含气量对火驱采出液脱水影响规律研究＊

陈磊

（中国石油大学（北京））

含气量对火驱采出液脱水影响规律研究＊

陈磊

（中国石油大学（北京））

考察含气量对脱水效果的影响，重点研究油水在沉降罐分离过程中，气体上浮对于水滴聚结沉降的影响。文章分别在有无破乳剂的条件下进行了研究，明确了含气量对火驱采出液的影响规律。实验结果表明：在不加破乳剂的情况下，少量气体对脱水基本没有影响，当含气量较大时，大量气体上浮会干扰乳状液的絮凝过程，使脱水效果变差；而在加入破乳剂的情况下，由于破乳剂对脱水的促进作用，使得含气量的变化对热化学脱水影响不大。

含气量；火驱采出液；脱水；破乳剂；热化学

0 引 言

随着我国部分稠油区块进入开采的中后期，油藏开发面临地层压力低，经济效益差等严峻问题，传统的蒸汽吞吐开采方式已经不能满足生产要求，火烧油层作为最早开展的热采技术之一，可以有效的提高采收率［1-4］，得到越来越广泛的应用。

与此同时，火驱开采需要向地层注入一定的空气，并在地层点火，因此相比于其他开采方式，火驱产出气组分会有很大的不同。何继平等［5］研究表明，火驱采出液夹带着较高的气体和溶解气，而采出液在沉降罐内脱水的过程中，气体的存在势必会对水滴聚结沉降产生一定的影响，而目前，气体对火驱采出液脱水效果的影响一直未引起重视，为此本文研究了含气对采出液沉降脱水的影响规律，为火驱稠油的脱水研究提供技术支撑。

1 实 验

1.1 试剂及仪器

实验所用油品均来自某油田同一井口采出液，开采方式为火烧油层，综合含水率在90%以上。采出液经脱水后得到纯油和矿化水。纯油密度约为954kg／m3（20℃），50℃黏度为1572mPa·s。根据室内总结的制备条件配制与现场采出液乳化程度相当的模拟乳状液。

实验仪器：IKAIT18型和IKARW20型搅拌器，HK-3090PM泡沫特性发生仪，DTS-4C型石油密闭脱水仪，SC-15型超级恒温槽。

1.2 实验方法

模拟乳状液的制备

本实验的制备条件根据反演法［6-7］确定，将油水混合物按质量比3∶2一次性混合（总质量为100g），并置于SC-15型超级恒温槽中恒温30min，进而用IKARW20型搅拌器进行充分搅拌15min。本实验所用乳状液均按上述方法制备。

◆鼓气

为了研究不同含气量下气体的存在对脱水的影响，需对模拟乳状液充入不同的气体量，由于乳状液长时间存放会发生水滴的聚结沉降现象，为此本实验选择耗时较短的鼓气法向乳状液鼓入气体，用以模拟现场采出液夹带的气体及溶解气。鼓气所用实验仪器为HK-3090PM泡沫特性发生仪。

2 实验结果与讨论

2.1 无破乳剂下含气对脱水的影响规律

按照上述方法制备模拟乳状液3份，分别装入型号相同的容器中，记为1＃，2＃和3＃，通过改变鼓气装置的流量调节阀向2＃，3＃容器底部通入不同含量的气体，其中1＃容器作为参考样不通入气体，2＃和3＃容器通入的气体量与乳状液量之比分别为10和20，此外，3个样品内均未加入破乳剂。

在90℃水浴下，观察含气量不同的各样品脱水量随时间的变化情况，实验结果如图1所示。

经过7h的实验，乳状液通过加热方式脱水，已达到平衡状态，实验表明，气液比小于10的情况下，气体的存在对脱水基本没有影响，而当气液比超过20时，乳状液脱水量减少，脱水效果变差，气体的存在对脱水有一定的抑制作用。

图1 各样品脱水量随时间的变化曲线

图2 加破乳剂后脱水量随时间变化曲线

W／O乳状液中油为外相，外相原油黏度远大于分散相水的黏度，因此，在含气量较小的情况下，乳状液中的气体在上浮的过程中会黏附一定量的原油，基本不会携带水滴向上运动，因此乳状液含气量较少时，气体的存在对脱水基本没有影响。而当含气量较大时乳状液脱水效果会变差，这是因为乳状液破乳过程中水滴的絮凝是可逆过程，分散相水滴通过分子间的作用力聚集成松散的絮凝团，但在絮凝团中的水滴仍单独存在，若乳状液中气泡含量较多，则大量的气泡在上浮的过程中势必产生一定的扰动力，而这些扰动可使絮凝团重新分散，因此乳状液中含气量较大时，气体的存在会影响脱水效果。

2.2 加破乳剂下含气对脱水的影响规律

在上述实验的基础上作进一步的研究，考察加剂情况下含气量对脱水的影响，首先在相同配制条件下制备模拟乳状液2份（各100mg），记为4＃和5＃，各加破乳剂100mg／L，并用IKAT18高速搅拌器进行均匀搅拌，使破乳剂与乳状液均匀混合，其中4＃容器作为参考样不通入空气，5＃容器通入的气体量与乳状液量之比为20，观察2个容器在90℃水浴中脱水效果随时间的变化情况，具体的实验结果如图2所示。

经过11h的实验，乳状液通过热化学方式脱水，已达到稳定状态，实验表明，加入破乳剂后4＃和5＃样品脱水效果都有很大的改善，最终的脱水效果基本相同。

通过上述两个实验可以看出，一方面含气量较大会对脱水产生抑制作用，另一方面破乳剂的存在会对脱水有一定的促进作用，而两者作用的结果使得4＃和5＃样品最终的脱水效果相同，由此可知，破乳剂对脱水的促进作用要大于含气对脱水的抑制作用。

3 结 论

在不加破乳剂的情况下，当乳状液含气量较小时，对脱水基本没有影响，而含气较大时，乳状液脱水率降低，脱水效果变差，此时含气对脱水有一定的抑制作用。

在加入破乳剂的情况下，气体的存在对脱水效果的影响很小，破乳剂对脱水的促进作用远大于气体上浮对脱水的抑制作用。

［1］ 张方礼.火烧油层技术综述［J］.特种油气藏，2011（6）：1-5.

［2］ Xia T X，Greaves M．Upgrading Athabasca Tar Sand Using Toe-to-Heel Air Injection［R］．SPE 65524，2000．

［3］ Greaves M，Al-Honi M．Three-Dimensional Studies of in-Situ Combustion-Horizontal Wells Process with Reservoir Heterogeneities［J］．Journal of Canadian Petroleum Technology，2000，39（10）：25-32．

［4］ 王元基，何江川，廖广志，等.国内火驱技术发展历程与应用前景［J］.石油学报，2012（5）：909-914.

［5］ 何继平，刘静，牛丽，等.气相色谱法分析火驱产出液［J］.石油与天然气化工，2010，39（4）：352-354.

［6］ 张帆.含水原油乳化测量中的若干问题［J］.中国海上油气（工程），2002，14（6）：32-33.

［7］ 朱鸣.渤海稠油乳状液制备条件的确定及表观粘度的预测［J］.江苏工业学院学报，2007（1）：49-52.

j.issn.1005-3158.2015.02.002

1005-3158（2015）02-0005-02

2014-12-19）

（编辑 王蕊）

“十二五”国家科技重大专项（2011X05016-004）和“辽河油田原油千万吨持续稳产关键技术研究（2012E-3009）”联合资助。

陈磊，中国石油大学（北京）在读硕士，研究方向：油气集输及地面工程。通信地址：北京市昌平区府学路18号中国石油大学（北京），102249