稠油原油脱水影响因素分析与对策研究

穆晓东

摘要：稠油热采技术是近年来针对稠油开采发展起来的一项新兴技术。该技术在取得了增油效果的同时，也给原油处理带来了一些困难。在原油破、脱水过程中不仅要考虑老化油、脱水流程、含水、破乳剂和温度等对破乳和脱水的影响，而且化学添加剂对原油脱水的影响也不容忽视，本文针对稠油热采原油脱水困难的问题，研究了各项因素对原油破乳脱水的影响，对稠油原油脱水处理操作具有实际指导意义。

关键词：稠油热采；原油破乳脱水；化学添加剂；破乳剂；对策

近年来随着春风油田开发面积的增大，油井开井数不断增加，油井增产措施的不断增多，油井来液性质也产生不断变化，造成春风联合站的原油脱水难度上涨，致使外输原油含水经常性波动。针对这种情况，在原有热化学沉降脱水工艺的基础上进行了技术攻关，加强过程控制和管理，对蒸汽温度、药剂用量严格控制，解决了外输原油含水过高的问题，保证了联合站生产的平稳运行。

1原油处理工艺情况

1.1原油处理工艺流程

原油处理工艺采用稠油掺蒸汽大罐热化学沉降脱水工艺，集输方式采用一段动态沉降，二段浮动出油。主线流程为：油井来液→进站阀组→一次沉降罐→原油蒸汽混掺装置→二次沉降罐→净化油罐→装车泵→外销

1.2重力沉降脱水原理

在脱水工艺中，沉降是必不可少的一个重要环节。利用沉降分离，才能将原油与游离状态的水和破乳后的水分离开来，达到脱水的目的。加热沉降脱水的主要设备是沉降罐具体结构如下

油水混合物由进液管经进液分配管流入沉降罐底部的水层内，由于水的表面张力较大，使原油中的游离水、粒经较大的水滴、盐类和亲水固体杂质等并入水层，这一过程称为水洗，进入上部油层时原油中的小粒经水滴靠重力沉降下来，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沉降脱水影响因素分析

2.1斯托克斯公式

根据斯托克斯公式：

水滴的沉降速度与水滴直径的平方和油水密度差及重力加速度成正比，与粘度成反比。故影响沉降罐沉降效果的因素有：

A、沉降时间；B、操作温度；C、原油中剩余含水率；

2.2稠油脱水时间因素

斯托克斯公式中，为水滴沉降速度，即只要时间足够，乳化液的稳定状态被破除后，原油含水可以降至极低。根据目前运行情况看，在沉降罐温度80℃～90℃时，保持破乳剂的连续投加，原油含水在24h降低至10%，72h即可降低至3%，且破乳剂投加量持续加大，对此时间影响极为有限，不能使沉降至含水率3%的时间数减少到70h以下。

2.3稠油脱水热力原理

为在生产中的分析及应用 为了更加明确认识到春风联合站工艺状况存在的问题，下面从热化学沉降脱水机理和实践生产应用过程中进行分析。加热在原油脱水过程中是一种有效的辅助手段，原油乳状液是热力学不稳定体系，要破坏原油乳状液一般从三个方面入手：

2.2.1削弱油水界面膜的强度；.

温度上升，原油中的沥青、胶质、石蜡等乳化剂的溶解度增加，降低界面膜强度，原油温度的提高，避免髙分子石蜡结晶，根据油水比热值的不同，促使油包水乳化液内相水滴体积膨胀，达到破坏油水界面膜的作用。同时，水滴体积膨胀，胀力的作用使界面膜强度下降，有利于水滴的合并。

2.2.2增大油水密度差；

水滴的沉降速度与水滴直径的平方和油水密度差及重力加速度成正比，與粘度成反比，随着温度升高，油品密度下降，热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：

原油粘度随着油温升高而降低，减少了水滴沉降的摩擦阻力，加快了水滴的沉降速度。同时年度下降有利于破乳剂分散至油水界面，提高了破乳剂的作用效果。

2.4原油中剩余含水率的影响因素

在原油剩余含水率减少时，油中剩余水滴直径减小，且由于含水下降导致更不容易聚集为较大直径的水滴，随着原油剩余含水率下降，水滴沉降速度下降。具体可见下图：

3结论

根据上述因素分析，应对稠油处理中的温度、破乳剂、处理时间保持较高关注度，在保持破乳剂投加的情况下，将温度维持在85℃～90℃，可在5日之内完成原油含水率由33%下降至0.8%的脱水处理过程。由于整改稠油处理系统性强，一个问题的出现就能引起全系统的波动，整个生产流程是连续的，恢复波动造成的影响需要耗费的时间长。只有提高对重点参数的过程控制，才能保证整个重质稠油处理过程的高效、顺畅。