歡西油田老三聯(lián)合站一段脫水影響因素分析

摘 要：歡西油田老三聯(lián)合站采用的脫水流程為兩段式脫水流程進(jìn)行油水分離：含水原油熱沉降脫水系統(tǒng)（一段脫水）、熱化學(xué)脫水系統(tǒng)（二段脫水）。文章針對(duì)歡西油田老三聯(lián)合站運(yùn)行過程中因存在問題導(dǎo)致聯(lián)合站不能正常運(yùn)行的問題，進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，通過溫度、PH值、來液含水率三方面對(duì)老三聯(lián)合站一段脫水開展影響因素分析，保證老三聯(lián)一段脫水正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：聯(lián)合站；一段脫水；溫度；PH值；含水

前言

聯(lián)合站一段脫水的室內(nèi)研究旨在掌握在溫度、PH值、來液含水率三種因素交互作用下，原油乳狀液在聯(lián)合站一段脫水效果的規(guī)律，針對(duì)三者如何作用進(jìn)行機(jī)理研究。開展模擬聯(lián)合站一段原油脫水的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，采用單一變量法，并通過物模實(shí)驗(yàn)研究不同溫度、不同PH值、不同來液含水率下的原油乳狀液的脫水效果，準(zhǔn)確解釋原油脫水機(jī)理。

1 聯(lián)合站一段脫水的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)條件

實(shí)驗(yàn)試劑采用分析純NaOH，濃鹽酸36%～38%；稠油樣品采用遼河油田錦州采油廠四區(qū)來油；實(shí)驗(yàn)用水由遼河油田提供的一次沉降罐沉降所得污水，經(jīng)過濾裝置作為實(shí)驗(yàn)用水；實(shí)驗(yàn)用油屬于環(huán)烷基重質(zhì)稠油；一段脫水室內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)溫度為60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃。實(shí)驗(yàn)主要儀器和設(shè)備：BROOKFIELD博力飛DV-II+Pro數(shù)顯粘度計(jì)、ZJ-II型恒溫箱、HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋、高剪切分散乳化機(jī)、HA-805型智能紅外高效脫水儀、水分測(cè)定儀、PH計(jì)、250ml燒杯，250ml量筒，膠塞等若干。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 配制呈不同PH值的水樣。

1.2.2 配制不同含水率的原油乳狀液。

（1）預(yù)熱：取一定體積原油置于80℃恒溫水浴約20min，同時(shí)，將配置好的不同PH值不同體積的水樣置于相同條件下的恒溫水浴20min。此外，具塞量筒也需要充分預(yù)熱。

（2）乳化：將兩種液樣充分預(yù)熱后，一次性將水樣倒入原油中，配制出不同含水率不同PH值的原油乳狀液，并用玻璃棒不斷攪拌約50次。

（3）調(diào)節(jié)高剪切分散乳化機(jī)至5000r/min進(jìn)行乳化約30min；然后，降低轉(zhuǎn)速到800r/min，保持該狀態(tài)直至液面大多數(shù)泡沫消散。

1.2.3 將原油乳狀液移至具塞量筒，確保密封性良好后放置于事先預(yù)熱充分的恒溫箱中恒溫24小時(shí)。

1.2.4 根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行原油脫水，開始2小時(shí)內(nèi)，每次間隔15分鐘觀察現(xiàn)象；爾后20個(gè)小時(shí)內(nèi)，每次間隔1小時(shí)觀察現(xiàn)象。

1.2.5 處理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

1.3.1 溫度對(duì)一段原油脫水效果的影響

T=65℃時(shí)，脫出水量最??；T=95℃時(shí)，脫出水量最大，脫出水量隨溫度降低而減小，脫出水顏色隨溫度降低而變得渾濁，說明溫度的升高不僅可以提高一段脫水量，同時(shí)可以降低污水含油量的濃度。但由于PH值或含水率的緣故，脫出的污水在較高溫度下懸浮油珠也較多。在PH值較低時(shí)，脫水溫度作用較為明顯。隨著溫度的增加，脫出水量明顯增加，污水顏色清澈，油水界面平整。

同一脫水溫度時(shí)，出液含水率隨PH值的升高而降低。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，無論何種來液含水率的情況下，脫水溫度升高或是降低，經(jīng)一段脫水后的乳狀液含水率最高是PH=12，與其他PH值下的出液含水率差值最大可達(dá)13%。此外，出液含水率隨溫度變化的快慢與溫度區(qū)間有關(guān)。在脫水溫度60℃～75℃內(nèi)，曲線平緩，平均改變梯度0.5%/℃，說明溫度所引起的變化緩慢，且該變化波動(dòng)不規(guī)律，此溫度范圍內(nèi)出液含水率高低不穩(wěn)定；但在脫水溫度75℃～90℃內(nèi)，曲線呈較陡峭趨勢(shì)，平均改變梯度3%/℃，說明溫度所引起的影響較大。

同一溫度下，相同PH值時(shí)，來液含水率越高，出液含水率越低，但脫水量也越高。無論P(yáng)H值較低還是較高時(shí)，不同來液含水率所造成的出液含水率差別不大，一般在3%～5%范圍內(nèi)。然而，PH=10時(shí)出現(xiàn)出液含水率變化紊亂的狀態(tài)，多次出現(xiàn)含水率升高和降低連續(xù)交替的現(xiàn)象?？傮w依然保持高溫段75℃～90℃內(nèi)出液含水率迅速降低的趨勢(shì)。

1.3.2 PH值對(duì)一段原油脫水效果的影響

PH值較高時(shí)油水界面不清晰，有泡沫狀的中間層，下部污水呈紅褐色；當(dāng)PH=5時(shí)，乳狀液脫出水顏色清澈，粘附在容器壁的油珠較少粒徑也較??；當(dāng)PH=9時(shí)，乳狀液脫出水顏色渾濁，粘附在容器壁和污水中的油珠粒徑較小，均勻分布下部污水中，脫出水量稍低。PH值較低時(shí)，油水分層明顯，界面平整，下部污水呈黃褐色。

在脫水溫度70℃、80℃、85℃、90℃時(shí)，乳狀液隨PH值升高，出液含水率升高。這種由于PH值改變而引起的出液含水率的升高，最高可達(dá)15%。在PH=4～7時(shí)，出液含水率變化差較小約為3%～5%，曲線較為平緩；在PH=7～12時(shí)，含水率隨PH值的升高變化較快約為10%，曲線走勢(shì)較陡，升高趨勢(shì)明顯。在其他影響因素不變的情況下，相同PH值時(shí)，來液含水率較高時(shí)，處理后的乳狀液含水率較低。

同一來液含水率下，相同PH值時(shí)，脫水溫度越高，出液含水率越低。其他條件不改變時(shí)，最高溫度與最低溫度造成的含水率差值不超過10%。這種規(guī)律較為固定，出液含水率曲線波動(dòng)范圍小，僅在PH=4～8范圍內(nèi)，曲線上升較慢，當(dāng)PH大于8后，出液含水率顯著增大。

1.3.3 來液含水率對(duì)二段原油脫水效果的影響

在PH值、脫水溫度固定不變時(shí)，僅改變來液含水率的一段脫水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。當(dāng)PH=8、脫水溫度為80℃時(shí)，來液含水率逐次降低的試樣，含水率分別為90%、85%、80%。觀察發(fā)現(xiàn)，來液含水率高的試劑瓶?jī)?nèi)，乳狀液脫出水量較多，處理后的原油含水率也較低，但不同來液含水率下的脫出污水清濁程度無明顯區(qū)別，下部懸浮的油珠、粘壁的油珠的數(shù)量接近，油水界面沒有較大差別，基本持平，脫水效果并未因含水率的升高或降低有所改善。脫水溫度升高至90℃，發(fā)現(xiàn)含水率引起的微小差異會(huì)由于溫度的升高而變小。

來液含水率相同時(shí)，同一PH值的情況下，脫水溫度越高，原油的含水率越低。當(dāng)PH=6、來液含水率為85%時(shí)，脫水溫度90℃下實(shí)驗(yàn)所得乳狀液含水率36%，脫水溫度60℃下實(shí)驗(yàn)所得乳狀液含水率44%，兩者差別較大，44%已經(jīng)超過一段脫水設(shè)計(jì)的含水率范圍。

來液含水率相同時(shí)，同一脫水溫度值的情況下，高PH值較低PH值脫出水量少，出液含水率高，說明高PH值會(huì)油水分離有阻礙作用。脫水溫度相同時(shí)，同一PH值的情況下，出液含水率隨來液含水率升高而降低，但下降幅度有限，有些幾乎不變。

2 結(jié)束語(yǔ)

2.1 脫水溫度對(duì)PH值較高的情況下油水分離影響不顯著，曲線波動(dòng)較小，但是出液含水率保持較高數(shù)值，不利于乳狀液脫水；對(duì)來液含水率改變的情況下油水分離幾乎沒有影響，脫出水量、脫水顏色、油水界面等相類似。

2.2 一段脫水中PH值的改變影響乳狀液的油水分離較大。一方面，PH值影響脫出污水的性質(zhì)；另一方面，PH值影響脫出污水量。PH值的大小屬于乳化水特性。PH值越高，懸浮油珠的粒徑越小，皂化反應(yīng)；脫出污水量也越少，顏色呈紅褐色。乳狀液中含水量及液滴直徑分布對(duì)乳狀液的破乳有重要影響。

2.3 乳狀液中含水量對(duì)乳狀液的破乳有重要影響。原油中含水的增多，從微觀層面看，增加了乳狀液中的小液滴與水分子的碰撞。相同PH值，影響調(diào)節(jié)PH值酸堿試劑的加入量，但PH值是濃度的概念，與總量無關(guān)。

作者簡(jiǎn)介：肖家宏（1987-），助理工程師，現(xiàn)從事油田技術(shù)開發(fā)工作。