三元复合驱采出液电脱水技术研究进展

由于三元复合驱采出液的成分复杂,采出液的导电率增大,严重时会发生极间短路现象,致使电脱水器无法正常运行。从三元复合驱采出液电脱水技术难点及原因入手,着重介绍了国内油田科研工作者近年来在高效化学破乳技术研发领域和电脱水器功能技术改造领域针对这一技术难题所做的工作,探讨了三元复合驱采出液电脱水技术的发展方向。     

大庆油田弱碱三元复合驱采出液电脱水性质研究

为确定弱碱三元复合驱采出液处理技术,进行了弱碱三元复合驱采出液电脱水性质研究。利用电导率测定仪、原油智能脱水试验仪、原油介电强度自动测试仪等仪器测定弱碱三元复合驱采出液电导率、含水率、击穿场强。结果表明:弱碱三元复合驱采出液电导率测试值约在4×10~3~2×10~4μs/cm之间;在保证原油含水达标合理的情况下电场强度为1 400~1 700 V/cm,电脱时间为60~90 min;影响击穿场强主要因素是含水量、活性剂含量,其次是温度。     

大庆油田三元复合驱采出液的油水分离特性

采用室内配制的模拟三元 (碱、表面活性剂、聚合物 )复合驱采出液研究了大庆油田三元复合驱采出液的油水分离特性 ,以模拟采出液为介质采用均匀设计方法研制了一种针对大庆油田三元复合驱采出液的破乳剂并测试了该破乳剂对模拟三元复合驱采出液和实际三元复合驱采出液的破乳效果。     

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.     

三元复合驱油井结垢规律技术研究

油井结垢是影响三元复合驱技术应用的主要问题,三元复合驱采出井结垢形态根据油层地质条件的不同而表现出不同的特征。通过研究结垢机理、结垢井的采出液离子变化特征,确定出三元复合驱采出井结垢判定标准,总结了三元复合驱油井结垢规律,这对于开展三元复合驱的采油井提前采取清防垢措施具有很大的指导意义。     

三元复合驱原油脱水系统油水分离效果急剧恶化后的应急化学剂处理措施

针对大庆油田北三东区块石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液处理设施进液的性质受油井酸洗和酸化作业影响发生突变,油水分离难度大幅度上升,造成大量原油随分离采出水进入采出水处理设施,外输脱水油量大幅度下降的问题,通过对突变后采出液处理设施进液性质的研究,确定造成其油水分离特性严重恶化的主要原因为其中含有大量硫化亚铁和碱土金属碳酸盐等具有油水界面活性的纳米尺度固体颗粒,这些微粒吸附在油水界面上形成空间屏障阻碍油珠之间的聚并。通过联合投加可溶解硫化亚铁和碱土金属碳酸盐微粒的硫化物去除型水质稳定剂WS1005B、可抑制碱土金属碳酸盐微粒析出的水质稳定剂WS1003、对O/W型采出液兼有清水和破乳脱水双重作用的油水分离剂SP1013和可抑制电脱水器内油水过渡层的脱水型破乳剂SP1009,改善了三元复合驱采出液处理设施进液的油水分离特性,实现了石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出液的有效油水分离,三相分离器和游离水脱除器放水含油量低于800mg/L,电脱水器出油水含量低于0.5%,分离采出水含油量低于350mg/L。     

二氧化氯氧化降解三元采出液技术研究

三元复合驱采出液由于聚合物、碱、表面活性剂的存在,使采出液的粘度增加,乳化严重,油水分离困难,传统的应用于水驱、聚驱采出液的处理技术不能满足三元复合驱采出液的处理要求。本文研究了ClO2氧化降解三元采出液的效果,并且找出了ClO2的最优反应条件,结果表明,反应温度为45℃,采出液中ClO2浓度40mg·L-1,加酸量为0.5%,反应2h以上,采出液粘度可由16.65mPa·s下降到2.9mPa·s,阴离子表面活性剂浓度可由0.16mg·L-1下降到0.10mg·L-1。处理后的三元采出液的腐蚀率在腐蚀三级标准的范围内。     

三元复合驱采出液处理系统加热炉运行效果的探讨

随着大庆油田三次采油技术的进一步应用,油田采出液携沙量呈现逐渐增多的趋势,特别是三元复合驱为代表的多元复合驱油技术的应用,使得中转站、联合站所处理的采出液中泥沙含量大幅增加,加热炉炉管沉积大量泥沙,使得加热炉效率大大降低,加热炉炉管因过热变形、穿孔等问题严重,如何选择适应的加热炉变得越来越重要。结合大庆油田某试验区三元采出液处理试验站掺水加热炉生产管理中遇到的问题,就三元复合驱加热炉的运行效果进行对比并对存在的一些技术问题进行了探讨研究,为油田大规模推广三元复合驱油技术提供可借鉴的技术和经验。     

强碱三元复合驱新型破乳剂评价研究

三元复合驱技术迅速发展,在矿场试验中取得了较好的增油降水效果,但是采出液中残余的聚合物、碱、表活剂使采出液乳化严重,导致油水分离困难。本文进行三种破乳剂对两口三元井采出液室内破乳评价室验,通过破乳效果分析,筛选出一种适合三元复合驱采出液的破乳剂,并进行了现场实验,取得了较好效果。     

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。     

Deformation and breakup of water droplets containing polymer under a DC electric field

The deformation and breakup behaviors of droplets containing polymer are investigated by high-speed photography to reveal the mechanism of electric field collapse when treating the emulsion containing polymer. The results show the electric field collapse process caused by droplet breakup consists of three steps. First, the droplet containing polymer ejects liquid filament under strong electric field. Second, the liquid filament is continuously stretched until it touches positive and negative electrodes. Finally, the severe Joule heating effect appears because the strong electric current flows through the liquid filament. The release of a large amount of heat causes the formation, expansion, and collapse of bubble, resulting in the fracture of liquid filament and the collapse of electric field. The increase of polymer concentration strengthens the Joule heating effect and enlarges the influence scope of bubble expansion and collapse. These findings provide significant guidance for the stable operation of electric dehydrator.     

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。     

海上油田电脱分离器结构设计研究

作为原油净化处理的关键步骤,电脱分离效果的好坏直接决定原油能否达到深加工或销售的要求。对电脱分离器的机理和结构进行了详细分析,并针对海上油田的特殊工况,提出了设计海上油田电脱分离器时应考虑的因素和设计方法。     

油水乳状液流量对电脱水效率的影响

对电脱水工艺流程分析及流体力学机理探究,通过理论分析以及对其已有研究成果借鉴参考。分析得出油水乳状液流量分别从流态、流变性及停留时间三个方面影响电脱水器效率,并分别探讨其机理,推导出一些理论成果,对生产及后续研究有一定积极作用。     

变截面扭曲椭圆管在冷冻脱水器中的应用

应用于四氟乙烯（TFE）生产工艺的传统单弓形折流板式冷冻脱水器存在换热管径大、裂解气冷量分布不均、脱除的冰晶不能有效在脱水器中停留而随裂解气进入下级以及因折流板原因导致的壳程流动阻力大等缺点。为此本文设计了一种新型冷冻脱水器,与传统冷冻脱水器相比,采用变截面扭曲强化传热管代替光滑圆管,使冷冻脱水器管程流体沿扭曲螺旋线流动,低雷诺数下形成非对称扰流,有效破坏边界层,提高了传热效率;管内TFE裂解气中的水分更快冷冻并在气流离心力作用下迅速甩向管壁,凝结成冰,提高脱水效果;并且壳程改为变空间纵向流动,流动阻力低,节省材料。结合案例监测数据,与传统单弓形折流板式冷冻脱水器进行数据对比,冷冻脱水效果较原换热器提高30%。     

Non-coalescence behavior of neutral droplets suspended in oil under a direct current electric field

The excessive electric field gives rise to droplet non-coalescence and droplet chains in the electric dehydrator, which severely deteriorates oil–water separation efficiency and even leads to short circuit. To reveal the underlying mechanism of droplet non-coalescence, dynamic behavior of two neutral droplets in silicone oil under a direct current electric field is investigated by using high-speed photography. The experimental results show that there exists a critical electric field strength above which two droplets will bounce off after the contact. The critical electric field strength of droplet non-coalescence is affected by the initial separation distance between droplets, the radius of droplet, and the surfactant concentration. Whether the non-coalescence behavior occurs in the electric field is determined by the competition of electric force and capillary force, which dominates the evolution of tiny connection channel.     

原油脱水站油水分离效果的影响因素和改善措施

针对近年来大庆油田部分原油脱水站存在的问题,研究了影响原油脱水站油水分离效果的主要因素,提出了改进破乳剂的性能和投加机制,降低游离水脱除器进液中机械杂质含量等提高原油脱水站油水分离效果的改善措施。对采出液处理中应用的破乳剂配方及其加药点设置,沉降罐上部污油回收处理工艺进行了改进。在实际应用中显著改善了大庆油田采出液的油水分离效果,电脱水器运行稳定性显著提高,出矿净化原油水含量低于0.3%的控制指标,沉降罐上部油层厚度可控制在0.3m以下,聚驱沉降罐和水驱沉降罐放水含油量可分别降低到500mg/L和300mg/L的控制指标以下。     

新型静电聚结器中水滴聚结特性研究

传统电脱水器采用裸电极,含水率较高时在高强电场作用下容易发生击穿现象,今设计了包覆绝缘层的高压电极并加工了新型静电聚结器,可有效避免击穿现象的发生。采用水/原油乳状液为实验介质,并利用显微高速摄像系统结合图像处理技术对水滴的聚结规律进行了观察和分析,探索了电场强度、流量、含水率等因素对水滴聚结特性的影响。结果表明:包覆绝缘层的高压电极可有效防止电击穿现象的发生,增加电场强度有助于油水分离,但高于临界场强后容易导致液滴破碎;含水率为10%、20%、30%时,最优电场强度不同,分别是372、320和204 kV m 1;含水率10%和30%乳化物液滴粒径增大倍数明显大于含水率20%的工况;电场作用时间影响液滴聚结效果,高强电场在低流量下具有很显著的作用;随着流量的增加电场作用降低,但高强电场在高流量下依然使液滴粒径明显增大。