超聲原油破乳技術室內實驗研究

徐　超

（東北石油大學 石油工程學院，黑龍江 大慶 163318）

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超聲原油破乳技術室內實驗研究

徐超

（東北石油大學 石油工程學院，黑龍江 大慶 163318）

通過大量的礦場實驗及室內實驗發(fā)現(xiàn)，三元復合驅的乳化作用對油田原油采收率的提高具有重大的貢獻，但采出原油也需要面臨越來越嚴重的破乳問題。采用超聲波輻照的方法，對超聲波原油破乳方法進行了室內實驗研究。結果表明，超聲波輻照法的最終脫水效果，要好于化學劑破乳法及自然沉降法。在此基礎上，研究了超聲與破乳劑協(xié)同破乳的方法，并取得了較好的效果。

超聲；原油；破乳

近年來，弱堿三元復合驅技術已在大慶油田投入大范圍應用。其乳化原油所形成的“油墻”，雖然能夠起到提高四層原油采收率的作用，但隨之產生的原油破乳問題，也提高了油田地面配套設施的負荷。因此，需要找到一個快速、有效的原油破乳措施，以滿足油田地面設備正常運轉，有效油水分離的需要。本文采用超聲破乳技術，采用室內實驗的方法，以研究超聲破乳的能力及效果。

1　實驗部分

1.1實驗樣品及設備

實驗用油樣取自大慶油田采油一場，其余試劑為大慶煉化生產部分水解聚丙烯酰胺（有效含量90.9%）、石油磺酸鹽（有效含量 40%）、Na2CO3（分析純）等。

超聲波發(fā)生器的主要參數為：聲強 0.72 W/cm2，頻率兩萬赫茲，間隙比為4∶1。

1.2實驗步驟

將脫氣脫水原油與配置好的三元體系溶液在油藏溫度下充分融合，使其乳化，測定油樣乳化后的含水率，之后將乳化油樣品分為3等份，分別采取自然沉降、超聲波破乳以及化學劑破乳的方式，進行破乳實驗，并記錄脫水情況。

2　實驗結果及分析

從表1能夠發(fā)現(xiàn)，超聲破乳法的前期的脫水率遠高于化學破乳法及自然沉降法，沉降4 h后，脫水基本完成，脫水率為61%，也高于脫水基本結束的化學破乳法及自然沉降法。

通過分析認為，超聲破乳法的主要原理為當超聲波作用于原油乳狀液時，乳狀液發(fā)生振動，而被油所包裹的水珠由于尺寸不同，因而其振動速度也有所區(qū)別，最終使得被油所包裹的水珠不斷碰撞、聚并，最終形成尺寸更大的水珠，并通過油水密度差，實現(xiàn)沉降及相互分離［1，2］。

而化學破乳法的破乳原理主要為破乳劑逐漸滲透至原油乳狀液的油水界面膜上，并使其被破壞，因此需要一定的反應時間，導致前期脫水率很低，不適合聯(lián)合站的快速脫水［3，4］。

表1　不同破乳條件下的脫水速度Table 1 Dehydration rate under different demulsification conditions

在此基礎上，將原油乳狀液加入破乳劑的基礎上，進行超聲波處理，研究兩者協(xié)同作用下的破乳脫水效果。在加入與之前實驗相同濃度的破乳劑，并進行相同時間的超聲處理之后，對比最終脫水率。

通過表 2可以發(fā)現(xiàn)，超聲+破乳劑協(xié)同破乳的方式，其最終脫水率最高，即破乳效果最好。超聲的振動能夠使破乳劑更快、更充分地與乳狀液進行接觸，從而提高了乳狀液的脫水率［5］。

表2　不同脫水方法最終脫水率對比Table 2 Final dehydration rate of different dehydration method

3　結 論

本文對弱堿三元體系-原油乳狀液的破乳方式及破乳效果進行了分析，認為在采用單一破乳方法的條件下，超聲破乳的效果最好，而將超聲破乳技術與化學劑破乳技術相結合，能夠充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點，取得最好的破乳脫水效果，能夠有效的改善脫出水的水質，并減輕后續(xù)原油脫水，以及污水處理的難度。

［1］虞建業(yè)，袁萍.超聲波原油破乳脫水聲場參數研究［J］.應用聲學，2001， 20（3）： 27-30.

［2］ 袁易全. 近代超聲原理與應用［M］. 南京： 南京大學出版社， 1996：16-18.

［3］ 張鴻仁.油田原油脫水［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1990：52-60.

［4］ 劉惠玲.微波脫水技術［J］.油田地面工程，1992，11（4）：22 -25

［5］ 曹曉春，王忠信.原油破乳劑的研制現(xiàn)狀及應用［J］.大慶石油學院學報，2002，26（4）：34 -38.

Experimental Study on Demulsification of Crude Oil by Ultrasonic

XV Chao
（College of Petroleum Engineering, Northeast Petroleum University,Heilongjiang Daqing 163318，China）

A lot of field tests and laboratory experiments show that the emulsification of ASP flooding in oil field is of great contribution to improvement of oil recovery, but demulsification problem of produced crude oil also needs to be faced. In this article, the method of ultrasonic demulsification of crude oil was studied in the indoor experiment. The results show that final dehydration effect of the ultrasonic irradiation method is better than that of the chemical demulsification method and the natural sedimentation method. On this basis, ultrasonic and demulsifier combined demulsification method was investigated, and good results were obtained.

ultrasound;oil;demulsification

徐超（1991-），男，吉林省松原市人，研究方向：石油工程。E-mail：2844383783@qq.com。

TE 357

A

1671-0460（2016）05-0914-02

2015-12-30