粒徑對液滴靜電聚結微觀特性影響的實驗研究

孫治謙,劉伯川,李 寧,蔣 燕,周衍濤,王振波

(中國石油大學(華東)新能源學院,山東 青島266580)

1 前 言

近年來，隨著國內眾多油田進入開采末期，地層能量較低，為滿足開采需要，多采用注水、注劑的方式驅油，使得原油含水量大大增加，原油乳化、老化程度加深[1-2]，這不僅增大了原油集輸系統的負荷，還對現有的電脫裝置造成不利影響：脫后含鹽含水嚴重超標；裝置操作不穩，出現電流過大、垮電場甚至極板擊穿現象；切水嚴重帶油，給后續污水處理系統帶來嚴重沖擊[3-6]。

脈沖電聚結技術是20世紀80年代由Bailes等[7]提出的一種采用非連續電壓的電聚結技術，存在振蕩聚結、偶極聚結、強場沖擊和水鏈聚結的疊加效應，與交流、直流和交直流等靜電聚結方法相比，具有能耗小、效率高的顯著優勢，在應對原油含水量增高、乳化程度加深的趨勢上，具有很大的應用潛力[8-10]。

自此，國內外學者對脈沖電聚結技術展開了相應研究，但大多集中在電場參數、操作參數層面，對電聚結效果的評價多停留在宏觀電聚結性能層面[11-14]，也有從乳狀液分散相液滴的聚并、變形、破碎層面入手的相關研究[15-19]，但從液滴粒徑角度開展的研究較少。張建等[20]基于脈沖電場下油包水乳狀液中水滴的受力情況，建立乳狀液水滴振蕩固有頻率公式，其固有頻率受液滴粒徑的影響較大。彭燁等[21]運用電流體動力學理論，建立和乳狀液分散相液滴粒徑相關的電介質物理學模型，來預測脈沖電場作用下油中液滴的振動變形，計算得到的液滴振動伸縮變形量與實驗結果相近。……