Деэмульгатор обезвоживание пластовой воды

Деэмульгирующая присадка для сырой нефти является одним из основных химических реагентов при обработке добываемых жидкостей при добыче нефти и газа. 

Их основная функция — разрушение устойчивых водонефтяных эмульсий в добываемых флюидах, что позволяет эффективно разделять нефть и воду и закладывает основу для последующего сбора и транспортировки сырой нефти, ее переработки и соответствующей очистки сточных вод. 

Ниже представлено объяснение с точки зрения предыстории применения, механизма действия, конкретных сценариев и ключевых моментов: 

1. Применение. Предпосылки к применению деэмульгатора для обезвоживания пластовой воды: образование и опасность эмульсий в добываемых флюидах. В процессе добычи нефти и газа сырая нефть смешивается с пластовой и закачиваемой водой (например, закачиваемой водой и полимерными растворами при вторичной/третичной добыче нефти) под воздействием высокого давления, сдвиговых усилий и перемешивания. При этом природные эмульгаторы в пласте (такие как асфальтены, смолы, парафины, глинистые частицы и т. д.) адсорбируются на границе раздела нефть-вода, образуя устойчивые эмульсии (обычно типа «вода в нефти» (В/М) или «нефть в воде» (М/В) или сложные эмульсии). 

Эти стойкие эмульсии могут вызывать следующие проблемы: повышенное содержание воды в сырой нефти, что приводит к увеличению энергозатрат на транспортировку (присутствие воды увеличивает вязкость и плотность). При последующей переработке вода может привести к коррозии оборудования и отравлению катализаторов. Прямой сброс нефтесодержащих сточных вод загрязняет окружающую среду и приводит к расточительному использованию нефтяных ресурсов. Высокая устойчивость эмульсии может привести к закупориванию трубопроводов и оборудования, что скажется на эффективности добычи. 

2. Механизм действия деэмульгирующей присадки для сырой нефти.

Деэмульгирующие присадки для сырой нефти нарушают устойчивость эмульсий и способствуют разделению нефти и воды следующими способами: 

1). Конкурентная адсорбция на границе раздела: молекулы деэмульгирующих присадок для сырой нефти (такие как полиэфиры и амины) с большей вероятностью адсорбируются на границе раздела нефть-вода, чем природные эмульгаторы, заменяя исходные эмульгаторы и ослабляя прочность межфазной пленки. 

2). Снижение межфазного натяжения: гидрофильно-липофильные группы молекул деэмульгирующей присадки для сырой нефти (с соответствующим значением ГЛБ) могут снижать межфазное натяжение между нефтью и водой, что облегчает столкновение и коалесценцию мелких капель. 

3). Разрушение структуры межфазной плёнки: Некоторые деэмульгирующие присадки (например, катионного типа) могут нейтрализовать заряд природных эмульгаторов (имеющих отрицательный заряд), нарушая электрическую стабильность межфазной плёнки. Либо, вследствие переплетения молекулярных цепей, повышается хрупкость межфазной плёнки, что делает её склонной к разрыву. 

4). Содействие коалесценции капель: агент для обезвоживания в пластовой воде может соединять несколько мелких капель посредством эффекта "bridging", способствуя их объединению в крупные капли, которые в конечном итоге оседают и разделяются из-за разницы в плотности. 

3. Конкретные сценарии применения 

Применение реагента для обезвоживания пластовой воды охватывает весь процесс очистки добываемой жидкости. Ключевые сценарии включают в себя: 

1). Устье скважины и системы сбора и транспортировки. После выхода добываемой жидкости из устья скважины она сначала проходит предварительную сепарацию (например, в системе отсечки свободной воды). Добавление деэмульгирующего эмульсионного агента на этом этапе позволяет быстро удалить свободную воду, снижая содержание воды в сырой нефти (с более чем 50% до менее 10%) и уменьшая нагрузку на последующую обработку. Для высоковязкой и высокопарафинистой нефти деэмульгирующие агенты часто используются в сочетании с понизителями вязкости и ингибиторами парафиноотложений для повышения эффективности сбора и транспортировки. 

2). Процесс обезвоживания сырой нефти

Термохимическое обезвоживание: добавление обезвоживающего агента в пластовую воду при нагревании (40–80 °C, снижая вязкость), и большая часть воды отделяется путем статического осаждения. Этот метод подходит для эмульсий средней и низкой стабильности. 

Электрохимическое обезвоживание: для высокостабильных эмульсий (например, типа «вода в масле» с высоким содержанием эмульгаторов) под действием электрического поля (капли воды движутся направленно под действием заряда) в сочетании с деэмульгатором для содействия столкновению и коалесценции капель воды, в конечном итоге снижая содержание воды в сырой нефти до менее 0,5% (что соответствует экспортному стандарту). 

3).Очистка нефтесодержащих сточных вод 

Сточные воды, образующиеся после обезвоживания пластовых флюидов, содержат большое количество нефтепродуктов (1000–10 000 мг/л) и требуют дополнительной очистки (для соответствия стандартам закачки или сброса). Для эмульсии типа «масло в воде» в сточных водах необходимо добавлять водорастворимый деэмульгатор для сырой нефти, который разрушает межфазную пленку капель нефти, вызывая их слияние и всплывание. Затем, с помощью таких процессов, как флотация и фильтрация, содержание нефтепродуктов снижается до менее 10 мг/л. 

4). Обработка специальных добываемых жидкостей 

Производимые нефтяные флюиды третичных методов нефтедобычи: например, добываемые при полимерном заводнении (содержащем полиакриламидные смолы) и заводнении с применением аспарагиновой кислоты (АСП) (содержащей щелочь, поверхностно-активные вещества и полимер). Эмульсии обладают чрезвычайно высокой стабильностью. Требуются специальные соле- и щелочестойкие обезвоживающие агенты в добываемой воде (например, модифицированные полиэфирамины и блок-сополимеры), а деэмульгирование достигается за счет молекулярной структуры, устойчивой к агрессивным средам. 

Добываемые флюиды тяжёлой/сверхтяжёлой нефти: Из-за высокого содержания асфальтенов и смол эмульсии обладают высокой вязкостью. Для обезвоживания пластовой воды необходимы агенты с высоким значением гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) (например, блок-сополимеры полиоксиэтилена и полиоксипропилена) в сочетании с высокими температурами (100–200 °C) для улучшения деэмульгирования. 

4. Выбор и области применения деэмульгирующей присадки для сырой нефти 

1). Совместимость: Тип деэмульгирующего обезвоживающего агента необходимо выбирать в зависимости от типа эмульсии (вода/масло или масло/вода), свойств сырой нефти (плотность, вязкость, состав эмульгаторов) и качества воды (степень минерализации, рН). Наиболее широко используются неионогенные деэмульгаторы (например, полиэфиры); катионные деэмульгаторы подходят для систем с высоким содержанием глины. 

2. Контроль дозировки: Дозировка обычно составляет 50–500 мг/л (в зависимости от добываемой жидкости). Превышение дозировки может привести к вторичному эмульгированию, поэтому оптимальную дозировку необходимо определять путем проведения пробных испытаний в бутылке. 

3. Координация процесса: эффект деэмульгирования тесно связан с температурой, временем пребывания и интенсивностью перемешивания (например, высокая температура ускоряет деэмульгирование, но увеличивает потребление энергии, поэтому необходимо найти баланс). 

4. Требования к окружающей среде: Предпочтение следует отдавать биоразлагаемым и малотоксичным деэмульгирующим обезвоживающим агентам (например, модифицированным натуральным полимерным продуктам), чтобы избежать загрязнения почвы или грунтовых вод. 

5. Тенденции развития С продвижением добычи нефти и газа в сторону глубоких скважин, тяжелой нефти и месторождений третичной нефтедобычи обезвоживание эмульсий деэмульгаторов развивается в направлении:

высокая эффективность (низкая дозировка, быстрая деэмульгация), многофункциональность (сочетание деэмульгации, снижения вязкости и предотвращения образования накипи), экологичность (биоразлагаемость) и интеллектуальность (индивидуальная разработка молекулярной структуры для конкретных добываемых жидкостей) для удовлетворения требований по очистке сложных добываемых жидкостей. 

Подводя итог, можно сказать, что деэмульгирующий обезвоживающий агент имеет решающее значение для достижения очистки сырой нефти и соответствующей очистки сточных вод, поскольку он точно нарушает стабильность эмульсий в добываемых жидкостях, напрямую влияя на экономические и экологические показатели добычи нефти и газа.

Отраслевые атрибуты

Другие атрибуты

Возможность поставки

Время выполнения

Мастерская синтеза Цзюфан Технологический

Лаборатория Цзюфан