第九章原油脫水及輸送

1、第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術 （8 8學時）學時）第三節(jié)第三節(jié) 原油破乳劑及其評價方法原油破乳劑及其評價方法第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液與原油脫水方法原油乳狀液與原油脫水方法第一節(jié)第一節(jié) 乳狀液的基本知識乳狀液的基本知識第四節(jié)第四節(jié) 原油的化學降凝與減阻輸送原油的化學降凝與減阻輸送哪些哪些地方地方需要需要使用使用化學化學劑？劑？第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術第一節(jié)第一節(jié) 乳狀液的基本知識乳狀液的基本知識乳狀液乳狀液乳狀液是一種非均質(zhì)多相體系，其中至少有一種液體以液珠乳狀液是一種非均質(zhì)多相體系，其中至少有一種

2、液體以液珠的形式均勻地分散于另一種與它不相混溶的液體之中。是熱的形式均勻地分散于另一種與它不相混溶的液體之中。是熱力學不穩(wěn)定體系，液珠的直徑一般大于力學不穩(wěn)定體系，液珠的直徑一般大于10-7m。分散相分散相分散介質(zhì)分散介質(zhì)把乳狀液中以液珠形式存在的那一相稱為分散相（內(nèi)相或把乳狀液中以液珠形式存在的那一相稱為分散相（內(nèi)相或不連續(xù)相），另一種以連續(xù)狀態(tài)存在的稱為分散介質(zhì)（外不連續(xù)相），另一種以連續(xù)狀態(tài)存在的稱為分散介質(zhì)（外相或連續(xù)相）。相或連續(xù)相）。乳化劑乳化劑在兩相不混溶的液體體系中加入表面活性劑或某些固體粉在兩相不混溶的液體體系中加入表面活性劑或某些固體粉末，可使體系具有一定的穩(wěn)定性。把這種末

3、，可使體系具有一定的穩(wěn)定性。把這種能使不相溶的兩能使不相溶的兩相液體發(fā)生乳化，而形成穩(wěn)定乳狀液的物質(zhì)稱為乳化劑。相液體發(fā)生乳化，而形成穩(wěn)定乳狀液的物質(zhì)稱為乳化劑。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術乳狀液的組成乳狀液的組成是由是由分散相、分散介質(zhì)和乳化劑分散相、分散介質(zhì)和乳化劑所組成。所組成。乳狀液乳狀液生成條件生成條件（1）存在著互不相溶的兩相，通常為水相和油相。）存在著互不相溶的兩相，通常為水相和油相。（2）存在有一種乳化劑）存在有一種乳化劑(通常是一類表面活性劑通常是一類表面活性劑)，其作用，其作用是降低體系的界面張力，在其微珠的表面上形成薄膜或雙是降低體系的界面張力，在其

4、微珠的表面上形成薄膜或雙電層以阻止微液珠的相互聚結，增加乳狀液的穩(wěn)定性。電層以阻止微液珠的相互聚結，增加乳狀液的穩(wěn)定性。（3）具備強烈的攪拌條件，增加體系的能量。）具備強烈的攪拌條件，增加體系的能量。乳狀液類型乳狀液類型水包油型水包油型(O/W)；油包水；油包水(W/O)型；多重乳狀液。型；多重乳狀液。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術乳狀液類型的鑒別方法乳狀液類型的鑒別方法稀釋法稀釋法染色法染色法電導法電導法瑩光法瑩光法濾紙潤濕法濾紙潤濕法粘度法粘度法折射率法折射率法影響乳狀液類型的因素影響乳狀液類型的因素影響其類型的因素很多，早期的理論有：影響其類型的因素很多，早期的理論有

5、：“相體積相體積”理理論論聚結速率理論聚結速率理論“定向鍥定向鍥”理理論論Bancroft規(guī)則規(guī)則第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術“相體積相體積”理論理論分散相液滴是均勻的球形：在最密集堆積時，分散相液滴是均勻的球形：在最密集堆積時，液滴的最大液滴的最大體積只能占總體積的體積只能占總體積的74.02%，其余，其余25.98%為分散介質(zhì)；為分散介質(zhì)；分散相體積大于分散相體積大于74.02%，乳狀液就發(fā)生破壞或變型；，乳狀液就發(fā)生破壞或變型；水相體積占總體積的水相體積占總體積的26%74%時，兩種乳狀液均可形成；時，兩種乳狀液均可形成；水相體積水相體積26%，則只形成，則只形成W

6、/O型；型；水相體積水相體積74%，則只能形成，則只能形成O/W型。型。1910年，年，Ostwald提出提出“相體積相體積”理論理論:第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術均勻乳狀液珠所形成的最密集堆積示意圖，液珠占總體積的74.02% (a)不均勻液珠密集堆積乳狀液示意圖 (b)非球形液珠密集堆積乳狀液示意圖ab第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術聚結速率理論聚結速率理論1957年年Davies提出提出:1、當油、水和乳化劑一起振蕩或攪拌時形成乳狀液的類型取決于油滴、當油、水和乳化劑一起振蕩或攪拌時形成乳狀液的類型取決于油滴的聚結和水滴的聚結兩種競爭過程的相對速度

7、。聚結速度快的相將形成的聚結和水滴的聚結兩種競爭過程的相對速度。聚結速度快的相將形成連續(xù)相，聚結速度慢的相被分散。連續(xù)相，聚結速度慢的相被分散。2、如果水滴的聚結速度遠大于油滴的聚結速度，則形成、如果水滴的聚結速度遠大于油滴的聚結速度，則形成O/W型乳狀液，型乳狀液，反之形成反之形成W/O型乳狀液。如果兩相聚結速度相近，則體積分數(shù)大的相將型乳狀液。如果兩相聚結速度相近，則體積分數(shù)大的相將構成外相。構成外相?！岸ㄏ蛐ǘㄏ蛐ā崩碚摾碚揌arkins在在1917年提出年提出“定向楔定向楔”理論：理論：乳化劑分子在油乳化劑分子在油水界面處發(fā)生單分子層吸附時，極性端伸向水相，非極水界面處發(fā)生單分子層吸附

8、時，極性端伸向水相，非極性端則伸入油相。若將乳化劑比成兩頭大小不同的性端則伸入油相。若將乳化劑比成兩頭大小不同的“楔子楔子”(如肥皂分子，如肥皂分子，其極性部分的橫切面比非極性部分的橫切面大其極性部分的橫切面比非極性部分的橫切面大)，那么截面小的一頭總是，那么截面小的一頭總是指向分散相，截面大的一頭總是伸向分散介質(zhì)。指向分散相，截面大的一頭總是伸向分散介質(zhì)。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術Cs+、Na+、K+等一價金屬離等一價金屬離子的脂肪酸鹽作為乳化劑時，子的脂肪酸鹽作為乳化劑時，容易形成容易形成O/W型乳狀液，見型乳狀液，見下圖下圖 Ca2+、Mg2+、Al3+、Zn2+

9、等高等高價金屬皂則易生成價金屬皂則易生成W/O型乳狀型乳狀液，見下圖液，見下圖 第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術乳化劑的親水性乳化劑的親水性Bancroft提出乳化劑溶解度的經(jīng)驗規(guī)則，提出乳化劑溶解度的經(jīng)驗規(guī)則，Bancroft規(guī)則。規(guī)則。1、親水性強的乳化劑，其、親水性強的乳化劑，其HLB值在值在818之間，易形成之間，易形成O/W型乳狀液；型乳狀液；2、親油性強的乳化劑，、親油性強的乳化劑，HLB值在值在36之間，易形成之間，易形成W/O型乳狀液；型乳狀液；3、膜膜-油油膜膜-水時得到水時得到O/W型乳狀液；型乳狀液；4、膜膜-油油膜膜-水時得到水時得到W/O型乳狀液。型

10、乳狀液。當當90o時，固體粉末大部分被油潤濕，則形成時，固體粉末大部分被油潤濕，則形成W/O型乳狀液；型乳狀液；當當=90o時，形成不穩(wěn)定的乳狀液。時，形成不穩(wěn)定的乳狀液。對于固體粉末作為乳化劑穩(wěn)定乳狀液時對于固體粉末作為乳化劑穩(wěn)定乳狀液時 第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術乳狀液的性質(zhì)乳狀液的性質(zhì)一般乳狀液的分散相直徑范圍一般乳狀液的分散相直徑范圍0.110m。很少小于。很少小于0.25m。它大部。它大部分屬于粗分散體系，一部分屬于膠體，是熱力學不穩(wěn)定的體系。分屬于粗分散體系，一部分屬于膠體，是熱力學不穩(wěn)定的體系。外外觀觀大大小小與與質(zhì)質(zhì)點點第九章第九章 原油脫水與輸送技術原

11、油脫水與輸送技術電性質(zhì)電性質(zhì)乳狀液有一定的乳狀液有一定的導電能力導電能力，其大小主要取決于乳狀液連續(xù)相的性質(zhì)。，其大小主要取決于乳狀液連續(xù)相的性質(zhì)。實驗發(fā)現(xiàn)通過實驗發(fā)現(xiàn)通過O/W乳狀液的電流約為乳狀液的電流約為1013mA，而通過，而通過W/O型乳狀液的型乳狀液的電流僅電流僅0.1mA或更少或更少，這種性質(zhì)常被用于辨別乳狀液的類型。，這種性質(zhì)常被用于辨別乳狀液的類型。當乳狀液的珠滴帶有電荷時，在電場中會發(fā)生定向運動，即當乳狀液的珠滴帶有電荷時，在電場中會發(fā)生定向運動，即電泳電泳。研究表。研究表明，在電場中帶電油滴和水相中的反離子層向相反的電極方向運動而發(fā)生明，在電場中帶電油滴和水相中的反離子層

12、向相反的電極方向運動而發(fā)生電泳現(xiàn)象。電泳現(xiàn)象。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術流變性流變性a.粘度粘度 多數(shù)乳狀液屬非牛頓流體，其粘度是剪切速率的函數(shù)。多數(shù)乳狀液屬非牛頓流體，其粘度是剪切速率的函數(shù)。影響乳狀液粘度的五個因素為：外相的粘度；內(nèi)相的粘度；內(nèi)相的體影響乳狀液粘度的五個因素為：外相的粘度；內(nèi)相的粘度；內(nèi)相的體積分數(shù)；乳化劑及其在界面沉淀的膜的性質(zhì)；顆粒大小分布。積分數(shù)；乳化劑及其在界面沉淀的膜的性質(zhì)；顆粒大小分布。外相粘度外相粘度0是決定乳狀液最終粘度的最重要參數(shù)，乳狀液粘度一是決定乳狀液最終粘度的最重要參數(shù)，乳狀液粘度一般與外相的粘度成正比。般與外相的粘度成正比。

13、=0(X)b.觸變性觸變性C.粘彈性粘彈性第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術乳狀液的穩(wěn)定性乳狀液的穩(wěn)定性所謂穩(wěn)定，是指所配制的乳狀液在一定條件下，不破壞、不改變類型。所謂穩(wěn)定，是指所配制的乳狀液在一定條件下，不破壞、不改變類型。根據(jù)乳化劑的作用，乳狀液的形成、穩(wěn)定原因可歸納為以下幾個方面：根據(jù)乳化劑的作用，乳狀液的形成、穩(wěn)定原因可歸納為以下幾個方面：界面張力的降低；界面張力的降低；界面膜的形成；界面膜的形成；擴散雙電層的建立；擴散雙電層的建立；固體的潤濕吸附作用等。固體的潤濕吸附作用等。降低界面張力，可使乳狀液穩(wěn)定。例：煤油與水的界面張力一般為降低界面張力，可使乳狀液穩(wěn)定。例：

14、煤油與水的界面張力一般為49mN/m，加入適當?shù)娜榛瘎?，加入適當?shù)娜榛瘎?如聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚類表如聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚類表面活性劑面活性劑)后界面張力可降至后界面張力可降至1mN/m以下，可形成穩(wěn)定的乳狀液。以下，可形成穩(wěn)定的乳狀液。低界面張力低界面張力第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術界面膜性質(zhì)界面膜性質(zhì)在油在油水體系中加入表面活性劑后，在降低界面張力的同時，根據(jù)水體系中加入表面活性劑后，在降低界面張力的同時，根據(jù)Gibbs吸附定律，表面活性劑必然在界面發(fā)生吸附，形成界面膜，吸附定律，表面活性劑必然在界面發(fā)生吸附，形成界面膜，膜的強度和緊膜的強度和緊密程度是乳狀液

15、穩(wěn)定的決定因素。密程度是乳狀液穩(wěn)定的決定因素。擴散雙電層擴散雙電層雙電層作用雙電層作用起穩(wěn)定乳狀液作用。起穩(wěn)定乳狀液作用。OW型乳狀液中的油珠多半是帶負型乳狀液中的油珠多半是帶負電的，而電的，而 WO型軋狀液中的水珠則型軋狀液中的水珠則是帶正電的。滾珠的雙電層有排斥作是帶正電的。滾珠的雙電層有排斥作用，故可防止乳狀液由于液珠相互碰用，故可防止乳狀液由于液珠相互碰撞聚結而遭破壞。撞聚結而遭破壞。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術固體的穩(wěn)定作用固體的穩(wěn)定作用潤濕固體潤濕固體微粒的作用微粒的作用起起穩(wěn)定和加固界面膜穩(wěn)定和加固界面膜的作用。固體粉末只有存在的作用。固體粉末只有存在于油于

16、油水界面上時才能起到乳化劑的作用。這與水和油對固體粉末能否水界面上時才能起到乳化劑的作用。這與水和油對固體粉末能否潤濕有關。只有當它既能被水也能被油潤濕時才能停留在油潤濕有關。只有當它既能被水也能被油潤濕時才能停留在油-水界面上，水界面上，潤濕的理論規(guī)律可以用潤濕的理論規(guī)律可以用Young方程來表達。方程來表達。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術第二節(jié)第二節(jié) 原油乳狀液與原油脫水方法原油乳狀液與原油脫水方法1、原油乳狀液的生成及危害、原油乳狀液的生成及危害含水原油在開采和集輸過程中具備乳狀液生成的三個條件：含水原油在開采和集輸過程中具備乳狀液生成的三個條件： a.不混溶原油與水

17、的接觸。不混溶原油與水的接觸。b. 存在攪拌條件（如天然氣的逸出、原油流經(jīng)地層的多孔介質(zhì)、管線、存在攪拌條件（如天然氣的逸出、原油流經(jīng)地層的多孔介質(zhì)、管線、泵、閥門等）。泵、閥門等）。c. 存在乳化劑（天然的或人造的）。存在乳化劑（天然的或人造的）。在天然乳化劑中，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)不僅含量多，而且它所穩(wěn)定的乳化液在天然乳化劑中，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)不僅含量多，而且它所穩(wěn)定的乳化液特別頑固，不易破壞。尤其是在有固體顆粒的存在下，如粘土、硫化特別頑固，不易破壞。尤其是在有固體顆粒的存在下，如粘土、硫化鐵、淤泥、鉆井液、石蠟等，使乳狀液更加穩(wěn)定。鐵、淤泥、鉆井液、石蠟等，使乳狀液更加穩(wěn)定。 1）攪拌程度對乳狀液

18、的影響）攪拌程度對乳狀液的影響（1）自噴井油嘴前后乳化程度的變化）自噴井油嘴前后乳化程度的變化第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術（2）集輸過程中乳化程度的變化影響）集輸過程中乳化程度的變化影響第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術2）原油乳化劑）原油乳化劑第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術原油中的天然乳化劑大致有四種類型物質(zhì)：原油中的天然乳化劑大致有四種類型物質(zhì)：（1）分散在油相中的固體，如高熔點微晶蠟、含鈣質(zhì)粘土、炭粉等，）分散在油相中的固體，如高熔點微晶蠟、含鈣質(zhì)粘土、炭粉等，其顆粒很細，直徑其顆粒很細，直徑2m。（2）溶解于原油中的環(huán)烷酸、脂肪

19、酸的皂類具有強烈的表面活性和較）溶解于原油中的環(huán)烷酸、脂肪酸的皂類具有強烈的表面活性和較強的親水性。強的親水性。（3）分散在原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。表面活性較低，親油性較強。）分散在原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。表面活性較低，親油性較強。（4）溶解在水中的鹽類。水中含有）溶解在水中的鹽類。水中含有K+、Na+等離子，容易形成水包油型等離子，容易形成水包油型乳狀液；若是乳狀液；若是Ca2+、Mg2+、Fe3+等多價金屬離子，則容易形成油包水型等多價金屬離子，則容易形成油包水型乳狀液。乳狀液。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術3）原油乳狀液的危害）原油乳狀液的危害（1）增大了液流的體積，降低

20、了設備和管道的有效利用率）增大了液流的體積，降低了設備和管道的有效利用率（2）增加了輸送過程中的動力消耗）增加了輸送過程中的動力消耗（3）增加了升溫過程的燃料消耗）增加了升溫過程的燃料消耗（4）引起金屬管道、設備的結垢和腐蝕）引起金屬管道、設備的結垢和腐蝕（5）對煉油廠加工過程的影響）對煉油廠加工過程的影響我國規(guī)定我國規(guī)定商品原油的含水率小于商品原油的含水率小于0.5以下，含鹽量小于以下，含鹽量小于50mg/L。美國外美國外輸原油允許含水率小于輸原油允許含水率小于0.25，含鹽量平均小于，含鹽量平均小于170mg/L。2、乳化原油的類型、乳化原油的類型第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與

21、輸送技術主要有兩種主要有兩種油包水型和水包油型。油包水型和水包油型。另外，顯微鏡下乳化原油中還有一定另外，顯微鏡下乳化原油中還有一定的多重乳化油，這也是乳化原油破乳困難的一個原因。的多重乳化油，這也是乳化原油破乳困難的一個原因。油包水型乳化原油主要來源于一次、二次采油油包水型乳化原油主要來源于一次、二次采油，而，而水包油型乳化原油主要水包油型乳化原油主要來源于三次采油來源于三次采油，尤其是堿驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、稠油乳化開采等。，尤其是堿驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、稠油乳化開采等。3、原油乳狀液的性質(zhì)、原油乳狀液的性質(zhì)1）原油乳狀液的物理性質(zhì)）原油乳狀液的物理性質(zhì) （1）原油乳狀液的顏色原油乳狀液的顏色純凈

22、的原油因其組成不同有黃、紅、綠、棕紅、咖啡色等不同顏色之分，純凈的原油因其組成不同有黃、紅、綠、棕紅、咖啡色等不同顏色之分，但對一般重質(zhì)油而言，但對一般重質(zhì)油而言，大多數(shù)外觀呈黑色大多數(shù)外觀呈黑色。（2）密度密度乳狀液水的體積分數(shù)為乳狀液水的體積分數(shù)為，原油和鹽水的密度分別為，原油和鹽水的密度分別為O和和W。=O(1-)+W（3）粘度）粘度（4）原油乳狀液的凝固點）原油乳狀液的凝固點凝固點也隨含水率的上升而有所提高。凝固點也隨含水率的上升而有所提高。（5）原油乳狀液的）原油乳狀液的“老化老化”乳狀液的穩(wěn)定性隨著存放時間的延長而增加的現(xiàn)象稱為乳狀液的乳狀液的穩(wěn)定性隨著存放時間的延長而增加的現(xiàn)象稱

23、為乳狀液的“老化老化”。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術2）原油乳狀液的電學性質(zhì)）原油乳狀液的電學性質(zhì)（1）原油乳狀液的電導及導電性）原油乳狀液的電導及導電性（2）原油乳狀液的介電常數(shù)。）原油乳狀液的介電常數(shù)。（3）原油乳狀液的電泳。）原油乳狀液的電泳。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術4 4、原油脫水原理和方法、原油脫水原理和方法目前，我國大部分油田已經(jīng)進入高含水期，油井采出液也由原來的以目前，我國大部分油田已經(jīng)進入高含水期，油井采出液也由原來的以(W/O)型乳狀液為主變?yōu)橐运托腿闋钜簽橹髯優(yōu)橐运?O/W)型乳狀液為主。型乳狀液為主。脫水方法的研究，

24、也從脫水方法的研究，也從針對針對W/O型乳狀液的破乳問題逐漸過渡到型乳狀液的破乳問題逐漸過渡到O/W型乳狀液破乳問題的研究。型乳狀液破乳問題的研究。破乳過程通常分為三步：破乳過程通常分為三步：凝聚、聚結和沉降。凝聚、聚結和沉降。聚結是脫水過程的關鍵，聚結和沉降分離構成了原油的脫水過程。聚結是脫水過程的關鍵，聚結和沉降分離構成了原油的脫水過程。沉降沉降聚結聚結凝聚凝聚第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術1）重力沉降脫水（沉降分離）重力沉降脫水（沉降分離）多年來，國內(nèi)外已研究了多種原油脫水技術，滿足各種原油不同含水程多年來，國內(nèi)外已研究了多種原油脫水技術，滿足各種原油不同含水程度的脫

25、水要求度的脫水要求 。主要有：。主要有：原理原理原油與水不互溶，密度有差異原油與水不互溶，密度有差異，且有時是，且有時是不穩(wěn)定的乳狀液不穩(wěn)定的乳狀液，甚至是經(jīng)過電法和化學方法處理過的。甚至是經(jīng)過電法和化學方法處理過的。含水原油經(jīng)破乳后，需把原油同游離水、雜質(zhì)等分開。在沉降罐中主要含水原油經(jīng)破乳后，需把原油同游離水、雜質(zhì)等分開。在沉降罐中主要依靠油水密度差產(chǎn)生的下部水層的水洗作用和上部原油中水滴的依靠油水密度差產(chǎn)生的下部水層的水洗作用和上部原油中水滴的沉降作沉降作用使油水分離用使油水分離，此過程在油田常被稱作，此過程在油田常被稱作一段脫水一段脫水。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技

26、術Stocks定律深刻地描述了沉降分離的基本規(guī)律，該定律的數(shù)學表達式為：定律深刻地描述了沉降分離的基本規(guī)律，該定律的數(shù)學表達式為： 9)(r2212gV式中：式中： V水珠沉降速度，水珠沉降速度，cm/s； r水珠半徑，水珠半徑，cm； 1 水的密度，水的密度，kg/L； 2油的密度，油的密度，kg/L； g重力加速度，重力加速度，980cm/s2； 原油的粘度，原油的粘度，100mPas。 第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術提高油水分離速度的方法和措施提高油水分離速度的方法和措施（1）增大水珠粒徑增大水珠粒徑的方法的方法添加化學破乳劑，降低乳狀液的穩(wěn)定性，以進一步實現(xiàn)破乳；添

27、加化學破乳劑，降低乳狀液的穩(wěn)定性，以進一步實現(xiàn)破乳；采用高壓電場處理采用高壓電場處理W/O型乳狀液；利用電磁場對乳狀液進行交變振蕩破乳型乳狀液；利用電磁場對乳狀液進行交變振蕩破乳利用親水憎油固體材料使乳狀液的水珠在其表面潤濕聚結。利用親水憎油固體材料使乳狀液的水珠在其表面潤濕聚結。（2）增大水、油密度差增大水、油密度差的方法的方法向原油乳狀液中摻入輕質(zhì)油，降低原油的密度；向原油乳狀液中摻入輕質(zhì)油，降低原油的密度；選擇合適溫度，使油水密度向著有利于增大密度差的方向變化；選擇合適溫度，使油水密度向著有利于增大密度差的方向變化；在油氣分離過程中降低壓力，使原油中少量的氣泡膨脹，密度降低；向水在油氣分

28、離過程中降低壓力，使原油中少量的氣泡膨脹，密度降低；向水中添加無毒無害物質(zhì)，加大水相密度。中添加無毒無害物質(zhì)，加大水相密度。（3）降低原油粘度降低原油粘度的方法的方法摻入低粘輕質(zhì)油稀釋原油；摻入低粘輕質(zhì)油稀釋原油；加熱以降低原油乳狀液的粘度。加熱以降低原油乳狀液的粘度。（4）提高油水分離速度提高油水分離速度的方法的方法采用離心機進行離心分離。采用離心機進行離心分離。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術2）熱化學脫水）熱化學脫水原理原理加入化學破乳劑，改變界面性質(zhì)，促使相分離。加入化學破乳劑，改變界面性質(zhì)，促使相分離。將原油加熱至一定溫度，乳化原油不穩(wěn)定性增強，聚結分離將原油加熱至

29、一定溫度，乳化原油不穩(wěn)定性增強，聚結分離3）電脫水法）電脫水法原理原理利用利用水是導體，油是絕緣體的特性水是導體，油是絕緣體的特性，將，將W/O型原油乳狀液型原油乳狀液置置于電場中，乳狀液中的水滴在電場作用下發(fā)生變形、聚結而于電場中，乳狀液中的水滴在電場作用下發(fā)生變形、聚結而形成大水滴從油中分離出來。形成大水滴從油中分離出來。在油田，電脫水常作為原油脫水工藝的最后環(huán)節(jié)在油田，電脫水常作為原油脫水工藝的最后環(huán)節(jié)。在。在高強度電場高強度電場作用下，作用下，水包油型乳狀液通過強電場時易發(fā)生電擊穿現(xiàn)象，使脫水器不能正常工作，水包油型乳狀液通過強電場時易發(fā)生電擊穿現(xiàn)象，使脫水器不能正常工作，所以電脫水器

30、只處理低含水的油包水型乳狀液。所以電脫水器只處理低含水的油包水型乳狀液。是對低含水原油徹底脫水是對低含水原油徹底脫水的最好方法。的最好方法。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術電脫水方法具體有電脫水方法具體有偶極聚結偶極聚結 振蕩聚結振蕩聚結 電泳聚結電泳聚結4）油田常用脫水方法工藝）油田常用脫水方法工藝在油田，通常是在加熱的基礎上使用電法和化學法，稱為熱在油田，通常是在加熱的基礎上使用電法和化學法，稱為熱電電化學法?；瘜W法。一般分兩步進行一般分兩步進行 ，先進行，先進行熱化學沉降脫水熱化學沉降脫水，再進行再進行電脫水電脫水。用化學法處理容易脫水的原油乳狀液，用電場處理不很穩(wěn)定的

31、乳狀液，用用化學法處理容易脫水的原油乳狀液，用電場處理不很穩(wěn)定的乳狀液，用電化學法處理頑固的乳狀液。電化學法處理頑固的乳狀液。 第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術原油脫水的工藝流程圖原油脫水的工藝流程圖熱化學脫水工藝流程熱化學脫水工藝流程l油井；2計量站；3油氣分離器；4加熱器；5水封界面調(diào)節(jié)器；6沉降罐；7凈化油緩沖罐；8輸油泵化學破乳劑；油氣水混合物；天然氣；凈化原油；脫出水；熱煤第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術電化學脫水工藝流程電化學脫水工藝流程l油氣分離器；2含水原油緩沖罐；3脫水泵；4加熱爐；5電脫水器；油氣水混合物；化學破乳劑；天然氣；含水原油；凈

32、化原油；脫出水第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術5、影響原油破乳脫水的因素、影響原油破乳脫水的因素影響破乳脫水的因素還有以下幾個方面：影響破乳脫水的因素還有以下幾個方面：1）原油的性質(zhì)、破乳劑性質(zhì)及電場條件。）原油的性質(zhì)、破乳劑性質(zhì)及電場條件。2）水的）水的PH值。值。天然乳化劑的各組分生成膜的能力，在同一條件下，其天然乳化劑的各組分生成膜的能力，在同一條件下，其乳化液的穩(wěn)定性與乳化液的穩(wěn)定性與水的水的 PH值有關。值有關。 pH值能改變油水界面張力。值能改變油水界面張力。3）鹽的含量與種類。）鹽的含量與種類。當水相中含鹽時，水相當水相中含鹽時，水相pH在在69時乳液穩(wěn)定性最小

33、。如果水相中含大量二時乳液穩(wěn)定性最小。如果水相中含大量二價金屬離子，若價金屬離子，若pH8，則會有氫氧化物固體顆粒沉出，它是一個新的乳，則會有氫氧化物固體顆粒沉出，它是一個新的乳化穩(wěn)定劑。同一種鹽濃度越高，使乳狀液穩(wěn)定性降低的程度越大。同價次化穩(wěn)定劑。同一種鹽濃度越高，使乳狀液穩(wěn)定性降低的程度越大。同價次的金屬離子半徑越大，對原油乳狀液穩(wěn)定性影響越小。的金屬離子半徑越大，對原油乳狀液穩(wěn)定性影響越小。鹽含量直接影響水鹽含量直接影響水的比重，加速水粒沉降速度的比重，加速水粒沉降速度。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術4）溫度）溫度 溫度升高會溶解石蠟，降低保護膜的強度。溫度升高會使

34、原油粘度降低，溫度升高會溶解石蠟，降低保護膜的強度。溫度升高會使原油粘度降低，對水珠的聚結和油水的重力沉降分離有利。對水珠的聚結和油水的重力沉降分離有利。5）水量）水量 某種乳化液，有一個合適的乳化水的最大含量，在這個條件下乳液最穩(wěn)某種乳化液，有一個合適的乳化水的最大含量，在這個條件下乳液最穩(wěn)定。曾有人調(diào)節(jié)原油中的水量實現(xiàn)了破乳。定。曾有人調(diào)節(jié)原油中的水量實現(xiàn)了破乳。6）攪拌）攪拌攪拌過快，小水滴分散會進入油相，由于分散過細，會形成穩(wěn)定的乳化液。攪拌過快，小水滴分散會進入油相，由于分散過細，會形成穩(wěn)定的乳化液。如果攪拌過慢，破乳劑得不到充分分散，便不能與乳滴充分的接觸，破乳如果攪拌過慢，破乳劑

35、得不到充分分散，便不能與乳滴充分的接觸，破乳效果不好。效果不好。適當?shù)臄嚢杈褪且鶕?jù)油的性質(zhì)和現(xiàn)場條件，選擇適當?shù)臄嚢杈褪且鶕?jù)油的性質(zhì)和現(xiàn)場條件，選擇合理的加藥點和泵送速合理的加藥點和泵送速度度。一般說來，雷諾數(shù)以。一般說來，雷諾數(shù)以3500為好。為好。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術第三節(jié)第三節(jié) 原油破乳劑及其評價方法原油破乳劑及其評價方法1、原油破乳劑發(fā)展簡況、原油破乳劑發(fā)展簡況第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術2、原油破乳劑的分類、原油破乳劑的分類按相對分子質(zhì)量大小分類：按相對分子質(zhì)量大小分類：1）低分子破乳劑低分子破乳劑：相對分子質(zhì)量：相對分子質(zhì)量3

36、000的情況按紊流考的情況按紊流考慮慮?？偰Σ翍φ承阅Σ翍ν牧鲬偰Σ翍φ承阅Σ翍ν牧鲬Φ诰耪碌诰耪?原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術2）原油減阻劑）原油減阻劑 定義：定義：指在紊流狀態(tài)下，能有效降低原油管輸阻力的化學劑。指在紊流狀態(tài)下，能有效降低原油管輸阻力的化學劑?；瘜W減阻化學減阻指在原油中加入化學劑（原油減阻劑）以使原油在管指在原油中加入化學劑（原油減阻劑）以使原油在管輸過程中的湍流摩擦阻力降低的方法。輸過程中的湍流摩擦阻力降低的方法。減阻劑特點減阻劑特點一般是相對分子質(zhì)量一般是相對分子質(zhì)量不小于不小于106的油溶性聚合物的油溶性聚合物。要求具有優(yōu)良的溶解性、抗剪切性、抗

37、氧化性。要求具有優(yōu)良的溶解性、抗剪切性、抗氧化性。減阻機理減阻機理減阻劑加入到油流中，依靠本身特有的減阻劑加入到油流中，依靠本身特有的粘彈性粘彈性，大分子，大分子鏈順流動方向自然拉伸取向，改變流體質(zhì)點的作用方向和鏈順流動方向自然拉伸取向，改變流體質(zhì)點的作用方向和大小，使一部分做無用功的徑向力轉(zhuǎn)化為順流向的軸向力，大小，使一部分做無用功的徑向力轉(zhuǎn)化為順流向的軸向力，從而減少了無用功的消耗，宏觀上表現(xiàn)出減少了流體的摩從而減少了無用功的消耗，宏觀上表現(xiàn)出減少了流體的摩阻損失，即起到減阻作用。阻損失，即起到減阻作用。第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術（1）常用減阻劑）常用減阻劑(CH2

38、-C)(CH2-C)CH3CH3CH3nnCOOR(CH2-CH)(CHCH)nnCH2CH2CH2(CH2-CH)(CH2-CH)CH3nmnR(CH2-CH2)聚異丁烯 聚甲基丙烯酸酯 聚苯乙烯 聚環(huán)戊烯 聚烯 乙烯-丙烯共聚物 第九章第九章 原油脫水與輸送技術原油脫水與輸送技術（2）減阻劑減阻效率的影響因素）減阻劑減阻效率的影響因素減阻劑減阻性能受流體減阻劑減阻性能受流體流速流速影響，在流體未達到湍流時，沒有明顯的減影響，在流體未達到湍流時，沒有明顯的減阻作用，隨著流體速度的增加達到湍流狀態(tài)，減阻作用才開始顯示，流阻作用，隨著流體速度的增加達到湍流狀態(tài)，減阻作用才開始顯示，流速達到一定值時，減阻效果最佳。減阻劑分子量越大，支鏈越少，可溶速達到一定值時，減阻效果最佳。減阻劑分子量越大，支鏈越少，可溶性越好，其減阻效率也越高。此外，減阻率還和分子量分布、大分子在性越好，其減阻效率也越高。此外，減阻率還和分子量分布、大分子在溶劑中的構象、鏈的結構、強度等一系列因素有關。溶劑中的構象、鏈的結構、強度等一系列因素有關。原油的性質(zhì)原油的性質(zhì)原油粘度和密度越低，紊流條件越易達到，越有利于發(fā)揮原油減阻劑的原油粘度和密度越低，紊流條件越易達到，越有利于發(fā)揮原油減阻劑的作用。原油含水率高，影響減阻劑的溶解，從而影響其減阻效率。作用。原油含水率高，影響減阻劑的溶解，從