预脱水剂技术评价方法与流程

1.本发明涉及油田地面集输生产技术领域，尤其涉及一种具有系统性的预脱水剂技术评价方法。


背景技术：

2.随着油田开发进入到中后期，各主力油区含水率普遍达到60％～80％。主要原因是为了保持原油稳产，采用各种增产措施致使采出液含水不断增高，而采出液含水高造成热化学沉降成本增高(热能消耗、药剂加药量增加)，采出液中原油脱水处理难度加大。预脱水剂是在原油破乳脱水前进行低温预脱水处理的一种化学药剂，其主要作用是采出液在进联合站集输系统前段时经过预脱水剂处理，水包油乳液的油水界面状态被破坏，使破乳后的原油含水降低，同时也降低脱后污水含油值；从而使降低含水后原油乳液再进行热化学破乳沉降时的热能耗降低；同时降低了后期的污水处理系统的净水剂消耗成本，保障了污水处理指标的平稳达标；预脱水剂在地面集输系统的生产中起到节能降耗的作用。
3.目前国内各油田评价预脱水剂处理效果只是单方面评价其预脱水使用性能的效果，缺乏兼顾破乳脱水效果与脱后污水处理效果之间的平衡，以及与单方液量消耗成本权重关系的系统性的预脱水剂技术评价体系与标准，一旦在生产中采用的预脱水剂处理效果发生上述顾此失彼的现象，以及预脱水处理效果与单方液量消耗成本相互矛盾的问题，就会给油田生产稳定及管理方面带来一系列的困扰。目前国内各油田缺乏一种兼顾破乳处理效果、脱后污水处理效果、单方液量消耗成本等具有系统性的预脱水剂的技术评价体系与标准。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种预脱水剂技术评价方法，该评价方法采用评价实验结果转化为分值、根据各评价项目的权重分配进行量化评比，能够优选出具有污水处理效果又兼备脱水处理效果的高效预脱水剂。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种预脱水剂技术评价方法，该方法包括：以预脱水剂与进站液的混合物为试样，以脱后污水含油量、脱后污水悬浮物含量、脱水率、油水界面、单方液量药剂成本消耗为评分项目对试样的性能进行检测，依据各项目的检测结果计算各项目的加权评分，将各项目的加权评分加和得到预脱水剂评价的总分，将各预脱水剂的评价总分进行排序，作为优选预脱水剂的依据。
6.上述评价方法构建了预脱水剂的系统化技术评价体系，规范了油田地面化学剂技术评价程序，首先规范了油田地面化学剂技术评价要求，并具有室内评价的快速性、能够及时为油田生产提供中试依据。上述评价方法以脱后污水含油量、脱后污水悬浮物含量、脱水率、油水界面为评价项目，能够评价优选出既有污水处理效果又兼备脱水处理效果的高效预脱水剂；同时，上述评价方法还确定了“单方液量药剂消耗”作为评价项目，以达到节约成本、更好地结合生产实际。上述评价方法系统地权衡了污水处理效果、原油脱水效果、单方
液量成本等因素，采用百分制方法，对各项评价项目权重系数进行分配，再结合室内评价实验数据(沉降实验结果)转换为各项分数，最终以量化评分的评比方法进行优选评价，将优选出的试剂作为后续中试实验的实验对象。
7.在本发明的具体实施方案中，所述预脱水剂一般是针对含水较高(70
‑
90％)的水包油的进站液(又称进站油水混合液)，预脱水剂在施工过程中主要起到污水处理的作用，同时也兼具一定的破乳效果。本发明提供的上述评价方法主要侧重于对污水处理指标的评价，同时也对原油脱水指标进行了考量，根据预脱水剂在施工过程中的使用性能对各评价项目进行合理的权重分配。例如，上述方法将污水处理项目(脱后污水含油量、脱后污水悬浮物含量)权重系数设为45、占较大比重；同时，也将脱水项目权重系数设为10，用于评价预脱水剂对原油的脱水性能。
8.在本发明的具体实施方案中，所述预脱水剂的实验温度根据现场实际工艺参数确定。所述预脱水剂在试样中的加药量可以根据现场的实际脱水性能需求以及预脱水剂自身的使用量范围确定。具体地，预脱水剂的加药量能够影响其脱水性能，在满足现场要求的最低脱水性能的基础上，一般是根据预脱水剂自身的使用范围确定其合适的加药量。
9.在上述评价方法中，优选地，油水界面项目的加权评分为1分
‑
5分，计算其他评分项目的加权评分所用的权重系数为：脱后污水含油量30，脱后污水悬浮物含量15，脱水率10，单方液量药剂成本消耗40。
10.在本发明的具体实施方案中，所述评价方法一般包括：将预脱水剂在进站液中进行沉降实验，测量沉降后的脱水量、脱后污水含油量、脱后污水悬浮物含量，记录沉降后的油水界面情况和单方液量药剂成本消耗，根据沉降后的脱水量计算脱水率。具体地，所述脱水率一般为试样沉降后的脱水量与试样在加入预脱水剂前即脱水前的含水量之比。在具体实施方案中，所述脱水量的测量方法一般按照sy/t5280
‑
2018《原油破乳剂通用技术条件》的第8.4节进行。
11.在本发明的具体实施方案中，所述进站液一般为含水量较高的水包油的油水混合液，所述进站液中的原油可以包括轻质原油、中质原油、重质原油、特重原油等。所述预脱水剂在进站液中的沉降时间一般为30min
‑
90min；进一步地，试样的沉降时间可以根据原油的不同性质进行调整，以符合实际生产情况的可操作性，例如：所述预脱水剂在包含轻质原油的进站液或包含中质原油的进站液中的沉降时间一般控制为30min
‑
60min，所述预脱水剂在包含重质原油的进站液或包含特重原油的进站液中的沉降时间一般控制为60min
‑
90min。
12.在本发明的具体实施方案中，所述脱后污水含油量的加权评分的计算方法一般包括：
[0013][0014]
其中，n为试样的个数；r
ai
为第i个试样的脱后污水含油量的加权评分，i≤n；c
i
为第i个试样的脱后污水含油量，单位为mg/l；c
n
为所有试样的脱后污水含油量之和，单位为mg/l。c
n
的计算公式可以是：
[0015]
根据本发明的具体实施方案，所述脱后污水含油量一般是在沉降实验的最后监测
时间点读取的样品的脱后污水含油量，脱后污水含油量的测量方法一般按照sy/t5280
‑
2018《原油破乳剂通用技术条件》的第8.5节进行。
[0016]
在本发明的具体实施方案中，所述脱后污水悬浮物含量的加权评分的计算方法一般包括：
[0017][0018]
其中，n为试样的个数；r
bi
为第i个试样脱后污水悬浮物含量的加权评分，i≤n；b
i
为第i个试样的脱后污水悬浮物含量，单位为mg/l；b
n
为所有试样脱后污水悬浮物含量之和，单位为mg/l。b
n
的计算公式可以是：
[0019]
在本发明的具体实施方案中，所述脱后污水悬浮物含量一般是在沉降实验的最后监测时间点读取的样品的脱后污水悬浮物含量，所述脱后污水悬浮物含量的测量方法一般按照sy/t 5329
‑
2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》的第5.2节进行。
[0020]
在本发明的具体实施方案中，所述脱水率的加权评分的计算方法一般包括：
[0021]
r
ci
＝a
i
×
10；
[0022]
其中，r
ci
为第i个试样脱水率的加权评分；a
i
为第i个试样的脱水率，单位为％。
[0023]
在本发明的具体实施方案中，所述单方液量药剂成本消耗的加权评分的计算方法一般包括：
[0024][0025]
y
i
＝m
i
×
p
i
，
[0026]
其中，n为试样个数；r
di
为第i个试样单方液量药剂成本消耗的加权评分，i≤n；m
i
－第i个试样加药量，单位为kg/m3；p
i
为第i个试样价格，单位为千元/kg；y
i
为第i个试样单方成本消耗，单位为千元/m3；y
n
为所有试样单方液量成本消耗之和，单位为千元/m3。
[0027]
在本发明的具体实施方案中，所述油水界面的评分的一般是油水界面的观察得分，所述油水界面的观察得分按界面清晰、界面模糊、界面出现乳化层三个等级依次递减，该等级参照sy/t5280
‑
2018《原油破乳剂通用技术条件》的第8.6节进行划分。在一些具体实施方案中，所述油水界面的观察得分与油水界面的观察结果的对应关系可以是：界面清晰为5分；界面模糊为3分；界面出现乳化层为1分。
[0028]
在本发明的具体实施方案中，所述试样中的原油一般采用未分离游离水的原油进站液。
[0029]
在本发明的具体实施方案中，对于用于轻质原油脱水的预脱水剂，一般在现场进行室内评价实验。
[0030]
据本发明的具体实施方案，在进行热化学沉降的实验过程中，样品采集的基本原则和方法包括：参加评价的药剂样品一般由评价小组成员统一登记、统一编号、采用统一样品瓶(白色、250ml广口磨口瓶)、统一标签、专人保管(样品一式两份，一份做参评实验样品，另一份封存备查)。样品的采集方法一般按gb/t 6680《液体化工产品采样通则》、gb/t 2828.1《计数抽样检验程序》的规定执行。
[0031]
本发明的有益效果包括：
[0032]
本发明提供的评价方法能够实现对预脱水剂的量化优选，具有系统化、科学化、规范化和可操作性的特点，为油田生产应用及中试实验预脱水剂新产品提供了科学决策依据。
具体实施方式
[0033]
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0034]
实施例1
[0035]
本实施例提供了一种预脱水剂技术评价方法，包括以下过程：
[0036]
1、某联合站稠油预脱水剂室内评价实验
[0037]
实验样品为某联合站进站油水混合液。
[0038]
测量100ml稠油进站液的含水量，将预脱水剂与100ml稠油进站液以60mg/l的加药比混合，在47℃的处理温度沉降90min，实验方法执行sy5280
‑
2018《原油破乳剂通用技术条件》中的第8节，测量脱后污水含油量、脱后污水悬浮物含量和脱水量，计算脱水量与稠油进站液的含水量的比值为脱水率，同时观察样品的油水界面，以界面清晰、界面模糊、界面出现乳化层三个等级对油水界面状况进行评价。
[0039]
对编号为he
‑
02
‑
01
‑
q、he
‑
02
‑
01
‑
w的预脱水剂进行评价，每个编号的预脱水剂采用3个平行样品进行测试，稠油预脱水剂实验结果总结在表1中。
[0040]
表1稠油预脱水剂评价结果取样日期:2020.3.5实验量:100g加药量:60mg/l脱水温度：47℃处理前含水：88.7％
[0041][0042]
2、根据表1结果，计算每种脱水剂不同项目的加权评分：
[0043]
(1)计算脱后污水含油量加权评分
[0044][0045]
其中，c
n
的计算公式为：
[0046]
n为试样个数，本实施例中n为3；r
ai
为第i个试样脱后污水含油量加权评分分值，i≤n；c
i
为第i个试样脱后污水含油量，单位mg/l；c
n
为所有试样脱后污水含油量之和，单位mg/l。根据表1的测量结果可知，所有试样的脱后污水含油量的总和cn为229.4mg/l。
[0047]
he
‑
02
‑
01
‑
q预脱水剂在本项目的加权评分为：(229.4
‑
122.2)/229.4
×
30＝14.0；
[0048]
he
‑
02
‑
01
‑
w预脱水剂在本项目的加权评分为：(229.4
‑
107.2)/229.4
×
30＝16.0；
[0049]
(2)计算脱后污水悬浮物含量加权评分
[0050][0051]
其中，b
n
的计算公式为：
[0052]
n为试样个数，本实施例中n为3；r
bi
为第i个试样脱后污水悬浮物含量加权评分分值，i≤n；b
i
为第i个试样脱后污水悬浮物含量，mg/l；b
n
为所有试样脱后污水悬浮物含量之和，mg/l。
[0053]
根据表1的测量结果可知，所有试样的脱后污水悬浮物含量的总和bn为1105mg/l。
[0054]
he
‑
02
‑
01
‑
q预脱水剂在本项目的加权评分为：(1105
‑
658.5)/1105
×
15＝6.1；
[0055]
he
‑
02
‑
01
‑
w预脱水剂在本项目的加权评分为：(1105
‑
446.5)/1105
×
15＝8.9；
[0056]
(3)计算脱水率加权评分
[0057]
r
ci
＝a
i
×
10，
[0058]
其中，r
ci
为第i个试样脱水率的加权评分分值；a
i
为第i个试样的脱水率，单位为％。
[0059]
根据表1，he
‑
02
‑
01
‑
q预脱水剂在本项目的加权评分为：78.3/88.7
×
10＝8.8；
[0060]
he
‑
02
‑
01
‑
w预脱水剂在本项目的加权评分为：79.7/88.7
×
10＝9.0；
[0061]
(4)计算油水界面的评分
[0062]
油水界面结果与其加权评分的对应关系为：界面清晰为5分，界面模糊(有泡或花边)为3分，界面存在乳化层为1分。
[0063]
根据以上对应关系，he
‑
02
‑
01
‑
q预脱水剂的油水界面观察得分的平均分为5分，he
‑
02
‑
01
‑
w脱水剂的平均分为5分。
[0064]
(5)计算单方液量药剂成本消耗的加权评分
[0065][0066]
其中，y
n
的计算公式为：y
i
的计算公式为：y
i
＝m
i
×
p
i
；
[0067]
式中：n为试样个数；r
di
为第i个试样单方液量药剂成本消耗加权评分，i≤n；m
i
为第i个试样加药量，单位为kg/m3；p
i
为第i个试样价格，单位为千元/kg；y
i
为第i个试样单方成本消耗，单位为千元/m3；y
n
为所有试样单方液量成本之和，单位为千元/m3。
[0068]
两种预脱水剂的加药量均为0.06kg/m3。he
‑
02
‑
01
‑
q预脱水剂的单方液量成本消耗为0.06
×
3500＝210元/m3；he
‑
02
‑
01
‑
w的单方液量成本消耗为0.06
×
3500＝210元/m3。则两种脱水剂的单方液量成本消耗总和为420元/m3。
[0069]
he
‑
02
‑
01
‑
q预脱水剂在本项目的加权评分为(0.42
‑
0.21)/0.42
×
40＝20；he
‑
02
‑
01
‑
w预脱水剂在本项目的加权评分为(0.42
‑
0.21)/0.42
×
40＝20。以上评分结果总结在表2中。
[0070]
表2稠油预脱水剂评价分数
[0071][0072]
根据表2的结果，可以按照分数由高到低对参评的两种预脱水剂进行量化评比。可以看出，he
‑
02
‑
01
‑
w样品的性能优于he
‑
02
‑
01
‑
q样品。
[0073]
完成预脱水剂室内评价试验后，油田生产主管部门对药剂进行了解码，分值第一的he
‑
02
‑
01
‑
w的供应商是盘锦天成化工有限公司，分值第二的he
‑
02
‑
01
‑
q的供应商是盘锦辽南大吉化工有限公司。某采油厂于2020年5月对联合站使用药剂进行现场中试筛选，组织天成、大吉两家供应商进行了现场中试，生产现场得出中试结果是两种应用效果均较好，天成化工厂(he
‑
02
‑
01
‑
w)现场应用效果优于大吉化工厂(he
‑
02
‑
01
‑
q)，与室内评价实验结果相一致。说明本发明提供的方法能够系统、准确地对预脱水剂进行技术评价。