消泡劑在石油及其化工行業(yè)的應(yīng)用

一些油井，在早期，油可以自噴，而大部分油井必須用抽油機(jī)抽取。隨著開采過程的進(jìn)行，地下含油層不斷減壓。當(dāng)壓力低于天然氣飽和氣壓時(shí)，天然氣會(huì)在含油層中沉淀，井中的原油會(huì)變成泡沫。抽油泵工作時(shí)，活塞上升，氣泡膨脹下降時(shí)，氣泡壓縮，對(duì)泵的效率有很大影響。所以泡沫必須在環(huán)形空間破裂，油氣必須分離。進(jìn)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(duì)的50口抽油井，結(jié)果是氣體有響，放套管氣是一項(xiàng)增產(chǎn)的措施。另一方面，油隊(duì)認(rèn)為完全沒有自噴能力的抽油井，放入套管后關(guān)閉，液面下降，但產(chǎn)量增加了噸。估計(jì)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(jìn)泵氣體減少的緣故。很明顯，如果使用消泡劑，加速油中氣泡的逸出，更能達(dá)到增產(chǎn)的效果。根據(jù)國外有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，油井泡沫有兩種類型：泡沫雙電層內(nèi)表面為正電荷(占多數(shù))，泡沫雙電層內(nèi)表面為負(fù)電荷。不同類型的泡沫需要不同類型的消泡劑。鑒別泡沫類型的方法有幾種。比較簡單的方法是在試管中加入10毫升原油和5毫升蒸餾水，加熱煮沸，產(chǎn)生泡沫。在相同條件下發(fā)泡的試管中，分別加入0.25g油溶性堿金屬磺酸鹽，如相對(duì)分子質(zhì)量450的紅木磺酸鈉或相同量的蓖麻醇酸咪唑啉。

若加前者泡沫破裂快，則屬正電荷型；若加后者泡沫破裂快，則屬負(fù)電荷型。屬于正電荷泡沫，消泡劑成分為:質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%以上、粘度5~1000c㎡/s(25℃)的二甲基硅油，其余為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。消泡劑可以添加65.6~93.3℃的石油蠟，最好是微晶石蠟。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(diǎn)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(jìn)入泡沫柱，而持久地發(fā)揮消泡作用。除蠟成分外，消泡棒中其他兩種成分的比例對(duì)消泡效果有影響。以正電荷泡沫消泡劑為例:二甲基硅油的最佳粘度范圍為250~750c㎡/s(25℃)，磺酸鹽可以通過潤滑油磺酸處理回收，相對(duì)分子質(zhì)量為400~500的紅木磺酸鹽。采用高30.48cm、直徑2.54cm的管子，倒入原油液面5.08cm；通入氮?dú)夤呐荩菽?5.4cm，將不同比例的硅油和磺酸鹽棒放入泡沫表面1min，觀察泡沫落下的高度，兩成分比例對(duì)消泡效果的影響如下：僅用硅油或磺酸鹽，消泡效果較差，而約1:1的比例混合，則可達(dá)到最佳消泡效果。

因此，消泡劑合適的處方是質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%、粘度300c㎡/s(25℃)的二甲基硅油、質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%、平均相對(duì)分子質(zhì)量450的紅木磺酸鈉和質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%、熔點(diǎn)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，第一天加入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(shí)，可由一井注水驅(qū)油，以增加周圍油井的產(chǎn)量。當(dāng)然，只有盡量使用海水，海水中約含有2mg/L的各種有機(jī)物，起泡性強(qiáng)。海水必須經(jīng)過氯化、過濾、脫氣、水垢防止劑等處理后才能用于油井注水。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，很難去除；氧氣等氣體經(jīng)過真空塔后，往往會(huì)再次溶解在水中，氧氣和因氧氣繁殖的細(xì)菌會(huì)對(duì)輸水和注水管道造成嚴(yán)重腐蝕。在真空塔入口處加入有機(jī)硅等消泡劑，破泡，可以徹底脫氣。