蕭振強(qiáng)(遼河油田歡喜嶺采油廠集輸大隊(duì)歡二聯(lián)合站，遼寧 盤錦 124000)

淺析超聲稠油脫水技術(shù)在油田聯(lián)合站中的應(yīng)用

蕭振強(qiáng)(遼河油田歡喜嶺采油廠集輸大隊(duì)歡二聯(lián)合站，遼寧 盤錦 124000)

在油田開采過程中，對稠油及超稠油進(jìn)行脫水處理存在著一定困難，也制約著日常產(chǎn)量。針對這一問題，可通過采取在傳統(tǒng)化學(xué)脫水的同時(shí)，加入超聲波場以提升破乳比例。本文在通過模擬實(shí)驗(yàn)確定制約因素及有效參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用分析超聲稠油脫水技術(shù)能夠帶來的作用及效果，進(jìn)而有效解決稠油超稠油脫水難題。

稠油;脫水技術(shù);超聲波

受含蠟、區(qū)塊等因素影響，稠油、超稠油在遼河油田開采原油中占有著很大比例，且屬性均為重質(zhì)，有著高粘度、高密度、高膠質(zhì)含量的特點(diǎn)。同時(shí)，由于措施有所區(qū)別，形成的原油成分和乳狀結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、液體相對穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致脫水存在困難，加入的脫水藥劑劑量不斷加大，脫水越發(fā)困難。目前常用的化學(xué)沉降脫水法已經(jīng)無法適應(yīng)原油外輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)要求。

1 實(shí)驗(yàn)藥劑及裝置

根據(jù)歡喜嶺采油廠原油開采及脫水實(shí)際，設(shè)計(jì)建造一套類似現(xiàn)場的模擬設(shè)備。所用稠油為實(shí)地取樣油樣，藥劑與當(dāng)前所使用的藥劑類型相同。

2 超聲脫水原理：

超聲波由許多疏密相間的縱向波組成，在運(yùn)用中可通過介質(zhì)向各個(gè)方向傳播，進(jìn)而起到機(jī)械振動(dòng)以及熱作用。通過理論和實(shí)踐可以看出：利用超聲波進(jìn)行脫水的強(qiáng)度應(yīng)在空化閾以下。所以，超聲波脫水運(yùn)用的是其振動(dòng)作用及熱作用。具體原理為：

(1)振動(dòng)作用帶動(dòng)水粒子聚合。在超聲波通過存在水粒子的原油過程中，振動(dòng)作用使水粒子與原油共同振動(dòng)，因水粒子大小不同，振動(dòng)速度相對不同，導(dǎo)致其互相撞擊、聚合，進(jìn)而使水粒子體積不斷增大，最終沉淀分離。

(2)超聲波的振動(dòng)作用能夠促使加入的藥劑、稠油中的蠟、膠質(zhì)等均勻散布，進(jìn)而提升溶解度，能夠更加利于水的沉淀分離。

(3)超聲波的熱作用可以有效降低稠油粘度。一方面，邊緣摩擦可使油水分界溫度不斷升高，利于界膜破裂。另一方面，稠油所吸收的一部分熱能，能夠降低稠油粘度，利于油水的重力沉淀分離。

3 實(shí)際分析

在進(jìn)行超聲稠油脫水實(shí)驗(yàn)中，利用自制的裝置設(shè)備，對超聲波的強(qiáng)度、時(shí)間以及對原油破乳的影響進(jìn)行詳細(xì)測試。

3.1 超聲波強(qiáng)度對脫水及沉淀時(shí)間影響

超聲波強(qiáng)度大小影響著水粒子的聚合速度。強(qiáng)度越大，水粒子振動(dòng)幅度增大，撞擊、聚合速度將得到提高。

超聲波輻照過程中，當(dāng)強(qiáng)度大到一定值后，稠油的脫水率將強(qiáng)度的增大面降低，方能促進(jìn)水粒子聚合加速，使效果更佳。

從實(shí)驗(yàn)中可以看到，隨著強(qiáng)度增加，脫水效率會有所變化。強(qiáng)度過小，沒有破乳效果。而強(qiáng)度過大，聚合后的水會被重新打散，影響脫水效果。因此，最佳強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)在一個(gè)合理的區(qū)間之內(nèi)。而在對沉降時(shí)間的觀察上看出，10小時(shí)過后，脫水率變化近乎沒有，因此沉降時(shí)間應(yīng)為10小時(shí)為佳。

3.2 超聲波輻射時(shí)長對脫水效果的影響

受超聲波作用影響，小水粒子逐步聚合形成大水粒子，再進(jìn)一步聚合，直至形成不受振動(dòng)影響的大小為止。在試驗(yàn)中，我們可以描繪出輻射時(shí)長和脫水效率的曲線。通過觀察發(fā)現(xiàn)：強(qiáng)度相同，輻射時(shí)間不同，稠油破乳脫水效果也不盡相同。而實(shí)踐得出，輻射15分鐘至25分鐘效果相對理想。

3.3 對于稠油脫水的綜合試驗(yàn)

為了再進(jìn)一步證實(shí)試驗(yàn)中所得出的最佳參數(shù)。我們采取動(dòng)態(tài)模擬裝置來替代超聲波試驗(yàn)中的器具，構(gòu)成一組新的裝置，并對之前試驗(yàn)的最佳參數(shù)進(jìn)行了證明。所得到的結(jié)果基本相同，無較大差別。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

結(jié)合試驗(yàn)所得出的結(jié)論，我們將超聲稠油脫水工藝技術(shù)帶到現(xiàn)場進(jìn)行了實(shí)踐，具體結(jié)果如下：

現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過在現(xiàn)場的實(shí)踐可以看出，其結(jié)果與室內(nèi)試驗(yàn)存在著差異。其導(dǎo)致差異的原因大致分為兩種：

一是由于實(shí)地實(shí)踐中的原油相對不穩(wěn)定。實(shí)踐中的原油為稠油、超稠油一定比例的混合液。二超稠油的脫水溫度對脫水效果有著很大影響。

二是超聲波裝置放置位置不同。現(xiàn)場實(shí)踐中，我們將超聲波裝置放置于沉降罐前部，因原油流動(dòng)存留實(shí)踐相對短，導(dǎo)致了超聲波輻射時(shí)間不足，作用發(fā)揮不好。但已可以滿足現(xiàn)場需求。

5 結(jié)語

(1)通過現(xiàn)場應(yīng)用可以證明，利用超聲波進(jìn)行稠油破乳脫水科學(xué)可行。同目前所用的脫水工藝措施相比較，有著脫水效率高、用時(shí)少的優(yōu)勢。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、減少添加藥劑劑量的效果。

(2)利用超聲波技術(shù)進(jìn)行稠油脫水，具有工作穩(wěn)定、控制簡便、耗能低的特點(diǎn)。

(3)通過在聯(lián)合站內(nèi)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用推廣，使得整體外輸油含水量相對之前降低2%，有效提高了原油外輸質(zhì)量及標(biāo)準(zhǔn)。