稠油原油脫水影響因素分析與對策研究

穆曉東

摘要：稠油熱采技術(shù)是近年來針對稠油開采發(fā)展起來的一項(xiàng)新興技術(shù)。該技術(shù)在取得了增油效果的同時(shí)，也給原油處理帶來了一些困難。在原油破、脫水過程中不僅要考慮老化油、脫水流程、含水、破乳劑和溫度等對破乳和脫水的影響，而且化學(xué)添加劑對原油脫水的影響也不容忽視，本文針對稠油熱采原油脫水困難的問題，研究了各項(xiàng)因素對原油破乳脫水的影響，對稠油原油脫水處理操作具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：稠油熱采；原油破乳脫水；化學(xué)添加劑；破乳劑；對策

近年來隨著春風(fēng)油田開發(fā)面積的增大，油井開井?dāng)?shù)不斷增加，油井增產(chǎn)措施的不斷增多，油井來液性質(zhì)也產(chǎn)生不斷變化，造成春風(fēng)聯(lián)合站的原油脫水難度上漲，致使外輸原油含水經(jīng)常性波動(dòng)。針對這種情況，在原有熱化學(xué)沉降脫水工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，加強(qiáng)過程控制和管理，對蒸汽溫度、藥劑用量嚴(yán)格控制，解決了外輸原油含水過高的問題，保證了聯(lián)合站生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行。

1原油處理工藝情況

1.1原油處理工藝流程

原油處理工藝采用稠油摻蒸汽大罐熱化學(xué)沉降脫水工藝，集輸方式采用一段動(dòng)態(tài)沉降，二段浮動(dòng)出油。主線流程為：油井來液→進(jìn)站閥組→一次沉降罐→原油蒸汽混摻裝置→二次沉降罐→凈化油罐→裝車泵→外銷

1.2重力沉降脫水原理

在脫水工藝中，沉降是必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。利用沉降分離，才能將原油與游離狀態(tài)的水和破乳后的水分離開來，達(dá)到脫水的目的。加熱沉降脫水的主要設(shè)備是沉降罐具體結(jié)構(gòu)如下

油水混合物由進(jìn)液管經(jīng)進(jìn)液分配管流入沉降罐底部的水層內(nèi)，由于水的表面張力較大，使原油中的游離水、粒經(jīng)較大的水滴、鹽類和親水固體雜質(zhì)等并入水層，這一過程稱為水洗，進(jìn)入上部油層時(shí)原油中的小粒經(jīng)水滴靠重力沉降下來，原油由中心集油槽和原油排出管流出沉降罐，原油中排出的污水由排出管流出。

2沉降脫水影響因素分析

2.1斯托克斯公式

根據(jù)斯托克斯公式：

水滴的沉降速度與水滴直徑的平方和油水密度差及重力加速度成正比，與粘度成反比。故影響沉降罐沉降效果的因素有：

A、沉降時(shí)間；B、操作溫度；C、原油中剩余含水率；

2.2稠油脫水時(shí)間因素

斯托克斯公式中，為水滴沉降速度，即只要時(shí)間足夠，乳化液的穩(wěn)定狀態(tài)被破除后，原油含水可以降至極低。根據(jù)目前運(yùn)行情況看，在沉降罐溫度80℃～90℃時(shí)，保持破乳劑的連續(xù)投加，原油含水在24h降低至10%，72h即可降低至3%，且破乳劑投加量持續(xù)加大，對此時(shí)間影響極為有限，不能使沉降至含水率3%的時(shí)間數(shù)減少到70h以下。

2.3稠油脫水熱力原理

為在生產(chǎn)中的分析及應(yīng)用 為了更加明確認(rèn)識到春風(fēng)聯(lián)合站工藝狀況存在的問題，下面從熱化學(xué)沉降脫水機(jī)理和實(shí)踐生產(chǎn)應(yīng)用過程中進(jìn)行分析。加熱在原油脫水過程中是一種有效的輔助手段，原油乳狀液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，要破壞原油乳狀液一般從三個(gè)方面入手：

2.2.1削弱油水界面膜的強(qiáng)度；.

溫度上升，原油中的瀝青、膠質(zhì)、石蠟等乳化劑的溶解度增加，降低界面膜強(qiáng)度，原油溫度的提高，避免髙分子石蠟結(jié)晶，根據(jù)油水比熱值的不同，促使油包水乳化液內(nèi)相水滴體積膨脹，達(dá)到破壞油水界面膜的作用。同時(shí)，水滴體積膨脹，脹力的作用使界面膜強(qiáng)度下降，有利于水滴的合并。

2.2.2增大油水密度差；

水滴的沉降速度與水滴直徑的平方和油水密度差及重力加速度成正比，與粘度成反比，隨著溫度升高，油品密度下降，熱力增加了油水比重差，加快了水滴沉降速度。

2.2.3降低原油粘度：

原油粘度隨著油溫升高而降低，減少了水滴沉降的摩擦阻力，加快了水滴的沉降速度。同時(shí)年度下降有利于破乳劑分散至油水界面，提高了破乳劑的作用效果。

2.4原油中剩余含水率的影響因素

在原油剩余含水率減少時(shí)，油中剩余水滴直徑減小，且由于含水下降導(dǎo)致更不容易聚集為較大直徑的水滴，隨著原油剩余含水率下降，水滴沉降速度下降。具體可見下圖：

3結(jié)論

根據(jù)上述因素分析，應(yīng)對稠油處理中的溫度、破乳劑、處理時(shí)間保持較高關(guān)注度，在保持破乳劑投加的情況下，將溫度維持在85℃～90℃，可在5日之內(nèi)完成原油含水率由33%下降至0.8%的脫水處理過程。由于整改稠油處理系統(tǒng)性強(qiáng)，一個(gè)問題的出現(xiàn)就能引起全系統(tǒng)的波動(dòng)，整個(gè)生產(chǎn)流程是連續(xù)的，恢復(fù)波動(dòng)造成的影響需要耗費(fèi)的時(shí)間長。只有提高對重點(diǎn)參數(shù)的過程控制，才能保證整個(gè)重質(zhì)稠油處理過程的高效、順暢。