原油脱水影响因素分析

【摘要】本文介绍了原油中水的存在形式、危害，阐述了原油乳状液的生成、稳定性及其破乳、脱水机理。同时通过分析联合站原油破乳数据，分析了温度、加药浓度、及加药方式对原油破乳的影响。

【关键词】原油 低温 脱水 加药 破乳剂

1 乳状液的破乳机理1.1 加热破乳机理

对于原油乳状液，提高温度，一方面可以增加乳化剂的溶解度，从而降低它在界面上的吸附量，削弱了保护膜；另一方面，升温可以降低外相的粘度，增加了分子的热运动，从而有利于液珠的聚结；此外，温度升高，使油水界面的张力降低，水滴受热膨胀，使乳化液膜减弱，有利于破乳和聚结，所以升温有利于破乳。

1.2 破乳剂破乳机理

破乳剂加入后向油水界面扩散，由于破乳剂的界面活性高于原油中成膜物质的界面活性，能在油水界面上吸附或部分置换界面上吸附的天然乳化剂，并且与原油中的成膜物质形成具有比原来界面膜强度更低的混合膜，导致界面膜破坏，将膜内包裹的水释放出来，水滴互相聚结形成大水滴沉降到底部，油水两相发生分离，达到破乳目的。

2 脱水

原油脱水前，应尽可能脱出原油内析出的溶解气，否则气体的析出和在原油内上浮、以及气泡还经常吸附水滴将严重干扰水滴的沉降，降低脱水质量。故此，姬三联合站进油80%来自增压点，增压点内一般设有缓冲罐以及气液分离器设备，达到对油品中融解气分离的作用，如此便有利于联合站内实施更好的破乳以及脱水，所以加强增压点站内缓冲罐应用有利于联合站站内脱水。

原油和水两相的密度差是油水分离的推动力，而分散介质的粘度则是阻力，油和水这两个互不相溶的液体的沉降分离，基本上符合球形粒子在静止液体中自由沉降的斯托克斯定律，即

3 热化学脱水工艺流程

热化学脱水工艺有开式和闭式流程。主要加药方式有一下几种：

（1）井口加药、管道破乳、大罐沉降脱水工艺。

井口加药有三大好处。第一，充分发挥药剂破乳效能；第二，起一定程度的减阻降粘作用，降低井口回压；第三，起一定程度的防蜡降凝效果。实践证明，井口加药之后，可以阻止“W/O”型乳化液的继续形成。

（2）大站加药，管道破乳，一次大罐沉降，二次电化学脱水工艺。

（3）小站加药、管道破乳，压力沉降。该流程适用于不含砂原油，在各大油田应用比较普遍。其特点是密闭，可明显降低油气损耗。在实际应用中大大提高了破乳效果，且降低了成本。

4 化学破乳的影响因素

4.1 破乳剂加药量

通过对姬三联合站2011年第一季度原油化验日报的分析数据筛选分析，以及浓度调节实验可得到图1所示曲线图，由该图可以看出，随着破乳剂浓度的上升，原油破乳效果逐渐好转，且125ppm为最佳浓度，随着浓度继续增加，破乳效果没有进一步变化。目前采油九厂采用“端点加药，管道破乳”的运行模式，在破乳剂加药过程中应以上游站点（增压点、接转站）为主体，联合站加药为次要手段，两部分加药浓度之和控制在125ppm，破乳效果为最佳。

4.2 温度

破乳剂与水或油的作用随温度升高而削弱，在最佳温度下出现最大脱水率。温度对原油破乳有非常明显的效果，随着温度的上升，原油破乳效果越来越好，当温度达到45℃时，破乳效果最佳。当温度继续上升时，含水趋于稳定，破乳效果趋于稳定。

4.3 无机盐

离子浓度升高时，非烃类化合物在界面的吸附量和界面粘度降低，油滴和水滴都易分离而引起破乳，使油相增比体积的稳定值趋0，而且加入NaCl后聚合的原油相中很少含水。环烷烃基质的非洲原油，在破乳剂浓度100mg/L，NaCl浓度5%时，脱水率最大，表明存在与最大脱水率对应的最佳无机盐浓度。

5 结论

结合采油九厂各个联合站运行数据，对原油破乳机理、原油破乳影响因素及热化学脱水工艺进行了分析，分析结果显示，破乳剂加药浓度，破乳剂反应温度及破乳剂的加药方式都对破乳剂的破乳效果有明显影响，通过数据分析可得以下结论：

（1）原油破乳剂浓度应该控制在125ppm左右，在此浓度下，三相分离器内破乳效果最佳；

（2）三相分离器温度控制在45℃为佳，且温度的变化对原油破乳效果较明显，所以日常运行中需严格控制温度；

（3）采用增压点加药方式效果远好于联合站加药，主要体现在三相分离器油室出口含水，采用增压点加药方式较联合站加药油品含水水平下降40%。

参考文献

[1] 张健.乳化原油的化学破乳作用[J].油田化学 ，2005，23（3）

[2] 胡同亮.原油脱盐脱水研究进展[J].抚顺石油学院学报，2003，23

[3] 余大民.原油脱水工艺的合理组合[J].石油规划设计，1997，2（43）

作者简介

赵彪，1985年1月出生，2009年毕业于中国石油大学（北京），油气储运工程专业，现为采油九厂技术干部。