原油脱水方法

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1、原油脱水方法原油脱水方法在油田开采初期,原油中的水主要以W/O型乳状液存在,随着油田的进一步开采,我国大部分油田已经进入高含水期,油井采出液也由原来的以(W/O)型乳状液为主变为以水包油(O/W)型乳状液为主。因此,关于脱水方法的研究,也从针对W/O型乳状液的破乳问题逐渐过渡到O/W型乳状液破乳问题的研究。我们主要讨论W/O型乳状液的破乳方法及破乳剂,也适当介绍O/W型乳状液破乳问题。  破乳过程通常分为三步:凝聚(Coagulation),聚结(Coalescene)和沉降(Sedimentation)。这一过程,即水珠在相互碰撞接触

2、中合并增大,自原油中沉降分离出来。在第一步凝聚(或絮凝)过程中,分散相的液珠聚集成团,但各液珠仍然存在。这些珠团常常是可逆的,按自分层观点,这些珠团像一个液滴,倘若珠团与介质间的密度差是足够大的,则此过程能使分层加速。若乳状液是足够浓的,它的粘度就显著增加。第二步—聚结,在这一过程中,这些珠团合并成一个大滴。这一过程是不可逆的,导致液珠数目减少和最后原油乳状液的完全破坏。由此看出,聚结是脱水过程的关键,聚结和沉降分离构成了原油的脱水过程。  在由凝聚所产生的聚集体中,乳状液的液珠之间可以有相当的距离,光学技术已经证明,这种间距的数量级要

3、大于100Å,虽然厚度随着电解质浓度增加而降低,但是间距降低并不像双电层理论所预示的那样快,这表明除静电斥力和范德华引力外,还有别的力在起作用。  研究人员根据聚结速度得出结论:即使在浓乳状液中,其液珠被100Å或更大厚度的连续膜所隔开,液膜的厚度仍取决于水相的组分,而不取决于水量。  多年来,国内外已研究了多种原油脱水技术,满足各种原油不同含水程度的脱水要求。  1、沉降分离  沉降分离是原油乳状液脱水最基础的过程。沉降分离的依据是:原油与水不互溶,密度有差异,且有时是不稳定的乳状液,甚至是经过电法和化学方法处理过的。  Stocks

4、定律深刻地描述了沉降分离的基本规律,该定律的数学表达式为:  由上式可以看出,沉降速度与原油中水珠半径的平方成正比、与水油密度差成正比、与原油的粘度成反比。然而,从乳状液理论的角度加以分析,不难看出该公式并未包含原油乳状液稳定性的概念,也没有体现出乳化剂的严重影响。因此,根据这一公式计算出的水滴沉降速度,必然大于实际沉降速度。相反,对于破乳后的水珠而言,由于沉降过程中会出现水珠相互碰撞聚结增大的现象,计算结果很可能会远远小于实际沉降速度。因此,定性地利用该公式作原油脱水难易程度的衡量是可以的,定量地直接计算脱水效果则会带来较大的误差。 

5、 为了提高油水分离速度,人们以该公式为指导,发现和创造了一系列有效的方法和措施。  (1)增大水珠粒径的方法  ①添加化学破乳剂,降低乳状液的稳定性,以进一步实现破乳;  ②采用高压电场处理W/O型乳状液;利用电磁场对乳状液进行交变振荡破乳;  ③利用亲水憎油固体材料使乳状液的水珠在其表面润湿聚结。  (2)增大水、油密度差的方法  ①向原油乳状液中掺入轻质油,降低原油的密度;  ②选择合适温度,使油水密度向着有利于增大密度差的方向变化;  ③在油气分离过程中降低压力,使原油中少量的气泡膨胀,密度降低;向水中添加无毒无害物质,加大水相密

6、度。  (3)降低原油粘度的方法  ①掺入低粘轻质油稀释原油;  ②加热以降低原油乳状液的粘度。  (4)提高油水分离速度的方法  采用离心机进行离心分离。  2、电脱水法  电脱水法的基本原理是利用水是导体,油是绝缘体这一物理特性,将W/O型原油乳状液置于电场中,乳状液中的水滴在电场作用下发生变形、聚结而形成大水滴从油中分离出来。  用于电破乳的高强度电场有交流电、直流电、交–直流电和脉冲供电等数种。在交流电场中,乳状液中的水珠发生振荡聚结和偶极聚结;在直流电场中,除发生偶极聚结外,电泳聚结起主导作用;在交–直流二重电场中,上述数种聚

7、结都存在;脉冲供电是电极间断送电,除促使振荡聚结和偶极聚结外,目的在于避免电场中电流的大幅度增长,可平稳操作和节约电能,  2.1偶极聚结  置于电场中的W/O型乳状液的水珠,由于电场的诱导而产生偶极极化,正负电荷分别处于水珠的两端,如图7–7所示。因为置于电场中的所有水珠,都受到此种诱导而发生偶极极化,相邻两个水珠的靠近一端,恰好成为异性,相互吸引,其结果使两个水珠合并为一体。由于外加电场是连续的,这种过程的发生呈“链锁反应”。当水珠颗粒增大到其重力足以克服乳状液的稳定性时,水珠即自原油中沉降分离出来。  2.2振荡聚结  交变电场对

8、W/O型乳状液水珠的另一个作用是引导其作周期性的振荡,其结果是水珠由球形被拉长为椭球形,界面膜增大变薄,乳化稳定性降低,振荡时相邻水珠相碰,合并增大自原油中沉降分离出来。  由室内透明电脱水器中看到的现象是

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