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

油田開采末期高含水原油的處理方法

趙彥輝（中國(guó)石油遼河油田公司茨榆坨采油廠集輸大隊(duì)， 遼寧 沈陽(yáng) 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(dá)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(guò)程中必須將多種處理方法結(jié)合起來(lái)應(yīng)用，同時(shí)采用新技術(shù)力求達(dá)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(lái)一直處于較高產(chǎn)量，從開始的自噴井采油到后期的機(jī)械采油、注水驅(qū)油經(jīng)歷了高產(chǎn)低含水到低產(chǎn)高含水的轉(zhuǎn)變。含水達(dá)到了90%以上，原油與水經(jīng)過(guò)從地下到地面的開采過(guò)程，已經(jīng)嚴(yán)重的乳化，原油脫水處理難度很大，原油老化嚴(yán)重，同時(shí)也造成了成本的成倍增長(zhǎng)。

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(jìn)一步開采，地層能量已經(jīng)耗盡只能以水驅(qū)或其它驅(qū)油方式開采，而茨榆坨油田主要采用的是水驅(qū)方式。

（2）乳化液的產(chǎn)生 高含水原油開采過(guò)程中經(jīng)過(guò)注劑和采出地面以后運(yùn)輸過(guò)程中的劇烈切割和攪拌，油井采出液也由原來(lái)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(dāng)介紹O/W型乳狀液破乳問(wèn)題。破乳過(guò)程通常分為三步：凝聚（Coagulation），聚結(jié)（Coalescene）和沉降（Sedimentation）。這個(gè)過(guò)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(tuán)簇。這些珠子通常是可逆的，如果密度足夠大的，那么這個(gè)過(guò)程可以使分層加速。如果乳液是足夠強(qiáng)的，它的粘度會(huì)顯著增加。第二步聚結(jié)，形成一個(gè)大的大珠。這個(gè)過(guò)程是不可逆的，從而導(dǎo)致減少的液滴的數(shù)目，和最后的油乳液的破壞。聚結(jié)是脫水過(guò)程的關(guān)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(dāng)?shù)木嚯x，研究人員根據(jù)聚結(jié)速度得出結(jié)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(guò)程中最基本的。沉淀分離的基礎(chǔ)是，原油與水不混溶，密度不同，有時(shí)乳液也不穩(wěn)定，甚至是經(jīng)過(guò)電法和化學(xué)方法處理過(guò)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(xué)破乳劑，W/O乳狀液采用高壓電場(chǎng)處理，磁振蕩破乳，用乳化固體材料表面潤(rùn)濕使水珠聚結(jié)。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(dāng)?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(jī)提高油水分離速度。

（2）電脫水法 在電場(chǎng)作用下利用油絕緣體的物理性質(zhì)，將W/O型粗乳液變形，聚結(jié)水滴分離。在交流電場(chǎng)中，乳液液滴振蕩的偶極聚結(jié)。在直流電場(chǎng)中，電泳聚結(jié)發(fā)揮主導(dǎo)作用。交直流電場(chǎng)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(jìn)振蕩聚結(jié)和偶極聚結(jié)功能外，還是為了平穩(wěn)運(yùn)行和節(jié)能，以避免電流大幅增加。

（3）潤(rùn)濕聚結(jié)脫水 潤(rùn)濕聚結(jié)是在床上脫水和脫水的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，它是一種化學(xué)沉淀脫水的方法，即在加熱時(shí)，在輸入乳化液的同時(shí)，從強(qiáng)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(guò)。當(dāng)乳狀液中液滴和強(qiáng)親水性物質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，液滴容易被潤(rùn)濕和吸附在這些物質(zhì)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(dāng)采用親油憎水型固體材料處理O/W型乳狀液時(shí)，水中的油珠也會(huì)通過(guò)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(dá)到油水分離的目的。

（4）化學(xué)破乳法 化學(xué)破乳法是一種常用的對(duì)原油乳狀液破乳。將化學(xué)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(xué)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(jié)構(gòu)。

（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(gè)高頻率的脈沖信號(hào)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(dòng)幅度增大，增加碰撞幾率，從而達(dá)到提高脫水效率的目的。②微波脫水?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)許多研究院所做了微波原油脫水技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室研究，但由于微波功率源的制約，微波脫水技術(shù)在工程化應(yīng)用方面一直沒(méi)有得到明顯進(jìn)展。③超聲波脫水。經(jīng)過(guò)顯微跟蹤分析，在操作超聲波脫水時(shí)，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(gè)細(xì)菌細(xì)胞體起主導(dǎo)作用，其表面活性是關(guān)鍵。

3 結(jié)語(yǔ)

在油田開采后期都會(huì)不可避免的遇到原油老化嚴(yán)重、脫水難、脫水成本高等問(wèn)題，面對(duì)這些問(wèn)題在解決的過(guò)程中，只要將各種傳統(tǒng)和新的工藝有機(jī)的結(jié)合在一起，科學(xué)利用傳統(tǒng)脫水方法的同時(shí)大力推廣脫水新工藝就會(huì)達(dá)到低耗、優(yōu)質(zhì)的脫水效果。