浅析超声稠油脱水技术在油田联合站中的应用

萧振强(辽河油田欢喜岭采油厂集输大队欢二联合站，辽宁 盘锦 124000)

浅析超声稠油脱水技术在油田联合站中的应用

萧振强(辽河油田欢喜岭采油厂集输大队欢二联合站，辽宁 盘锦 124000)

在油田开采过程中，对稠油及超稠油进行脱水处理存在着一定困难，也制约着日常产量。针对这一问题，可通过采取在传统化学脱水的同时，加入超声波场以提升破乳比例。本文在通过模拟实验确定制约因素及有效参数的基础上，通过实际现场应用分析超声稠油脱水技术能够带来的作用及效果，进而有效解决稠油超稠油脱水难题。

稠油;脱水技术;超声波

受含蜡、区块等因素影响，稠油、超稠油在辽河油田开采原油中占有着很大比例，且属性均为重质，有着高粘度、高密度、高胶质含量的特点。同时，由于措施有所区别，形成的原油成分和乳状结构相对复杂、液体相对稳定，进而导致脱水存在困难，加入的脱水药剂剂量不断加大，脱水越发困难。目前常用的化学沉降脱水法已经无法适应原油外输的标准要求。

1 实验药剂及装置

根据欢喜岭采油厂原油开采及脱水实际，设计建造一套类似现场的模拟设备。所用稠油为实地取样油样，药剂与当前所使用的药剂类型相同。

2 超声脱水原理：

超声波由许多疏密相间的纵向波组成，在运用中可通过介质向各个方向传播，进而起到机械振动以及热作用。通过理论和实践可以看出：利用超声波进行脱水的强度应在空化阈以下。所以，超声波脱水运用的是其振动作用及热作用。具体原理为：

(1)振动作用带动水粒子聚合。在超声波通过存在水粒子的原油过程中，振动作用使水粒子与原油共同振动，因水粒子大小不同，振动速度相对不同，导致其互相撞击、聚合，进而使水粒子体积不断增大，最终沉淀分离。

(2)超声波的振动作用能够促使加入的药剂、稠油中的蜡、胶质等均匀散布，进而提升溶解度，能够更加利于水的沉淀分离。

(3)超声波的热作用可以有效降低稠油粘度。一方面，边缘摩擦可使油水分界温度不断升高，利于界膜破裂。另一方面，稠油所吸收的一部分热能，能够降低稠油粘度，利于油水的重力沉淀分离。

3 实际分析

在进行超声稠油脱水实验中，利用自制的装置设备，对超声波的强度、时间以及对原油破乳的影响进行详细测试。

3.1 超声波强度对脱水及沉淀时间影响

超声波强度大小影响着水粒子的聚合速度。强度越大，水粒子振动幅度增大，撞击、聚合速度将得到提高。

超声波辐照过程中，当强度大到一定值后，稠油的脱水率将强度的增大面降低，方能促进水粒子聚合加速，使效果更佳。

从实验中可以看到，随着强度增加，脱水效率会有所变化。强度过小，没有破乳效果。而强度过大，聚合后的水会被重新打散，影响脱水效果。因此，最佳强度应当在一个合理的区间之内。而在对沉降时间的观察上看出，10小时过后，脱水率变化近乎没有，因此沉降时间应为10小时为佳。

3.2 超声波辐射时长对脱水效果的影响

受超声波作用影响，小水粒子逐步聚合形成大水粒子，再进一步聚合，直至形成不受振动影响的大小为止。在试验中，我们可以描绘出辐射时长和脱水效率的曲线。通过观察发现：强度相同，辐射时间不同，稠油破乳脱水效果也不尽相同。而实践得出，辐射15分钟至25分钟效果相对理想。

3.3 对于稠油脱水的综合试验

为了再进一步证实试验中所得出的最佳参数。我们采取动态模拟装置来替代超声波试验中的器具，构成一组新的装置，并对之前试验的最佳参数进行了证明。所得到的结果基本相同，无较大差别。

4 现场应用

结合试验所得出的结论，我们将超声稠油脱水工艺技术带到现场进行了实践，具体结果如下：

现场实验结果

通过在现场的实践可以看出，其结果与室内试验存在着差异。其导致差异的原因大致分为两种：

一是由于实地实践中的原油相对不稳定。实践中的原油为稠油、超稠油一定比例的混合液。二超稠油的脱水温度对脱水效果有着很大影响。

二是超声波装置放置位置不同。现场实践中，我们将超声波装置放置于沉降罐前部，因原油流动存留实践相对短，导致了超声波辐射时间不足，作用发挥不好。但已可以满足现场需求。

5 结语

(1)通过现场应用可以证明，利用超声波进行稠油破乳脱水科学可行。同目前所用的脱水工艺措施相比较，有着脱水效率高、用时少的优势。同时，可以实现节约能源、减少添加药剂剂量的效果。

(2)利用超声波技术进行稠油脱水，具有工作稳定、控制简便、耗能低的特点。

(3)通过在联合站内进行实际应用推广，使得整体外输油含水量相对之前降低2%，有效提高了原油外输质量及标准。