消泡劑在石油及其化工行業的應用

一些油井，在早期，油可以自噴，而大部分油井必須用抽油機抽取。隨著開采過程的進行，地下含油層不斷減壓。當壓力低于天然氣飽和氣壓時，天然氣會在含油層中沉淀，井中的原油會變成泡沫。抽油泵工作時，活塞上升，氣泡膨脹下降時，氣泡壓縮，對泵的效率有很大影響。所以泡沫必須在環形空間破裂，油氣必須分離。進入泵膛中的原油含氣泡越少，泵的效率越高，該井產量也越高。

油田的調查情況表明：如測試某采油隊的50口抽油井，結果是氣體有響，放套管氣是一項增產的措施。另一方面，油隊認為完全沒有自噴能力的抽油井，放入套管后關閉，液面下降，但產量增加了噸。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。很明顯，如果使用消泡劑，加速油中氣泡的逸出，更能達到增產的效果。根據國外有關文獻報道，油井泡沫有兩種類型：泡沫雙電層內表面為正電荷(占多數)，泡沫雙電層內表面為負電荷。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，產生泡沫。在相同條件下發泡的試管中，分別加入0.25g油溶性堿金屬磺酸鹽，如相對分子質量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，則屬負電荷型。屬于正電荷泡沫，消泡劑成分為:質量分數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，而持久地發揮消泡作用。除蠟成分外，消泡棒中其他兩種成分的比例對消泡效果有影響。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，相對分子質量為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；通入氮氣鼓泡，泡沫25.4cm，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，則可達到最佳消泡效果。

因此，消泡劑合適的處方是質量分數15%、粘度300c㎡/s(25℃)的二甲基硅油、質量分數15%、平均相對分子質量450的紅木磺酸鈉和質量分數70%、熔點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。在一口環形空間、約有1524m泡沫柱的井中［日產原油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，五天之后產量每天增加7.95m（50美石油桶）。注水驅油用的海水處理過程是當含油層壓力降低過多時，可由一井注水驅油，以增加周圍油井的產量。當然，只有盡量使用海水，海水中約含有2mg/L的各種有機物，起泡性強。海水必須經過氯化、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。如果泡沫穩定，氣體包裹在大量氣泡中，很難去除；氧氣等氣體經過真空塔后，往往會再次溶解在水中，氧氣和因氧氣繁殖的細菌會對輸水和注水管道造成嚴重腐蝕。在真空塔入口處加入有機硅等消泡劑，破泡，可以徹底脫氣。