稠油中乳状液特性分析及脱水工艺讨论

许立华

摘 要：我国是一个富煤、缺油、少气的国家，在已发现的油田中，稠油油田所占的比例较大，稠油中含有胶质、沥青质较多，且粘度较高，流动性较差，目前大多数采用注蒸汽开采，在进行开采的过中，由于沥青质和胶质是一种天然的乳化剂，造成开采出来的油中含有油包水乳状液，造成脱水较为困难。本文通过对现今广泛采用的脱水工艺进行分析介绍，找出其中的优缺点。

关键词：稠油；乳状液；脱水工艺

中图分类号：TE86 文献标识码：A

稠油是一种在富含胶质和沥青质的多烃类复杂混合物，其在已经发现的油田中占有很大的比重，通过采用注蒸汽开采的方法能够使对温度较为敏感的稠油粘度水平急剧下降，从而便于开采，但是在开采的过程中，蒸汽中的水分吸附于稠油中的沥青质和胶质的表面形成一种较为稳定的乳状液层，从而为后续的稠油脱水造成困难，本文将对稠油脱水的工艺进行介绍。

1 稠油特性简介

稠油是一种富含胶质和沥青质的多烃类复杂混合物，其由于沥青等胶质物品过多造成其质量较大同时流动性不足，这就对稠油油田的开采造成和极大的困难，现今采用的稠油开采技术主要有：“热采”和“冷采”两大类，其中“热采”中的注蒸汽方式是其主要开采方式，但是采用这种方式进行开采也带来了一些不足之处，其一就是，开采出的稠油其中含有相当多的水以及水与稠油所形成的乳状液，乳状液是一种吸附在油水界面所形成的粘稠的厚膜，乳状液是一种非常难以处理的物质，其对整个稠油的开采、运输以及存储起着重要的影响。

2 稠油脱水工艺

2.1 乳状液特性

稠油脱水主要是针对开采出来的乳状液处理，其成分较为复杂，这就造成乳状液的流动性以及变化能力较强欠缺。经常长期的试验总结，可以使用温度、剪切速率、含水率等变量的函数进行标示。稠油脱水主要是指通过破坏乳状液的稳定性，而后通过相应的工序将水脱出。通过试验得出，对于乳状液稳定性有重要影响的因素有：（1）原油中分子量大的极性组分，（2）固体颗粒，（3）温度，（4）粒径，（5）pH值等一些因素。现今广泛采用内的乳状液的脱水方法主要有：化学、重力、离心法和电学等方法进行乳状液的破乳加工，其中化学破乳法是使用的较多的方法，而近些年来随着乳状液处理越来越困难，通常采用内的是将以上几种方法结合使用的方法来提高破乳效果。

2.2 稠油脱水工艺

现今广泛采用的稠油脱水工艺主要有：（1）热化学脱水，（2）电化学脱水工艺等。

2.2.1 热化学脱水工艺研究

为了降低成本，世界各石油生产商针对带到地面的含水油气，采用了高效活性剂、静水剂、破乳剂等化学药剂、以及旋流分离器、聚结分离器、低温电脱水器、气浮选脱水等高效分离设备提高设备脱水能力，同时简化脱水工艺、调整脱水设施布置，使产出水就地脱出、处理及回注。

（1）加热破乳法。此种方法顾名思义是通过采用加热的方法从而提高乳状液中油和水之间稳定性的破坏速度，加速乳状液的分解，通过提高乳状液的温度，一是可以提高分子之间的活跃性，从而提高稠油中天然乳化剂的溶解度，使其表面的对于水分子的吸附力减弱，使水分更容易析出，同时提高温度还可以使稠油的粘度降低，使油水界面张力降低，水滴受热膨胀，破坏了界面膜之间的稳定性，有利于液滴聚并。提高温度在带来以上这些优点的同时也带来了一些不好的效果，例如，使生产成本大为增加，同时温度的提高也会破坏稠油的稳定性，使稠油中的一些轻质烃挥发，从而造成了损失，同时温度的提高也增加了稠油中水垢的沉积和腐蚀性。

（2）化学破乳法。化学破乳法是现今国内外广为采用内的一种方法，其主要是通过采用添加剂来使稠油乳状物发生一些反应从而将油水界面性质进行改变或者是降低了界面膜的强度。使乳状液的液滴絮凝聚并，从而达到效果。经过大量的试验表明：乳状液的稳定性主要是由其油水界面性质和界面膜的强度所决定的，通过添加化学试剂的方法能够很好的破坏其乳状液的稳定性，从而达到破乳的效果。

（3）热化学脱水工艺。采用热化学脱水的工艺是在前期进行良好的破乳效果的基础上对其进行加热，在加热均匀后使将其导入到沉降罐中进行沉降，从而达到脱水的效果。

2.2.2 电化学脱水工艺研究

（1）电学破乳法。电学破乳法是在上世纪九十年代发展起来的一种方法，其主要原理是通过使用电流所产生的产生高频振荡的电磁场中所产生的位移效应、电效应和电中和作用，来使乳状液中的分子发生运动，从而改变其性质，使油滴和水达到分离的效果。

（2）电化学脱水法。电化学脱水技术是将电学破乳法和化学添加剂两种方法相结合起来的方法，在使用电学破乳法进行破乳作业的同时添加一定的添加剂来加快破乳的速度，使两者相结合来加速稠油中的油水分离。

（3）电化学脱水工艺。在稠油中含水率较高的情况下，无法使用电脱水装置，因此在实际的稠油脱水生产环节需要先对开采出的原油进行热化学沉降脱水，在进行一段时间后，待到析出一定的水分，使稠油中的含水率降低的一定的指标后，在使用泵加压、升温后再对稠油进行电化学脱水作业。以下对作业环节中需要主要的一些问题进行介绍：①加热温度，对开采出来的稠油进行加热主要是为了降低原油的豁度，在一定的温度范围内由于温度提高对于原油的稠度和水的密度影响不同，因此是有利于油、水分离的，但是如果超出这一范围将会造成稠油中的原油轻质组分受热挥发增多，从而降低了油质。因此需要注意控制加热温度。②加热时间，对于加热脱水的时间是由一定的要求的，虽然时间长会提高脱水率但是也会带来稠油性质的改变，因此，需要根据稠油中成分的测定来决定相应的加热时间。③对于一次脱水稠油量需要控制在可加工的范围内，避免出现过多影响加工质量。④对于脱水后稠油性质的测定需要在稠油放置在室温48h后才能进行测定分析。

结语

对开采出的稠油进行脱水处理是一项重要的课题，具有非常高的经济意义，本文通过对稠油开采过程中所形成的乳状液的形成以及其特性进行分析，并对现今使用较为广泛的稠油脱水工艺进行了介绍。

参考文献

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