超声原油破乳技术室内实验研究

徐　超

（东北石油大学 石油工程学院，黑龙江 大庆 163318）



超声原油破乳技术室内实验研究

徐超

（东北石油大学 石油工程学院，黑龙江 大庆 163318）

通过大量的矿场实验及室内实验发现，三元复合驱的乳化作用对油田原油采收率的提高具有重大的贡献，但采出原油也需要面临越来越严重的破乳问题。采用超声波辐照的方法，对超声波原油破乳方法进行了室内实验研究。结果表明，超声波辐照法的最终脱水效果，要好于化学剂破乳法及自然沉降法。在此基础上，研究了超声与破乳剂协同破乳的方法，并取得了较好的效果。

超声；原油；破乳

近年来，弱碱三元复合驱技术已在大庆油田投入大范围应用。其乳化原油所形成的“油墙”，虽然能够起到提高四层原油采收率的作用，但随之产生的原油破乳问题，也提高了油田地面配套设施的负荷。因此，需要找到一个快速、有效的原油破乳措施，以满足油田地面设备正常运转，有效油水分离的需要。本文采用超声破乳技术，采用室内实验的方法，以研究超声破乳的能力及效果。

1　实验部分

1.1实验样品及设备

实验用油样取自大庆油田采油一场，其余试剂为大庆炼化生产部分水解聚丙烯酰胺（有效含量90.9%）、石油磺酸盐（有效含量 40%）、Na2CO3（分析纯）等。

超声波发生器的主要参数为：声强 0.72 W/cm2，频率两万赫兹，间隙比为4∶1。

1.2实验步骤

将脱气脱水原油与配置好的三元体系溶液在油藏温度下充分融合，使其乳化，测定油样乳化后的含水率，之后将乳化油样品分为3等份，分别采取自然沉降、超声波破乳以及化学剂破乳的方式，进行破乳实验，并记录脱水情况。

2　实验结果及分析

从表1能够发现，超声破乳法的前期的脱水率远高于化学破乳法及自然沉降法，沉降4 h后，脱水基本完成，脱水率为61%，也高于脱水基本结束的化学破乳法及自然沉降法。

通过分析认为，超声破乳法的主要原理为当超声波作用于原油乳状液时，乳状液发生振动，而被油所包裹的水珠由于尺寸不同，因而其振动速度也有所区别，最终使得被油所包裹的水珠不断碰撞、聚并，最终形成尺寸更大的水珠，并通过油水密度差，实现沉降及相互分离［1，2］。

而化学破乳法的破乳原理主要为破乳剂逐渐渗透至原油乳状液的油水界面膜上，并使其被破坏，因此需要一定的反应时间，导致前期脱水率很低，不适合联合站的快速脱水［3，4］。

表1　不同破乳条件下的脱水速度Table 1 Dehydration rate under different demulsification conditions

在此基础上，将原油乳状液加入破乳剂的基础上，进行超声波处理，研究两者协同作用下的破乳脱水效果。在加入与之前实验相同浓度的破乳剂，并进行相同时间的超声处理之后，对比最终脱水率。

通过表 2可以发现，超声+破乳剂协同破乳的方式，其最终脱水率最高，即破乳效果最好。超声的振动能够使破乳剂更快、更充分地与乳状液进行接触，从而提高了乳状液的脱水率［5］。

表2　不同脱水方法最终脱水率对比Table 2 Final dehydration rate of different dehydration method

3　结 论

本文对弱碱三元体系-原油乳状液的破乳方式及破乳效果进行了分析，认为在采用单一破乳方法的条件下，超声破乳的效果最好，而将超声破乳技术与化学剂破乳技术相结合，能够充分发挥两者的优点，取得最好的破乳脱水效果，能够有效的改善脱出水的水质，并减轻后续原油脱水，以及污水处理的难度。

［1］虞建业，袁萍.超声波原油破乳脱水声场参数研究［J］.应用声学，2001， 20（3）： 27-30.

［2］ 袁易全. 近代超声原理与应用［M］. 南京： 南京大学出版社， 1996：16-18.

［3］ 张鸿仁.油田原油脱水［M］.北京：石油工业出版社，1990：52-60.

［4］ 刘惠玲.微波脱水技术［J］.油田地面工程，1992，11（4）：22 -25

［5］ 曹晓春，王忠信.原油破乳剂的研制现状及应用［J］.大庆石油学院学报，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