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类型渤海绥中36_1油田原油消泡剂的研制与国产化.pdf

  • 上传人:weiwoduzun
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    1、第一作者简介 :王庆华 ,男 ,1967 年生 ,工程师 ,渤海石油采油工程技术服务公司副经理。主要从事油田化学品生产管理工作。地址 :天津市塘沽区 501 信箱 (邮编 :300452) 。电话 :022 - 25807923。 E- mail :wangqh2 cnooc. com. cn。渤海绥中 36O1 油田原油消泡剂的研制与国产化王庆华 1 李支文 1 赵 明 1 秦雅君 1 赵军凯 2 刘义刚 2 陈建武 2(1. 渤海石油采油工程技术服务公司 ; 2. 中海石油 (中国 )有限公司天津分公司 )摘 要 根据原油消泡剂的作用机理和海上作业对它的技术要求 ,研制了 BHXO02 水

    2、基消泡剂和BHXO03 油基消泡剂。绥中 36O1 油田现场试验结果表明 ,BHXO02 水基消泡剂和 BHXO03 油基消泡剂使用效果良好 ,可以替代进口产品 DO3090 和 EXO906 消泡剂。目前绥中 36O1 油田已实现了原油消泡剂的国产化。关键词 绥中 36O1 油田 原油消泡剂 现场试验 国产化在原油采出和处理过程中 ,温度升高和压力降低都会破坏原油的气液平衡 ,使溶解于原油中的轻烃成为气体逸出 ;但轻烃气体因受油相黏度、流动空间、流动状态等因素的影响 ,很难顺利逸出原油表面 ,它会在流程的油相内部形成气泡 ,引起原油体积膨胀 ,生成泡沫。原油泡沫不仅会减少分离器的有效分离空间

    3、和液相停留时间 ,降低分离效率 ,导致整个生产流程波动 ,而且会造成在生产分离器和计量分离器中出现假液位 ,使高压气相携带油滴进入气相系统 ,影响气相系统工作 ,甚至会造成在火炬上燃烧不充分 ,油滴散落 ,严重污染环境 ,威胁人身和设备安全。因此 ,选用合适的原油消泡剂对稳定海上油田原油生产有着重要意义。1999 年以前 ,渤海各油田在生产中一直使用进口的原油消泡剂。例如 ,绥中 36O1 油田使用的是美国的 DO3090 消泡剂和日本的 EXO906 消泡剂。使用进口消泡剂 ,采办周期长 ,技术服务滞后 ,价格昂贵 ,若能使用国产的原油消泡剂 ,则有利于降低油田操作费 ,提高经济效益。1 消

    4、泡剂的研制111 原油消泡剂的消泡机理和技术要求原油消泡剂的消泡机理可归纳为几个方面 1 ,2 : 原油消泡剂降低气液界面张力的能力大于起泡剂 ,通过顶替和增溶起泡剂破坏泡膜 ,使液膜破裂 ; 破坏泡膜的双电层 ,“拆除”液膜 ; 促进液膜的排液速度 ,使液膜加速变薄进而破灭。海上作业使用的原油消泡剂 ,除要具有消泡、抑泡性能外 ,还要具有闪点高、毒性小、凝点低、流动性好等特点。112 原油消泡剂的评价方法油样从海上运回陆地试验室 ,运输过程中其所含的天然气、轻烃多已挥发掉 ,油样与现场情况不符 ,且渤海原油又多为稠油 ,人工起泡难以奏效 ,因此采用以下现场取样评价方法进行消泡剂评价 ,以便更

    5、接近生产实际 :用 500 mL 的量杯从井口接取500 mL 油样 (含有气泡的原状油样 ) ,加入一定量的消泡剂 ,立即用塑料薄膜封住量杯口并扎紧 ,水平摇动 25 次 ,直立静置 10 min。这期间认真观察油样体积变化并记录体积变化参数 (摇动次数和静置时间可视油样消泡情况调整 ) ,现场完成消泡剂 评价。113 BHX系列原油消泡剂的合成BHX系列原油消泡剂是由渤海石油采油工程技术服务公司研究开发的。该消泡剂由有机聚硅氧烷、憎水硅胶、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、黏度调节剂和溶剂以不同比例调配而成 3 。其中 :有机聚硅氧烷是最主要的活性成分 ; 憎水硅胶对消泡和抑泡起着重要作

    6、用 ; 非离子和阴离子表面活性剂不仅自身具有一定的消泡作用 ,而且在体系中起着稳定剂、乳化剂和分散剂的作用 ,有助于其他组分在原油中的分散及其效果发挥 ; 黏度调节第 16 卷 第 4 期2004 年 8 月 中国海上油气CHINA OFFSHORE OIL AND GAS Vol. 16 No. 4Aug. 2004 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.剂可使消泡剂成品更加稳定 ,易于存放 ; 溶剂不仅是各种成分的分散介质 ,而且有助于其他有效成分在原油中的 扩散。在特定设备和条件下 ,

    7、将有机聚硅氧烷、憎水硅胶、表面活性剂、黏度调节剂等 4 种组分与水性或油性溶剂按一定顺序和比例混合或乳化 ,即得到成品消泡剂。 BHX消泡剂的性能指标见表 1。表 1 BHX消泡剂成品性能指标消泡剂类型 分散剂 有效成分体积分数 ( %) 闪 点( ) 倾 点( )水基消泡剂 BHXO02 水 20 100 5油基消泡剂 BHXO03 矿物油等 25 50 - 30由于有机聚硅氧烷、憎水硅胶、表面活性剂、黏度调节剂和溶剂等均为无毒或微毒物质 ,而且在成品配制过程中又不发生化学反应 ,所以 BHX系列消泡剂均为低毒产品。2 消泡剂的评选试验以绥中 36O1 油田 B10 井原油为试验油样 (取样

    8、体积为 500 mL) ,对国内外十几种消泡剂进行了评选试验 ,重点对比了水基消泡剂 BHXO02 与 DO3090、油基消泡剂 BHXO03 与 EXO906 的消泡性能 ,部分试验数据列于表 2。表 2 部分国内外原油消泡剂评选试验数据加 药质量浓度(mg/ L)消泡剂型 号测 试 时 间 (min)1 2 4 6 8 10液 相 体 积 (mL)20DO3090 495 490 475 470 450 425BHXO02 495 480 455 440 425 400EXO906 500 490 470 435 390 385BHXO03 495 480 460 425 400 3753

    9、0DO3090 500 490 470 460 445 425BHXO02 495 470 450 425 405 395EXO906 490 465 430 400 380 365BHXO03 490 470 435 400 490 36540DO3090 495 485 470 455 435 420BHXO02 490 465 445 425 400 390EXO906 470 440 400 380 360 330BHXO03 475 450 410 380 360 33550DO3090 495 475 465 440 420 390BHXO02 485 455 435 420 40

    10、0 385EXO906 450 430 390 365 335 315BHXO03 460 425 400 370 340 320从表 2 中可以看出 :BHX 系列原油消泡剂的消泡效果和消泡速度 ,已基本达到进口产品 DO3090、EXO906 消泡剂水平 ,具备了进入现场试验的条件。3 消泡剂的现场试验鉴于 BHX 系列消泡剂较好的消泡效果 ,对BHXO02 水基消泡剂和 BHXO03 油基消泡剂分别进行了现场试验 ,以便替代绥中 36O1 油田原使用的进口 DO3090 消泡剂和 EXO906 消泡剂。现场试验所用的消泡剂质量浓度与原使用质量浓度一致 ,分别控制在 50 mg/ L 和

    11、15 mg/ L 。311 加药点 、加药质量浓度及加药方式BHXO02 消泡剂的加入方式与 DO3090 消泡剂相同 ,均采用原药投加方式。加药点设在 B 平台换热器入口。设计加药质量浓度为 50 mg/ L 。BHXO03 消泡剂与 EXO906 消泡剂均用柴油稀释成其含量达 5 %的溶液后再投加。加药点设在 A平台换热器入口 ,设计加药质量浓度为 15 mg/ L 。312 现场试验效果评价方法在现场试验中 ,通过观察原油生产系统和计量系统的运行情况 ,评价了药剂的消泡效果 (包括评价换药前后计量分离器和生产分离器的液位变化情况 ,以及平台和浮式生产储油装置上火炬的燃烧 情况 ) 。31

    12、3 现场试验过程和结果31311 B 平台 BHXO02 消泡剂现场试验B 平台 BHXO02 消泡剂现场试验分 3 个阶段进行 : 录取 DO3090 消泡剂试验数据 ; 在计量系统上改加 BHXO02 消泡剂 ,加药质量浓度为 20 mg/ L ,生产系统仍加入 DO3090 消泡剂 ,加药质量浓度为55 mg/ L ; 将加入生产系统和计量系统的药剂都改为 BHXO02 消泡剂 ,加药质量浓度为 50 mg/ L 。试验期间 ,各分离器液位稳定 ,天然气系统无不良反应 ,浮式生产储油装置上的生产系统运行稳定。31312 A 平台 BHXO03 消泡剂现场试验A 平台 BHXO03 消泡剂

    13、现场试验分 4 个阶段进行 : 录取 EXO906 消泡剂试验数据 ; 向 A 计量系统 (A 平台分 A 和 A 2 个计量系统 ) 加入BHXO03消泡剂 ,加药质量浓度为 15 mg/ L ; 向A 计量系统和生产系统同时加入 BHXO03 消泡剂 ,加药质量浓度为 15 mg/ L ; 向 A 计量系统和生产系统同时加入 BHXO03 消泡剂 , 加药质量浓度为15 mg/ L 。试验期间 ,计量系统、生产系统及相关设备运行270 中 国 海 上 油 气 2004 年 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All righ

    14、ts reserved.稳定 ,分离器液位正常 ,天然气系统无不良反应 ;浮式生产储油装置上的生产系统运行稳定。4 结论渤海石油采油工程技术服务公司研制的 BHXO02 水基消泡剂和 BHXO03 油基消泡剂 ,在绥中 36O1油田 A、 B 平台的生产中使用效果良好 ,进而替代了进口产品 ,实现了该稠油油田原油消泡剂的国产化。参 考 文 献1 杜巧云 ,葛虹 . 表面活性剂基础及应用 . 北京 :中国石化出版社 ,19962 刘程 . 表面活性剂应用大全 . 北京 :北京工业大学出版社 ,19943 焦学瞬 . 消泡剂制备及应用 . 北京 :中国轻工业出版社 ,1996收稿日期 :2004O

    15、02O04 改回日期 :2004O06O07(编辑 :张金棣 )The development and indigenization of crudedefoamer for SZ 36O1 oilf ield in Bohai SeaWang Qinghua1 Li Zhiwen1 Zhao Ming1Qin Yajun1 Zhao J unkai2 Liu Yigang2Chen Jianwu2(1. Bohai Oil Production Technology 2. Tianjin B ranch of CN OOCL imited , Tianjin , 300452)Abstrac

    16、t : BHX crude defoamer were synthesized andevaluated according with the mechanism of defoamer2ing and the technological requirements of offshore op2eration. Based on the field test data on SZ 36O1 oilfield , both BHXO02 water- based defoamer and BHXO03 oil- based defoamer show perfect performance on

    17、offshore-oil-treatment , so they can be used instead ofimported DO3090 and EXO906 defoamers. At present ,the indigenization of crude defoamer has been realizedin SZ 36O1 oil field.Key words : SZ 36O1 oilfield ; crude defoamer ; fieldtest ; indigenization(上接第 268 页 )(3) 水泥浆防气窜能力评价仪已广泛地应用于我国海洋石油固井作业。利

    18、用该仪器已成功地开发出适合于高温高压井况的防气窜水泥浆体系 ,并把它们应用于南海西部高温高压井的钻探中 ,其防气窜能力可替代进口产品 ,因此该仪器的发明具有极大的经济效益和社会效益。参 考 文 献1 刘崇建 . 国外油井注水泥技术 . 成都 :四川科学技术出版社 ,19922 Stewart R B ,Schouten F C. Gas invasion and migration in cementedannuli. SPE/ IADC paper prepared for presentation at the 1986 I2ADC/ CPE drilling conference ,Da

    19、llas , Texas ,Feb 10 Mar 12 ,19863 Bulatov A I , Kuksov A K. Occurrence of channels in the annularspaces of wells after cementing. Gazov prom ,1970 ,15 :2 ,3 6收稿日期 :2003O12O31 改回日期 :2004O07O05(编辑 :张金棣 )Development and application of an instrumentfor evaluating the anti-gas channelingability of cemen

    20、t slurryLuo Yuwei Liu Yunhua Huo Dongmi( China Oilf ield Services L td. , CN OOC , Guangdong , 524057)Abstract : In order to prevent the gas channeling dur2ing cementing , it is necessary to evaluate the anti-gaschanneling ability of cement slurry. Based on thestudy of cement slurry setting property

    21、 , a test instru2ment has been developed for in- house evaluating theanti-gas channeling ability of slurry under the simu2lated downhole conditions. The instrument can deter2mine the anti-gas channeling ability of slurry accord2ing to the relations of pressure difference required forgas channeling i

    22、nto slurry column of unit length cor2responding to the up channeling distance or speedwhen effective pressure becoming below gas reservoirpressure , which can play the key roles in compounddesign of gas check cementing slurry and developmentof anti-gas channeling additives. The structure andworking

    23、principle of the instrument as well as themethod of evaluating anti-gas channeling ability of theslurry have been patented.Key words : cement slurry ; pore-pressure ; gas chan2neling ; test instrument第 16 卷 第 4 期 王庆华等 : 渤海绥中 36O1 油田原油消泡剂的研制与国产化 271 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

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