石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出水的显微结构和油水分离特性

大庆油田北二西试验区石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱现场试验中暴露出采出水沉降和过滤除油效果差,过滤后回注采出水含油量严重超标的问题。为确定该试验区三元复合驱采出水中O/W型原油乳状液的主要稳定机制,采用显微观测、光散射、重力沉降、离心沉降和膜过滤等试验手段对该试验区综合采出水和4口典型油井采出水进行了结构和油水分离特性测试,确定该试验区综合三元复合驱采出水中含有约40mg/L粒径为0.08~1μm的亚微米油滴,这些油滴粒径小,聚并和浮升能力差,难以通过沉降和过滤工艺有效去除,是造成该试验区三元复合驱采出水除油困难的主要原因;北二西试验区三元复合驱采出水中亚微米尺度油滴的主要来源为注入液与油藏中原油接触形成的增溶有原油的膨胀胶束,在采油、集油和采出液处理过程中当混合流体水相中表面活性剂浓度降低到临界胶束浓度(cmc)以下时,膨胀胶束发生崩溃,释放出其中增溶的原油,形成粒径细小的油滴。     

弱碱三元复合体系提高采收率效果评价

大庆油田目前已经进入高含水阶段,但油藏中仍残留大量原油,因此针对大庆油田目前的开采状况,为提高大庆油田非主力油层实施弱碱三元复合体系驱油效果,进行室内模拟驱油实验,得到不同注入时段和不同表面活性剂浓度、聚合物浓度的驱油效果。通过实验可得:水驱转注为弱碱三元复合体系的时间越提前,采收率越高;主段塞内注入聚合物和表面活性剂的体积越大,采收率越大;在水驱基础上,采用Mr(相对分子质量)为800×10~4抗盐聚合物和Mr(相对分子质量)为1 500×10~4聚合物的三元复合体系在水驱基础上化学驱采出程度均大于22%。     

驱油方式对采出液破乳效果的影响

通过室内模拟试验评价了驱油方式对采出液化学破乳效果的影响.水驱、聚合物驱和三元复合驱采出液化学破乳效果之间存在明显差异,聚合物驱和三元复合驱采出液的热化学脱水效果好于水驱采出液,三元复合驱采出液破乳后的水相残余乳化油量大于水驱和聚合物驱采出液;三元复合驱工业化应用后,如果直接沿用已建水驱和聚合物驱采出液游离水脱除装置处理三元复合驱采出液,那么将使游离水脱除器放水的含油量大幅度上升,所以必须研制适应三元复合驱采出液,特别是弱碱体系三元复合驱采出液的高效破乳剂.     

弱碱三元复合驱采出液特性及处理技术研究

三元复合驱作为我国各大油田的主要增产促产开发技术,始终存在一定的缺陷。通过实验研究了弱碱三元复合驱采出液乳化程度及油水分离等相关特性,结合Zeta PALS电位仪、激光粒度仪测定了采出液扩散双电层电位及悬浮固体粒径,并进行了不同实验条件下的破乳剂优选。实验结果显示:弱碱三元复合驱采出液的脱水难度大于水驱,因为其乳化严重且分散度高;相比于强碱三元复合驱采出液,其采出液的电位绝对值降低,基本位于30～50 mV之间;随着采出液温度的增加,悬浮杂质及油珠粒径增加。     

高剪切流场和含水率对驱油剂产出高峰期三元复合驱采出液油水分离特性的影响(二)

以大庆油田北一区二排区块现场三元复合驱采出液为介质,研究了采出液含水率和离心泵中的高剪切流场对石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液油水分离特性的影响及其影响机制.驱油剂产出高峰期三元复合驱采出液的最主要特征为含水率和驱油剂含量高,油水界面张力低,油水乳化程度高,在离心泵等高剪切湍流场内易发生二次乳化而油水分离难度显著增大.水包油(O/W)型三元复合驱采出液的油水分离难度随其含水率增大而增大.含水率大于等于93.7％的高表面活性剂含量石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液单位体积内的油滴数量少,油滴间发生相互碰撞和接触的机会少,加上油滴在Marangoni效应作用下聚并缓慢,其在上浮进入三相分离器和游离水脱除器油水界面下方的油珠聚集体之前难以充分聚并,粒径过小,使得油珠聚并后被圈闭在油连续相中的水滴粒径过小,所形成的油包水(W/O)型原油乳状液中含有大量直径小于4μm的细小水滴,这些细小的水滴受Brown运动影响严重,沉降和聚并困难,造成驱油剂产出高峰期三元复合驱采出液脱水达标困难.离心泵对含水率小于60％的三元复合驱采出液总体上有显著的二次乳化作用,使其油水分离特性变差,而对含水率为77.3％的三元复合驱采出液的油水分离特性则没有显著的不利影响.离心泵对三元复合驱采出液的乳化机理为离心泵内存在高强度的湍流场,其中尺寸与分散相液滴相近的漩涡与液滴发生碰撞而使后者发生破裂,粒径变小,其影响程度随油水界面张力和分散相体积分数下降而增大.转油放水站外输液为含水率为60％～80％的O/W型乳状液时其后续脱水难度较低.     

大庆油田弱碱三元复合驱采出液特性实验

与NaOH为碱剂的强碱驱油体系相比,Na_2CO_3为碱剂的弱碱三元驱采出液,腐蚀性小、结垢轻,对油藏伤害小,目前在大庆油田已有应用。现利用界面流变仪测定采出液界面强度;激光粒度分布仪测定采出污水中悬浮固体粒径以及油珠粒径分布;实验发现弱碱三元复合驱采出液的界面粘度在0.012MPa·s以内;污水中悬浮固体粒径以及油珠粒径随着温度升高而增大。     

聚合物驱和三元复合驱采出水流变性和采出液稳定性研究

通过室内实验 ,研究了聚合物驱和三元复合驱采出水流变性及采出液的稳定性。实验结果表明 ,水相流变性对聚合物驱和三元复合驱采出水和采出液的稳定性有显著影响。聚合物对O/W型原油乳状液的稳定作用 ,主要是通过增强原油乳状液水相的流变性 (如视粘度、弹性模量和屈服值 )来实现的     

油水分离剂在石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液和采出水处理中的应用

大庆油田北二西试验区石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液和采出水中含有大量难以浮升和聚并的微米和亚微米尺度油滴,造成该试验区三元复合驱采出水沉降和过滤除油效果差,过滤后回注采出水含油量严重超标。为解决北二西试验区三元复合驱采出水除油困难的问题,研制了可促进小油滴与大油滴之间聚并的非离子型油水分离剂SP1013。通过在北二西试验区地面回掺热水中投加SP1013,在集油管道中利用SP1013的聚并作用和流场中的油滴碰撞机会实现大油滴对小油滴的捕获和兼并,在保障三元复合驱采出液油水分离效果的前提下,显著改善了采出水的油水分离特性。北二西试验区三元复合驱采出液水相表活剂含量为56~60mg/L、聚合物含量为1168~1264mg/L、pH值为8.2~8.6,按试验区产液量计的油水分离剂SP1013加药量为70mg/L的条件下,处理后回注采出水含油量可降低到20mg/L的含聚合物采出水回注高渗透率油藏的含油量控制指标以下。     

高剪切流场和含水率对驱油剂产出高峰期三元复合驱采出液油水分离特性的影响(一)

以大庆油田北一区二排区块现场三元复合驱采出液为介质,研究了采出液含水率和离心泵中的高剪切流场对石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液油水分离特性的影响及其影响机制.驱油剂产出高峰期三元复合驱采出液的最主要特征为含水率和驱油剂含量高,油水界面张力低,油水乳化程度高,在离心泵等高剪切湍流场内易发生二次乳化而油水分离难...     

热化学破乳对弱碱三元复合驱乳状液破乳效果影响研究

弱碱三元复合驱采出液乳化严重,油水分离的速度及程度,影响其经济效益.采用恒温静沉分离、多重光散射仪、脱水率等手段,研究了加热条件下清水型、聚醚型、多乙烯多胺型破乳剂对大庆油田某弱碱三元复合驱乳状液的破乳效果.结果 表明,在加热条件下,3类破乳剂对弱碱三元复合驱均有不同程度的破乳效果,3类破乳剂中100#(聚醚型)破乳剂的破乳脱水速率较快.温度越高,破乳速率越高,乳状液的分离效果越好,温度升高至55℃时,出现极值温度点,乳状液的破乳效果最好,温度继续升高,乳状液反而出现乳化现象.10#聚醚型破乳剂在10mg· L-1油相、水相具有良好的破乳效果,适合大庆油田某区块弱碱三元复合驱采出液破乳.     

LD5-2原油油水分离研究

以LD5-2海上稠油为研究对象,研究了该油田在开采过程中存在的油水分离问题。通过分析LD5-2采出液及原油性质,探讨了稠油油水分离动力,并考察了温度、电压等参数对油水分离工艺的影响。研究结果表明:LD5-2原油具有特稠油的性质,粘度高、常温难以流动,同时又具有较小的油水密度差,造成油水分离困难;通过优化,在温度130℃、破乳剂A1用量400μg·g~(-1)、电压1 200 V、停留时间45 min条件下原油脱后含水可满足5%的外输要求;油水分离温度、电压及破乳剂对LD5-2脱水效果影响较大;40%含水的采出液粘度存在突增现象,应予以重视。     

脉冲电场强度及频率对乳化液脱水的影响

为提高油田原油脱水处理效率,保证脱水电场的稳定性,满足陆上及海上石油处理设备紧凑、高效的技术要求,开展了脉冲电场下电场强度和频率对乳化液脱水效果影响的研究;通过水滴伸缩模型的建立,分析了水滴在电场作用下的受力情况,推导得出水滴形变量与电场强度的关系式;建立水滴振动动力学模型,分析水滴振动时的受力情况,得出水滴共振时外施电场频率的表达式,从理论上给出了最佳脱水频率的选择方法.研究结果表明,乳化液脱水过程中存在最佳脱水电场强度和最佳脱水频率.随着外施电场强度增加,脱水率逐渐升高,当外施电场强度超过水滴临界破裂电场强度时,脱水率有所下降,且脱水电场不稳定;当外施电场频率使水滴达到共振时,水滴振幅最大、脱水效果最好.     

双电场电脱水器脱水技术研究

通过静态实验分析双电场电脱水工艺下温度、电场强度、组合不同电场各自停留时间对原油脱水效果的影响规律,根据静态实验结果确定不同电场的极板布置并优化各项操作条件。设计制造双电场电脱水器,在动态试验装置上对静态实验结果进行验证。实验结果表明,在电压4 500 V、温度90℃、双电场停留时间分配各为15 min时,该脱水器对含水70%和80%原油乳化液脱后含水率分别为0.44%和0.38%,通过一级分离即可满足原油脱后含水小于0.5%的外输指标,脱水效果非常理想。     

流花油田老化油高频/高压脉冲交流电场破乳脱水研究

在测定老化油乳化液粘度-温度曲线、含水率反相点曲线的基础上,采用静态静电聚结破乳实验装置研究了油水反相特性对电场破乳脱水效果的影响,使用自主搭建的动态破乳脱水特性快速评价装置研究了高频/高压脉冲交流电场下电场强度和频率对老化油乳化液破乳脱水效果的影响. 结果表明,流花油田老化油反相点含水率约为40%,油水反相过程中乳化液粘度增加,电场破乳脱水难度增大;老化油乳化液含水率为30%时,最优电场强度1.25 kV/cm、电场频率2.5 kHz下破乳后的离心脱水率为97.8%,远高于工频电场下的离心脱水率(4.2%),高频/高压电场破乳比工频/高压电场破乳优势明显.     

酸渣脱水的工艺研究

以辽河油田某炼厂酸渣为原料,对其进行中和之后的渣油进行电脱水工艺研究,考察破乳剂的类型、破乳剂加剂量、沉降时间、电场强度及沉降温度等因素对渣油脱水效果的影响.结果表明,适宜的操作条件为:破乳剂加剂量200～250μg/g,沉降温度90～95℃,强电场强度(AC)700～900 V/cm,沉降时间30～40 min;在此...     

水包油型聚合物驱采出液破乳剂的研究及其应用

针对水包油型聚合物驱采出液破乳难度大、油水分离困难等问题,研究出了新型破乳剂,并进行了现场试验。结果表明:在游离水脱除器进液中投加11mg/L新研制的破乳剂,经原油脱水工艺处理后,脱水原油含水率均小于0.30%,分离采出水中油的质量浓度不超过500mg/L,达到了脱水后油中含水及水中含油指标的要求。1座处理规模为3×104m3/d的联合站使用新型破乳剂,每年可节省破乳剂费用23万元。     

Combined removal experiment of multiple impurities from W/O emulsions under high frequency pulsed electric field: Study on laws of desalination,decalcification, and deacidification

Electrocoalescence is widely used to dehydrate crude oil, but impurities in crude oil are extremely complex, which greatly weaken the effect of dehydration. To understand the coupling law of various impurities, a static demulsification experiment was conducted under a high frequency and high voltage pulsed electric field to investigate the effects of electric field parameters (voltage, frequency, pulse width ratio), emulsification strength, electrocoalescence time, water content, acid value, injection alkali ratio, calcium content, decalcification agent concentration and removal process on desalination, decalcification, and deacidification. The results showed that the desalination and decalcification rates varied synchronously with the electric field parameters and water content. Additionally, the desalination and decalcification rates decreased with the emulsification strength, alkali injection ratio, acid value, and calcium content. Further, they increased first and then decreased with decalcifier concentration. The deacidification rate did not vary with the electric field parameters, but it strengthened with the water content and alkali injection ratio. Conversely, it decreased with the acid value, calcium content, and decalcifier concentration. Additionally, it increased first and then decreased with the emulsification intensity. The best removal procedure is deacidification followed by decalcification. These findings are helpful to achieve the combined removal of various impurities in crude oil.     

电脱水技术在氢化苯乙烯/异戊二烯共聚物胶乳脱水中的应用

考察了电脱水温度及压力、乳胶上升速率、电场强度对氢化苯乙烯/异戊二烯共聚物（SEPS）胶乳脱水效果的影响。结果表明,SEPS胶乳电脱水的最佳条件为:操作温度75～85 ℃,胶乳上升速率2 cm/min,电场强度800～1 000 V/cm。经电脱水技术脱水的SEPS胶乳含水质量分数小于1.5%。     

Pulsed Electric Field Pretreatment for Osmotic Dehydration of Apple Tissue: Experimental and Mathematical Modeling Studies

The aim of this study was to analyze the influence of pulsed electric field pretreatment (PEF) on the osmotic dehydration of apple tissue. Osmotic dehydration was carried out in sucrose solution at 40°C and 100 rpm in a water-bath shaker. PEF pretreatment was performed using varying field strength of 5 and 10 kV/cm and 10 and 50 pulses. On the basis of electric conductivity measurement, the cell disintegration index was calculated. The course of osmotic dehydration was described by means of water loss, solid gain, weight reduction, and water content changes. Moreover, the course of the process was described by different mathematical models that are commonly used in the literature. PEF application before osmotic dehydration significantly increased water loss after 60 minutes of the process. In turn, no significant differences were found in the case of solid gain. The highest osmotic dehydration efficiency ratio (WL/SG) was noticed for samples treated by PEF at the electric field strength of 5 kV/cm and 10 pulses. The statistical analysis of mathematical modeling of the process showed the equations utilized generally exhibit a good fit to the experimental data.     

低凝重质原油电脱盐影响因素及操作工艺参数分析

针对辽河低凝重质原油具有黏度大、密度高、酸值高、胶质沥青质含量高等特点,根据多年来加工辽河低凝油运行电脱盐设备的生产实践经验,对原油电脱盐的影响因素和操作工艺参数进行分析总结,结果表明:原油密度为911.1~965.9 kg/m3、混合阀适宜压差为30~80 Pa、水溶性破乳剂用量为8~10μg/g、温度为135~140℃、压力控制在0.8~1.2 MPa、注水量取5%(体积分数)、电场强度为700~1000 V/cm、停留时间为2~3 min符合加工辽河低凝原油电脱盐技术标准要求。