稠油中乳狀液特性分析及脫水工藝討論

許立華（中國海洋石油國際有限公司，北京 100010）

稠油中乳狀液特性分析及脫水工藝討論

許立華
（中國海洋石油國際有限公司，北京 100010）

摘 要：我國是一個富煤、缺油、少氣的國家，在已發(fā)現(xiàn)的油田中，稠油油田所占的比例較大，稠油中含有膠質(zhì)、瀝青質(zhì)較多，且粘度較高，流動性較差，目前大多數(shù)采用注蒸汽開采，在進(jìn)行開采的過中，由于瀝青質(zhì)和膠質(zhì)是一種天然的乳化劑，造成開采出來的油中含有油包水乳狀液，造成脫水較為困難。本文通過對現(xiàn)今廣泛采用的脫水工藝進(jìn)行分析介紹，找出其中的優(yōu)缺點。

關(guān)鍵詞：稠油；乳狀液；脫水工藝

稠油是一種在富含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的多烴類復(fù)雜混合物，其在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的油田中占有很大的比重，通過采用注蒸汽開采的方法能夠使對溫度較為敏感的稠油粘度水平急劇下降，從而便于開采，但是在開采的過程中，蒸汽中的水分吸附于稠油中的瀝青質(zhì)和膠質(zhì)的表面形成一種較為穩(wěn)定的乳狀液層，從而為后續(xù)的稠油脫水造成困難，本文將對稠油脫水的工藝進(jìn)行介紹。

1 稠油特性簡介

稠油是一種富含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的多烴類復(fù)雜混合物，其由于瀝青等膠質(zhì)物品過多造成其質(zhì)量較大同時流動性不足，這就對稠油油田的開采造成和極大的困難，現(xiàn)今采用的稠油開采技術(shù)主要有：“熱采”和“冷采”兩大類，其中“熱采”中的注蒸汽方式是其主要開采方式，但是采用這種方式進(jìn)行開采也帶來了一些不足之處，其一就是，開采出的稠油其中含有相當(dāng)多的水以及水與稠油所形成的乳狀液，乳狀液是一種吸附在油水界面所形成的粘稠的厚膜，乳狀液是一種非常難以處理的物質(zhì)，其對整個稠油的開采、運輸以及存儲起著重要的影響。

2 稠油脫水工藝

2.1 乳狀液特性

稠油脫水主要是針對開采出來的乳狀液處理，其成分較為復(fù)雜，這就造成乳狀液的流動性以及變化能力較強(qiáng)欠缺。經(jīng)常長期的試驗總結(jié)，可以使用溫度、剪切速率、含水率等變量的函數(shù)進(jìn)行標(biāo)示。稠油脫水主要是指通過破壞乳狀液的穩(wěn)定性，而后通過相應(yīng)的工序?qū)⑺摮?。通過試驗得出，對于乳狀液穩(wěn)定性有重要影響的因素有：（1）原油中分子量大的極性組分，（2）固體顆粒，（3）溫度，（4）粒徑，（5）pH值等一些因素?，F(xiàn)今廣泛采用內(nèi)的乳狀液的脫水方法主要有：化學(xué)、重力、離心法和電學(xué)等方法進(jìn)行乳狀液的破乳加工，其中化學(xué)破乳法是使用的較多的方法，而近些年來隨著乳狀液處理越來越困難，通常采用內(nèi)的是將以上幾種方法結(jié)合使用的方法來提高破乳效果。

2.2 稠油脫水工藝

現(xiàn)今廣泛采用的稠油脫水工藝主要有：（1）熱化學(xué)脫水，（2）電化學(xué)脫水工藝等。

2.2.1 熱化學(xué)脫水工藝研究

為了降低成本，世界各石油生產(chǎn)商針對帶到地面的含水油氣，采用了高效活性劑、靜水劑、破乳劑等化學(xué)藥劑、以及旋流分離器、聚結(jié)分離器、低溫電脫水器、氣浮選脫水等高效分離設(shè)備提高設(shè)備脫水能力，同時簡化脫水工藝、調(diào)整脫水設(shè)施布置，使產(chǎn)出水就地脫出、處理及回注。

（1）加熱破乳法。此種方法顧名思義是通過采用加熱的方法從而提高乳狀液中油和水之間穩(wěn)定性的破壞速度，加速乳狀液的分解，通過提高乳狀液的溫度，一是可以提高分子之間的活躍性，從而提高稠油中天然乳化劑的溶解度，使其表面的對于水分子的吸附力減弱，使水分更容易析出，同時提高溫度還可以使稠油的粘度降低，使油水界面張力降低，水滴受熱膨脹，破壞了界面膜之間的穩(wěn)定性，有利于液滴聚并。提高溫度在帶來以上這些優(yōu)點的同時也帶來了一些不好的效果，例如，使生產(chǎn)成本大為增加，同時溫度的提高也會破壞稠油的穩(wěn)定性，使稠油中的一些輕質(zhì)烴揮發(fā)，從而造成了損失，同時溫度的提高也增加了稠油中水垢的沉積和腐蝕性。

（2）化學(xué)破乳法?；瘜W(xué)破乳法是現(xiàn)今國內(nèi)外廣為采用內(nèi)的一種方法，其主要是通過采用添加劑來使稠油乳狀物發(fā)生一些反應(yīng)從而將油水界面性質(zhì)進(jìn)行改變或者是降低了界面膜的強(qiáng)度。使乳狀液的液滴絮凝聚并，從而達(dá)到效果。經(jīng)過大量的試驗表明：乳狀液的穩(wěn)定性主要是由其油水界面性質(zhì)和界面膜的強(qiáng)度所決定的，通過添加化學(xué)試劑的方法能夠很好的破壞其乳狀液的穩(wěn)定性，從而達(dá)到破乳的效果。

（3）熱化學(xué)脫水工藝。采用熱化學(xué)脫水的工藝是在前期進(jìn)行良好的破乳效果的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行加熱，在加熱均勻后使將其導(dǎo)入到沉降罐中進(jìn)行沉降，從而達(dá)到脫水的效果。

2.2.2 電化學(xué)脫水工藝研究

（1）電學(xué)破乳法。電學(xué)破乳法是在上世紀(jì)九十年代發(fā)展起來的一種方法，其主要原理是通過使用電流所產(chǎn)生的產(chǎn)生高頻振蕩的電磁場中所產(chǎn)生的位移效應(yīng)、電效應(yīng)和電中和作用，來使乳狀液中的分子發(fā)生運動，從而改變其性質(zhì)，使油滴和水達(dá)到分離的效果。

（2）電化學(xué)脫水法。電化學(xué)脫水技術(shù)是將電學(xué)破乳法和化學(xué)添加劑兩種方法相結(jié)合起來的方法，在使用電學(xué)破乳法進(jìn)行破乳作業(yè)的同時添加一定的添加劑來加快破乳的速度，使兩者相結(jié)合來加速稠油中的油水分離。

（3）電化學(xué)脫水工藝。在稠油中含水率較高的情況下，無法使用電脫水裝置，因此在實際的稠油脫水生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要先對開采出的原油進(jìn)行熱化學(xué)沉降脫水，在進(jìn)行一段時間后，待到析出一定的水分，使稠油中的含水率降低的一定的指標(biāo)后，在使用泵加壓、升溫后再對稠油進(jìn)行電化學(xué)脫水作業(yè)。以下對作業(yè)環(huán)節(jié)中需要主要的一些問題進(jìn)行介紹：①加熱溫度，對開采出來的稠油進(jìn)行加熱主要是為了降低原油的豁度，在一定的溫度范圍內(nèi)由于溫度提高對于原油的稠度和水的密度影響不同，因此是有利于油、水分離的，但是如果超出這一范圍將會造成稠油中的原油輕質(zhì)組分受熱揮發(fā)增多，從而降低了油質(zhì)。因此需要注意控制加熱溫度。②加熱時間，對于加熱脫水的時間是由一定的要求的，雖然時間長會提高脫水率但是也會帶來稠油性質(zhì)的改變，因此，需要根據(jù)稠油中成分的測定來決定相應(yīng)的加熱時間。③對于一次脫水稠油量需要控制在可加工的范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)過多影響加工質(zhì)量。④對于脫水后稠油性質(zhì)的測定需要在稠油放置在室溫48h后才能進(jìn)行測定分析。

結(jié)語

對開采出的稠油進(jìn)行脫水處理是一項重要的課題，具有非常高的經(jīng)濟(jì)意義，本文通過對稠油開采過程中所形成的乳狀液的形成以及其特性進(jìn)行分析，并對現(xiàn)今使用較為廣泛的稠油脫水工藝進(jìn)行了介紹。

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中圖分類號：TE86

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A