乳化強(qiáng)度對(duì)原油乳狀液粘度影響規(guī)律的研究

于敏 底國(guó)彬 孫鵬（中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司華北分公司，河北 任丘 062552）

乳化強(qiáng)度對(duì)原油乳狀液粘度影響規(guī)律的研究

于敏 底國(guó)彬 孫鵬（中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司華北分公司，河北 任丘 062552）

原油乳狀液穩(wěn)定性及粘度受乳化方式、乳化強(qiáng)度、原油含水率的大小以及原油性質(zhì)等多種因素影響，其中乳化強(qiáng)度影響較大[1]。該實(shí)驗(yàn)研究通過(guò)對(duì)不同性質(zhì)原油的不同乳化強(qiáng)度的粘溫曲線的測(cè)定試驗(yàn)，總結(jié)出了乳化強(qiáng)度對(duì)乳狀液粘度的影響規(guī)律，制定出了不同性質(zhì)原油的合適的乳化條件，為室內(nèi)測(cè)試乳狀液粘度提供了科學(xué)合理的依據(jù)。

乳化強(qiáng)度；粘度；粘溫曲線

在油田開(kāi)發(fā)初期和中期，原油乳狀液多為油包水型，后期多為水包油、油包水型的多重乳狀液。國(guó)內(nèi)外一些科研工作者對(duì)油包水型乳狀液的粘度，進(jìn)行了廣泛研究，并推導(dǎo)出許多理論或經(jīng)驗(yàn)公式。但是，這些公式具體應(yīng)用于計(jì)算不同類(lèi)型原油的乳狀液時(shí)，其相對(duì)誤差時(shí)大時(shí)小，而且應(yīng)用于高含水的乳狀液時(shí)，其相對(duì)誤差更大。室內(nèi)用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)行原油乳狀液粘度的測(cè)試是較準(zhǔn)確的方法，但在實(shí)驗(yàn)室條件下，原油乳狀液粘度的測(cè)定受多種因素的影響，如乳化方式、乳化強(qiáng)度、原油含水率的大小以及原油性質(zhì)等。其中乳化強(qiáng)度的大小對(duì)乳狀液的穩(wěn)定性以及乳狀液的粘度影響較大。乳化強(qiáng)度太小不能使原油形成穩(wěn)定的乳狀液，太大則使得乳狀液的粘度較大，不能真實(shí)地反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。因此，有必要在室內(nèi)進(jìn)行不同乳化強(qiáng)度的乳狀液制備試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)試其粘溫曲線，找出其影響規(guī)律，確定合適的乳化強(qiáng)度，為采油及工程設(shè)計(jì)提供更為準(zhǔn)確的粘度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[2]。

1 實(shí)驗(yàn)室不同乳化強(qiáng)度的粘溫曲線的測(cè)試

使用脫后原油和油樣中脫出的游離水，采用不同乳化強(qiáng)度制備成與原始油樣含水率相同的原油乳狀液，進(jìn)行不同剪切速率條件的粘溫曲線測(cè)試，與原始油樣粘溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行比較，粘度數(shù)據(jù)最接近原始油樣數(shù)據(jù)的乳化條件為最佳乳化條件。以下試驗(yàn)只摘錄安11-7和京9-9的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.1 安11-7原油測(cè)試

現(xiàn)場(chǎng)取回的安11-7油樣經(jīng)測(cè)試含乳化水26.5%。

試驗(yàn)乳化條件：乳化溫度40℃，恒溫時(shí)間30分鐘，乳化時(shí)間15分鐘。

隨著手搖次數(shù)的增加或機(jī)振強(qiáng)度的增大，原油乳狀液粘度與原始油粘度的相對(duì)誤差有逐漸減小的趨勢(shì)（個(gè)別數(shù)據(jù)除外），并且在手搖200下、250下或機(jī)振1500r/min、2000r/min條件下，相對(duì)誤差數(shù)據(jù)大部分在20%以?xún)?nèi)，按照原油粘度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)SY/T0520的要求，試驗(yàn)的再現(xiàn)性在20%以?xún)?nèi)。所以對(duì)于粘度較小的原油，乳化強(qiáng)度可以采取手搖或機(jī)振兩種方式，手搖在200下～250下，機(jī)振在1500r/min～2000r/min均可以使制備的乳狀液接近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。

1.2 京9-9原油測(cè)試

1.2.1 不同乳化強(qiáng)度條件下的粘溫曲線測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)取回的京9-9油樣測(cè)試含乳化水53%。試驗(yàn)乳化條件：乳化溫度60℃，恒溫時(shí)間30分鐘，乳化時(shí)間15分鐘。

對(duì)于京9-9原油，手搖150下至250下乳化的原油乳狀液粘度與原始油粘度相比較，相對(duì)誤差基本上在-50%以上，說(shuō)明對(duì)于粘度較大的原油，手搖乳化強(qiáng)度不夠，制備的乳狀液不夠接近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。不同強(qiáng)度的機(jī)振乳化，隨著乳化強(qiáng)度的增大，原油粘度增大，與原始油粘度的相對(duì)誤差逐漸減小，乳化強(qiáng)度至2500r/min以上，相對(duì)誤差基本上在20%以下，乳化強(qiáng)度為3000r/min時(shí)的相對(duì)誤差最小，說(shuō)明對(duì)于粘度較大的原油，乳化強(qiáng)度以2500r/min～4000r/min為宜。

1.2.2 不同乳化時(shí)間條件下的粘溫曲線測(cè)試

在以上不同乳化強(qiáng)度條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇3000r/min的乳化強(qiáng)度，60℃的乳化溫度，進(jìn)行了不同乳化時(shí)間（15min、20min、25min）的粘溫曲線測(cè)定試驗(yàn)，以確定最佳的原油乳化時(shí)間。

隨著乳化時(shí)間的延長(zhǎng)，原油粘度逐漸增大，但在試驗(yàn)的乳化時(shí)間條件下，原油粘度與原始油粘度的相對(duì)誤差值均在20%以?xún)?nèi)，說(shuō)明原油的乳化時(shí)間控制在15min至25min之內(nèi)，測(cè)試的乳狀液的粘度符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。

1.2.3 不同乳化溫度條件下的粘溫曲線測(cè)試

在以上不同乳化時(shí)間條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇3000r/min的乳化強(qiáng)度，20min的乳化時(shí)間，進(jìn)行了不同乳化溫度的粘溫曲線測(cè)定試驗(yàn)，以確定乳化溫度對(duì)原油粘度的影響規(guī)律。

在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)沒(méi)有明顯的規(guī)律，試驗(yàn)相對(duì)誤差基本在20%以?xún)?nèi)，說(shuō)明乳化溫度只要使原油具有較好的流動(dòng)性（即在牛頓流體范圍內(nèi)），試驗(yàn)結(jié)果即可滿足要求，乳化溫度太高，會(huì)使部分原油輕組分揮發(fā)，造成試驗(yàn)相對(duì)誤差。

2 結(jié)語(yǔ)

（1）在試驗(yàn)的乳化強(qiáng)度（手搖150下～250下，機(jī)振800r/min～3000r/min）范圍內(nèi)，原油乳狀液的粘度隨著乳化強(qiáng)度的增大而增大。

（2）對(duì)于粘度較小的原油或中等粘度的原油，乳化強(qiáng)度可以采取手搖或機(jī)振兩種方式，手搖在200下～250下，機(jī)振強(qiáng)度在1500r/min～2000r/min均可以使制備的乳狀液接近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。

（3）對(duì)于粘度較大的原油，不宜采用手搖乳化，應(yīng)采用機(jī)振乳化，乳化強(qiáng)度以2500r/min～4000r/min為宜。

（4）采用機(jī)振乳化原油乳狀液，根據(jù)原油性質(zhì)和含水率情況，乳化時(shí)間應(yīng)控制在15min至25min之內(nèi)，測(cè)試的乳狀液的粘度符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。

[1]趙建興:《對(duì)原油乳狀液粘度變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)》，油田地面工程，第四卷第四期（1985.8）.

[2]李思芽，王瑩，閹腳榮，嚴(yán)忠:《油包水型乳狀液穩(wěn)定性的研究》，東北師大學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，1985第四期.

于敏(1986-)，女，工程師，2009年畢業(yè)于西南石油大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事油氣集輸及油田化學(xué)等相關(guān)工作。