油田開采末期高含水原油的處理方法

趙彥輝（中國石油遼河油田公司茨榆坨采油廠集輸大隊， 遼寧 沈陽 110206））

油田開采末期高含水原油的處理方法

趙彥輝（中國石油遼河油田公司茨榆坨采油廠集輸大隊， 遼寧 沈陽 110206））

遼河油田茨榆坨采油廠現(xiàn)在處于油田開采的末期，原油含水達到90%以上，原油處理成本較高且處理難度大，在處理高含水原油過程中必須將多種處理方法結合起來應用，同時采用新技術力求達到最節(jié)能脫水效果。

高含水原油；乳化液；脫水新工藝；節(jié)能

遼河油田茨榆坨采油廠1983年建廠以來一直處于較高產(chǎn)量，從開始的自噴井采油到后期的機械采油、注水驅油經(jīng)歷了高產(chǎn)低含水到低產(chǎn)高含水的轉變。含水達到了90%以上，原油與水經(jīng)過從地下到地面的開采過程，已經(jīng)嚴重的乳化，原油脫水處理難度很大，原油老化嚴重，同時也造成了成本的成倍增長。

1 高含水原油及乳化液的產(chǎn)生及破乳

（1）高含水原油的產(chǎn)生 在油田開采初期，原油中的水較低且主要以W/O型乳狀液存在，隨著油田的進一步開采，地層能量已經(jīng)耗盡只能以水驅或其它驅油方式開采，而茨榆坨油田主要采用的是水驅方式。

（2）乳化液的產(chǎn)生 高含水原油開采過程中經(jīng)過注劑和采出地面以后運輸過程中的劇烈切割和攪拌，油井采出液也由原來的以（W/O）型乳狀液為主變?yōu)橐运停∣/W）型乳狀液為主。

（3）破乳方法 我們主要討論W/O型乳狀液的破乳方法及破乳劑，也適當介紹O/W型乳狀液破乳問題。破乳過程通常分為三步：凝聚（Coagulation），聚結（Coalescene）和沉降（Sedimentation）。這個過程是水不斷增加體積，從原油中分離。在第一步凝聚，分散液珠被聚集成團簇。這些珠子通常是可逆的，如果密度足夠大的，那么這個過程可以使分層加速。如果乳液是足夠強的，它的粘度會顯著增加。第二步聚結，形成一個大的大珠。這個過程是不可逆的，從而導致減少的液滴的數(shù)目，和最后的油乳液的破壞。聚結是脫水過程的關鍵。在由凝聚所產(chǎn)生的聚集體中，乳狀液的液珠之間可以有相當?shù)木嚯x，研究人員根據(jù)聚結速度得出結論：即使在濃乳狀液中，其液珠被100或更大厚度的連續(xù)膜所隔開，液膜的厚度仍取決于水相的組分，而不取決于水量。

2 高含水原油的脫水方法

（1）沉降分離脫水 沉淀分離是乳狀液脫水過程中最基本的。沉淀分離的基礎是，原油與水不混溶，密度不同，有時乳液也不穩(wěn)定，甚至是經(jīng)過電法和化學方法處理過的。沉降速度與水珠面積的大小及原油密度成正比，與原油粘度成反比。為了提高分離速度，我們采用了一些方法和措施。

①增加水珠直徑：添加能降低乳液的穩(wěn)定性的化學破乳劑，W/O乳狀液采用高壓電場處理，磁振蕩破乳，用乳化固體材料表面潤濕使水珠聚結。②增加油和水的密度差法，輕油摻入原油，降低油密度，利用適當?shù)臏囟?，使油水密度反向變化。在油氣分離中利用壓力變小辦法使原油膨脹密度下降，增加水密度。③降低原油粘度的方法是稀釋原油，利用熱度降低原油的粘度。④離心機提高油水分離速度。

（2）電脫水法 在電場作用下利用油絕緣體的物理性質，將W/O型粗乳液變形，聚結水滴分離。在交流電場中，乳液液滴振蕩的偶極聚結。在直流電場中，電泳聚結發(fā)揮主導作用。交直流電場中，兩種現(xiàn)象都存在。脈沖電源是電極的不連續(xù)傳輸，除了促進振蕩聚結和偶極聚結功能外，還是為了平穩(wěn)運行和節(jié)能，以避免電流大幅增加。

（3）潤濕聚結脫水 潤濕聚結是在床上脫水和脫水的基礎上發(fā)展而來的，它是一種化學沉淀脫水的方法，即在加熱時，在輸入乳化液的同時，從強親水性的材料中使乳液（如脫脂木材、陶瓷、特制金屬環(huán)、玻璃球等）的縫隙間流過。當乳狀液中液滴和強親水性物質運動時，液滴容易被潤濕和吸附在這些物質的表面，形成由聚集的液滴，最后沉淀。目前遼河油田使用此法將原油含水從25%降為12%，同樣道理，當采用親油憎水型固體材料處理O/W型乳狀液時，水中的油珠也會通過固體材料表面合并入油膜，使油膜增厚，向上漂浮，成乳滴，脫落，成為大滴，達到油水分離的目的。

（4）化學破乳法 化學破乳法是一種常用的對原油乳狀液破乳。將化學添加劑添加到原油乳狀液中，其乳化破壞，使油，水分離成層。這種類型的化學添加劑，稱為破乳劑，一般是一種表面活性劑或超高分子量的表面活性劑，含有2親結構。

（5）新型脫水方法 ①高頻脈沖電脫水。高頻脈沖電脫水是由一個高頻率的脈沖信號疊加常規(guī)電源輸出波形。它可以使原油乳狀液的水粒子吸收足夠的能量，使水粒子的振動幅度增大，增加碰撞幾率，從而達到提高脫水效率的目的。②微波脫水?，F(xiàn)階段，國內許多研究院所做了微波原油脫水技術的實驗室研究，但由于微波功率源的制約，微波脫水技術在工程化應用方面一直沒有得到明顯進展。③超聲波脫水。經(jīng)過顯微跟蹤分析，在操作超聲波脫水時，油中水粒子的粒徑明顯變大，直觀上證明了超聲波有利于原油的脫水。④生物脫水。生物油脫水是一個細菌細胞體起主導作用，其表面活性是關鍵。

3 結語

在油田開采后期都會不可避免的遇到原油老化嚴重、脫水難、脫水成本高等問題，面對這些問題在解決的過程中，只要將各種傳統(tǒng)和新的工藝有機的結合在一起，科學利用傳統(tǒng)脫水方法的同時大力推廣脫水新工藝就會達到低耗、優(yōu)質的脫水效果。