克孜勒奥尔盖油田原油集输及破乳剂的应用

克孜勒奥尔盖油田原油集输及破乳剂的应用

随着中国和哈萨克斯坦在气田的合作开发深入，各种设备、设备和化工剂的需求也在增加。其中，破乳剂是油田中使用最大的品种。目前,在哈国油田使用的破乳剂绝大部分是英国、美国和加拿大等国家的药剂,在性价比上无法与我国破乳剂相比,尤其是价格上相比昂贵得甚至高达10倍以上,而我国破乳剂在经过计划经济时代以后的市场环境下,通过性能和成本上的竞争,再经过三次采油后原油集输过程破乳条件恶化的洗礼,使得我国破乳剂在性价比上有着突出的优势,当然,除了药剂本身的优势以外,在营销方式上,还需要选择适合当地市场的运行方式和灵活的管理机制。从技术角度上讲,一方面要结合哈萨克斯坦油田的原油特性和应用条件进行破乳剂的选型,另一方面还要考虑从技术上解决运输成本问题,采取这样的模式才可以使得我国的油田化学品在哈萨克斯坦得到推广与应用,从而创造出更大的经济效益。克权水质、原油产量和原油平衡表1994年,哈国Kuat控股有限公司与英国的Amlon贸易公司为工业开发克孜勒奥尔达州南图尔盖的克尼斯(简称K区)和贝克塔斯油田(简称B区)成立了KuatAmlonMuani合资公司(简称KAM公司)。2004年底,中国石油天然气勘探开发公司(CNODC)参股KAM项目。国家批准的克尼斯油田的原油平衡表储量为2594万t,天然气46亿m3;贝克塔斯油田原油平衡表储量为195万t,天然气18亿m3。油田应用微生物降粘等新工艺,产量有了明显提高,2000年产量20.1万t,到2006年,KAM合资企业原油产量提高至47.2万t,计划在未来2年内将产量增加至3万桶/天(约150万t/a)。自2003年起,KAM合资企业进行两个油田试采前期准备工作。现在已完成了克尼斯油田的中心处理站,克孜勒奥尔达建了接油能力6000m3的铁路加油终端。2006年秋,73.5km的克尼斯-库姆科尔输油管道投入运营,年输油60万t。KAM油田现有油井53口,其中KONYS区块(简称K区)45口、BEKTAS区块(简称B区)8口,产油能力达100多万t。(1)原油物性对kam油田的影响克孜勒奥尔达KAM油田的原油特性见表1。KAM油田的两个大区块油性略有差异,随着油田开发,原油物性随原油混合比例不同而会出现波动,但总体上看属于偏石蜡基稀油。(2)原油脱水现状据以往国内油田原油脱水现场的实践经验,这种含水原油在热化学沉降脱水过程中对脱水温度要求相对较高(大于50℃),脱水速度相对纯石蜡基原油慢,要求净化原油罐罐容比较大,原油最好能够有24h的静态沉降时间。KAM油田原油脱水采用端点投加破乳剂、管道破乳、处理器密闭脱水的工艺流程,根据产能报表测算,在目前处理量下(1200m3/日),含水原油在多功能处理器中的停留时间为1h,原油在净化原油罐中停留时间超过24h。现场调查表明,二级处理器出口原油含水率平均值小于0.4%,这类原油在处理器出口的含水率一般应在0.5%~0.7%之间,这表明端点投加原油破乳剂和较高的来油温度(30~35℃)对处理器的脱水效果起到了重要的保障作用。含水原油进入联合站进行脱水处理后外输,原油脱水设备采用二级处理器密闭脱水,加热温度为50~60℃,破乳剂使用浓度为端点10mg/L,站内为40mg/L。哈萨克斯坦原油出口标准哈萨克斯坦原油的外输指标见表2。原油破乳剂研究思路的确定以克孜奥拉尔达KAM油田为例,针对该油田原油的特点和现场工艺的要求,探讨了破乳剂的研究思路和破乳剂选型以及筛选过程,从而确定适合KAM油田的原油破乳剂。1油溶性破乳剂的破乳工艺结合上文中克孜奥拉尔达KAM油田原油特性的分析,以及对现场采集油样的观察,外观为黑色中略带有灰色的油状物,密度0.7678,30℃时粘度为15.46mPa.s,在析蜡点以上油样的流动性很好,属于稀油,有少量的胶质和沥青质,突出特点是含蜡量偏高14.8%,KAM油田原油通过上述分析应该属于含蜡含胶的偏石蜡基稀油,在破乳剂扩链时我们选用了多直链聚醚和树脂型聚醚。根据表面活性剂相溶相似原理,多直链聚醚结构可以同原油中含蜡部分有很好的相容性,提高破乳剂在原油中的扩散能力,同时可以改变和破坏蜡晶片状和支状的立体晶格,使得在蜡晶中包覆的水滴得到释放,树脂型聚醚的立体多分支结构可以很好地和原油中的水滴进行多层面立体接触,增加破乳能力和脱水深度。KAM油田原油脱水现场工艺采用端点投加破乳剂、管道破乳、处理器密闭脱水的工艺流程,含水原油在多功能处理器中的停留时间仅为1h,原油在净化原油罐中停留时间大约24h,这种工艺条件就要求破乳剂必须有较快的破乳速度,为了提高破乳速度,采用扩链方法以提高破乳剂的分子量,从而选择了油溶性破乳剂。但由于这类破乳剂含有大量的易燃易爆有毒溶剂,一般在40%~60%,对于从国内运输到国外既增加了安全隐患又增加了运输成本。因此,针对KAM油田的原油特性、脱水工艺和长距离运输的实际情况,设计的类型为超浓缩油溶性破乳剂。2环氧化物系对分离的影响将定量的起始剂和烷氧基化催化剂一起投入高压釜内,搅匀升温至120~140℃,用负压把游离水脱净,并用氮气置换3次后按要求分段加入环氧丙烷、环氧乙烷,压力控制在0.2~0.4MPa,反应温度控制140~160℃,直到环氧化物加完,老化1h后降温出料。(2)制备ox系列破乳剂将定量的聚醚和溶剂一起投入到带有冷凝回流装置的反应器内,升温搅拌混匀,在74~78℃范围内,以每分钟70~80滴的速度定量滴加扩链剂,加完后保温1h后,升温回流收集溶剂,一直到成品破乳剂固含量为90%为止,按照上述方法合成OX系列破乳剂样品,以供评选。(3)配油的混合比例KAM油田的取样是在油田现场选取了比较有代表性的6个井口,分别为K19#、K222#、K225#、K230#、K265、B3#,配油的混合体积比例分别为257∶627∶244∶535∶151∶140,按照上述比例均匀混合后作为实验对象。(4)破乳实验方法实验方法采用石油天然气行业标准SY5281-91破乳剂使用性能检验方法(瓶试法),破乳实验条件:原油乳液用量100mL,脱水温度60℃,加药量100ppm(根据现场实际用量)。(5)几种破乳产品的破乳性能OX系列的样品均为我公司制备,现场标样为英国BAKER公司生产。评选实验经过初选、复选、验证、原油波动实验和放大实验来完成。初选破乳剂实验数据见表3。经过上述初选实验,选取OX9540、OX9584和OX9356作为复选实验的主要品种,具体实验数据见表4。通过上述复选实验可以看出:OX9540、OX9584、OX9356的破乳性能均明显强于标样,由于OX9584生产复杂及成本等原因,相比之下我们选OX9540和OX9356作为下一步重复验证实验的主要品种,具体实验数据见表5。通过上述重复验证实验可以看出:OX9540和OX9356的破乳性能均明显强于标样,由于OX9540成本明显高于OX9356,故对于KAM油田,我们选择OX9356这个品种。下面改变油样的组分,使用4个产液量比较大的井口,分别为K19#、K222#、K225#、K230#,配油的混合体积比例分别为257∶627∶244∶535,考察油品变化对产品OX9356的影响,具体实验数据见表6。通过上述原油乳液比例变化的破乳实验数据可以看出:随着原油乳液的成分变化,同标样相比,破乳剂OX9356仍然保持较好的破乳性能。按照上述破乳实验过程进行放大,放大倍数为10倍,采用大小一样的1L塑料瓶代替100mL比色管,水量读数为毫米高度,具体实验数据见表7。破乳剂OX9356同现场应用的药剂相比,在2h的脱水速度明显快于标样,2h的净化油含水也小于标样,具有较强的脱水能力,在脱出水的水色上看比较接近。筛选的破乳剂OX9356经过重复验证、油品比例组成的变化以及实验室放大的破乳实验,表明该破乳剂可以满足现场的要求,完全可以替代现场药剂。原油破乳剂的确定(1)以哈萨克斯坦克