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消泡劑在石油及其化工行業(yè)的應(yīng)用

發(fā)布時間:2022-03-25 瀏覽次數(shù):790

  有些油井,在初期,油可以自噴,而大多數(shù)則須用抽油機抽取。隨著開采過程的進行,地下含油層不斷減壓,當(dāng)壓力低于天然氣飽和氣壓時,天然氣在含油層內(nèi)就會析出,井中原油即成為泡沫狀。抽油泵工作時,當(dāng)活塞上升,氣泡膨脹;下降時,氣泡壓縮,嚴(yán)重影響泵的效率。因此,必須在環(huán)形空間使泡沫破滅,將油氣分離。進入泵膛中的原油含氣泡越少,泵的效率越高,該井產(chǎn)量也越高。

  油田的調(diào)查情況表明:如測試某采油隊的50口抽油井,結(jié)果是氣體有響,放套管氣是一項增產(chǎn)的措施。另一來油隊認(rèn)為,完全沒有自噴能力的抽油井,放套管氣后再關(guān)上,發(fā)現(xiàn)液面降低,而產(chǎn)量卻成噸地增加。估計是由于開套管放氣,液面上方空間減壓,油中氣泡自然逸出,使進泵氣體減少的緣故。可見,若使用消泡劑,加速油中氣泡逸出則更可取得增產(chǎn)效果。據(jù)國外有關(guān)文獻報道,油井泡沫有兩種類型:氣泡雙電層內(nèi)表面為正電荷的(占大多數(shù))和氣泡雙電層內(nèi)表面為負(fù)電荷的。不同類型的泡沫,需使用不同類型的消泡劑。辨別泡沫類型的方法有若干種,較為簡單的一種是在試管中放10mL原油及5mL蒸餾水,加熱煮沸,產(chǎn)生泡沫。對同樣條件下發(fā)生泡沫的試管,分別添加0.25g油溶性堿金屬磺酸鹽,如相對分子質(zhì)量450的紅木磺酸鈉或同樣量的蓖麻醇酸咪唑啉。

  如果,加前者泡沫破滅較快,即屬正電荷型;如加入后者泡沫破滅較快,即屬負(fù)電荷型。屬于正電荷型泡沫,消泡劑成分為:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%以上、粘度為5~1000c㎡/s(25℃)的二甲基硅油,其余量是油溶性堿金屬磺酸鹽。屬于負(fù)電荷型泡沫,消泡劑成分為:5~1000c㎡/3(25℃)的二甲基硅油和油溶性的胺類。消泡劑可以通過加人65.6~93.3℃的石油蠟,更好是微晶石蠟。它可制成固體消泡棒,根據(jù)井中溫度,選擇蠟的品種和確定加量,使消泡棒熔點比井中泡沫柱溫度高2.8~13.9℃,這樣,使棒被凝結(jié)在上面的石油餾分溶化,不斷小量地進入泡沫柱,而持久地發(fā)揮消泡作用。消泡棒中,除蠟成分之外,其它兩成分的比例對消泡效果是有影響的。以用于正電荷型泡沫的消泡劑為例:二甲基硅油更好的粘度范圍為250~750c㎡/s(25℃),磺酸鹽可用潤滑油磺酸處理中回收得到的、相對分子質(zhì)量400~500的紅木磺酸鹽。使用30.48cm高,直徑2.54cm的管子,倒入原油液面達5.08cm;通入氮氣鼓泡,泡沫達25.4cm,將不同比例硅油和磺酸鹽制成的棒放到泡沫表面1min,觀察泡沫降落的高度,兩成分的比例對消泡效力的影響情況是:僅用硅油或僅用磺酸鹽者,消泡效果都很差,而大約以1:1的比例混合者,則取得更好的消泡效果。

  因此,一種適宜的較理想的配方是:質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%、粘度為300c㎡/s(25℃)的二甲基硅油,質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%、平均相對分子質(zhì)量為450的紅木磺酸鈉和質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%、熔點為87.8~90.5℃的石蠟。加熱熔融,混勻后,鑄成直徑2.54cm、長30.48cm、重約0.23kg的消泡棒。在一口環(huán)形空間、約有1524m泡沫柱的井中[日產(chǎn)原油19m(120美石油桶)],將上述消泡棒,天加入10根,第二天加入6根,第三天加入6根,第四天加入10根,第五天加人20根,五天之后產(chǎn)量每天增加7.95m(50美石油桶)。注水驅(qū)油用的海水處理過程是當(dāng)含油層壓力降低過多時,可由一井注水驅(qū)油,以增加周圍油井的產(chǎn)量。海中油井注水驅(qū)油,當(dāng)然,只有設(shè)法使用海水,而海水中大約含2mg/L的各類有機物,起泡性較強。海水須經(jīng)氯化,過濾,脫氣,加水垢防止劑等處理后才能夠用于油井注水,脫氣處理采用抽真空法,如果泡沫穩(wěn)定,氣體包裹在大量氣泡中,難以脫除;氧等氣體在流經(jīng)真空塔后,往往重新溶入水中,氧及因氧而繁殖的細(xì)菌,會對輸水、注水管線造成嚴(yán)重腐蝕。在真空塔進水口位置加入有機硅等消泡劑,破滅泡沫,即可使脫氣較為徹底。


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