淺析超聲稠油脫水技術在油田聯合站中的應用

蕭振強(遼河油田歡喜嶺采油廠集輸大隊歡二聯合站，遼寧 盤錦 124000)

淺析超聲稠油脫水技術在油田聯合站中的應用

蕭振強(遼河油田歡喜嶺采油廠集輸大隊歡二聯合站，遼寧 盤錦 124000)

在油田開采過程中，對稠油及超稠油進行脫水處理存在著一定困難，也制約著日常產量。針對這一問題，可通過采取在傳統化學脫水的同時，加入超聲波場以提升破乳比例。本文在通過模擬實驗確定制約因素及有效參數的基礎上，通過實際現場應用分析超聲稠油脫水技術能夠帶來的作用及效果，進而有效解決稠油超稠油脫水難題。

稠油;脫水技術;超聲波

受含蠟、區塊等因素影響，稠油、超稠油在遼河油田開采原油中占有著很大比例，且屬性均為重質，有著高粘度、高密度、高膠質含量的特點。同時，由于措施有所區別，形成的原油成分和乳狀結構相對復雜、液體相對穩定，進而導致脫水存在困難，加入的脫水藥劑劑量不斷加大，脫水越發困難。目前常用的化學沉降脫水法已經無法適應原油外輸的標準要求。

1 實驗藥劑及裝置

根據歡喜嶺采油廠原油開采及脫水實際，設計建造一套類似現場的模擬設備。所用稠油為實地取樣油樣，藥劑與當前所使用的藥劑類型相同。

2 超聲脫水原理：

超聲波由許多疏密相間的縱向波組成，在運用中可通過介質向各個方向傳播，進而起到機械振動以及熱作用。通過理論和實踐可以看出：利用超聲波進行脫水的強度應在空化閾以下。所以，超聲波脫水運用的是其振動作用及熱作用。具體原理為：

(1)振動作用帶動水粒子聚合。在超聲波通過存在水粒子的原油過程中，振動作用使水粒子與原油共同振動，因水粒子大小不同，振動速度相對不同，導致其互相撞擊、聚合，進而使水粒子體積不斷增大，最終沉淀分離。

(2)超聲波的振動作用能夠促使加入的藥劑、稠油中的蠟、膠質等均勻散布，進而提升溶解度，能夠更加利于水的沉淀分離。

(3)超聲波的熱作用可以有效降低稠油粘度。一方面，邊緣摩擦可使油水分界溫度不斷升高，利于界膜破裂。另一方面，稠油所吸收的一部分熱能，能夠降低稠油粘度，利于油水的重力沉淀分離。

3 實際分析

在進行超聲稠油脫水實驗中，利用自制的裝置設備，對超聲波的強度、時間以及對原油破乳的影響進行詳細測試。

3.1 超聲波強度對脫水及沉淀時間影響

超聲波強度大小影響著水粒子的聚合速度。強度越大，水粒子振動幅度增大，撞擊、聚合速度將得到提高。

超聲波輻照過程中，當強度大到一定值后，稠油的脫水率將強度的增大面降低，方能促進水粒子聚合加速，使效果更佳。

從實驗中可以看到，隨著強度增加，脫水效率會有所變化。強度過小，沒有破乳效果。而強度過大，聚合后的水會被重新打散，影響脫水效果。因此，最佳強度應當在一個合理的區間之內。而在對沉降時間的觀察上看出，10小時過后，脫水率變化近乎沒有，因此沉降時間應為10小時為佳。

3.2 超聲波輻射時長對脫水效果的影響

受超聲波作用影響，小水粒子逐步聚合形成大水粒子，再進一步聚合，直至形成不受振動影響的大小為止。在試驗中，我們可以描繪出輻射時長和脫水效率的曲線。通過觀察發現：強度相同，輻射時間不同，稠油破乳脫水效果也不盡相同。而實踐得出，輻射15分鐘至25分鐘效果相對理想。

3.3 對于稠油脫水的綜合試驗

為了再進一步證實試驗中所得出的最佳參數。我們采取動態模擬裝置來替代超聲波試驗中的器具，構成一組新的裝置，并對之前試驗的最佳參數進行了證明。所得到的結果基本相同，無較大差別。

4 現場應用

結合試驗所得出的結論，我們將超聲稠油脫水工藝技術帶到現場進行了實踐，具體結果如下：

現場實驗結果

通過在現場的實踐可以看出，其結果與室內試驗存在著差異。其導致差異的原因大致分為兩種：

一是由于實地實踐中的原油相對不穩定。實踐中的原油為稠油、超稠油一定比例的混合液。二超稠油的脫水溫度對脫水效果有著很大影響。

二是超聲波裝置放置位置不同。現場實踐中，我們將超聲波裝置放置于沉降罐前部，因原油流動存留實踐相對短，導致了超聲波輻射時間不足，作用發揮不好。但已可以滿足現場需求。

5 結語

(1)通過現場應用可以證明，利用超聲波進行稠油破乳脫水科學可行。同目前所用的脫水工藝措施相比較，有著脫水效率高、用時少的優勢。同時，可以實現節約能源、減少添加藥劑劑量的效果。

(2)利用超聲波技術進行稠油脫水，具有工作穩定、控制簡便、耗能低的特點。

(3)通過在聯合站內進行實際應用推廣，使得整體外輸油含水量相對之前降低2%，有效提高了原油外輸質量及標準。