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      油田開采末期高含水原油的處理方法

      2016-03-13 18:15:43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
      化工管理 2016年22期
      關鍵詞:遼河油田乳狀液高含水

      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。

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