熱到65℃左右并進行倒倉；②通過倒倉過程，在泵出口處加入合適用量的復合劑1#+860F破乳劑，然后將加完藥劑后的老化油倒倉至65℃左右的儲罐中熱沉降24~48h，每隔24h取樣檢測，看是否滿足脫水要求；③待老化油脫水達標后，將上層干凈油樣抽出，下層清澈水層外排；④將處理后除去絮狀物的老化油與蓬萊外輸原油以不超過1∶10的比例混合外輸，并檢測混合后原油水含量是否滿足外輸指標；⑤將化學處理后油水界面處存在的少量乳化層絮狀物單獨抽出進入高頻電脫水裝置進行處理，以避免將絮狀物帶到下游煉廠產生影響，同時進一步將其中的老化油脫出并以合適的比例與外輸原油混摻。

3結論

（1）蓬萊老化原油含水量為47.5%左右，同時其密度、黏度、膠質、瀝青質含量高；另外，老化油中含有較高的Fe、Na、Ca、Mg等金屬元素，正是這些因素造成老化油乳化嚴重、脫水困難。

（2）對于上游現場2P艙、5S艙的老化油脫水，實驗結果顯示，采用復合絡合劑1#（500μg/g）+860F破乳劑（2000μg/g）協同使用的適應性及脫水效果更好，經24h沉降脫水處理后，能夠將初始含水量47.5%的老化油含水率降至1%以下。

（3）對比蓬萊外輸正常原油性質發現，采用復合絡合劑1#+860F化學藥劑處理后的老化油密度、黏度、灰分含量同蓬萊外輸原油性質類似，僅金屬含量及鹽含量有所偏大，能夠滿足外輸原油摻煉要求。

（4）針對化學處理后老化油的油水界面處絮狀物分析可知，絮狀物中硫含量高達6589.5μg/g；Fe含量高達6592μg/g，Ca含量為1454μg/g，Mg元素含量為581μg/g。通過對比化學法處理前后的老化油元素分析數據，發現采用復合絡合劑1#能夠將其中的絕大部分金屬元素進行絡合脫出，從而與破乳劑進行協同反應達到破乳脫水目的。

（5）針對蓬萊老化原油摻煉方案進行考察可知，添加有絮狀物的老化原油與外輸原油混合電脫時，脫出水質發黃，水層有較多黑色絮狀物，難以滿足下游煉廠摻煉要求；將處理后老化油中的絮狀物進行脫除后，以1∶10比例同蓬萊外輸原油進行摻煉電脫，脫除水質干凈清澈，無任何掛壁及絮狀物出現，可以滿足下游煉廠摻煉要求。

參考文獻

[1]劉吉云,李明迪,曹彩鳳,等.老化油處理工藝技術研究[J].石油規劃設計,2016,(5):26-31.

[2]王兆坤.油田老化油電脫水新工藝及設備的研究[D].青島:中國石油大學,2012.

[3]李美蓉,李冉冉,蒲銘.環烷酸鐵對老化原油破乳的影響及脫鐵機理研究[J].石油煉制與化工,2013,(3):36-40.

作者：馬方義 單位：董健；李昊；王寧；潘巖；葛玉龍；左甜