注水井反吐液对原油脱水的影响

摘 要：针对2012年度新木采油厂原油脱水系统运行过程中存在的含水超标问题，而水井反吐液回系统，是打破系统平衡状态的主要因素。清楚注水井反吐液对原油热化学沉降脱水的影响机理以及如何减小或避免水井反吐液对脱水系统平稳运行造成的危害，是目前我厂面临的主要问题。

关键词：脱水工艺；反吐液；原油脱水；离心

1 新木采油厂原油脱水工艺原理

新木采油厂采用的是热化学沉降的原油脱水工艺，整个脱水工艺分三个过程：

1.1 化学破乳

主要是在原油当中加入一定量的破乳剂，利用破乳剂的表面活性，削弱油水界面膜的机械强度，破坏界面膜，促使内向水滴碰撞聚合沉降使油水分离。

1.2 原油的加热

加热是原油脱水过程中一种有效的辅助手段，原油乳状液是热力学不稳定体系，要破坏原油乳状液一般要从四个方面入手：①原油加温后，对原油当中原有的乳化剂（胶质、石蜡、沥青）等溶解度加大，从而削弱油水界面膜的机械强度；②降低原油的黏度；③增加油水比重差；④有利于破乳剂分散到油水界面膜上去，提高化学破乳效果。

2 乳状液形成机理

加热加药最终目就是针对油水乳状液进行破乳，而破乳的关键针对不同种类的乳化剂采用不同的药剂不同的破乳方法。

2.1 形成乳化液必须具备的条件：

①两种不相溶的介质；②有强烈的搅动，使一种液滴分散与另一种液体中；③必须有乳化剂的存在。

2.2 乳化剂种类：

①石油当中的天然乳化剂；②强化采油过程当中的化学药剂；③颗粒状固体乳化剂。

3 注水井反吐液

注水井反吐是水井为近井解堵而采取的一种常规的反冲洗手段，也是钻井前降低局部地层压力的主要方法。反吐液主要是注入水及水井周围地层中原油和大量的地层堵塞物（机械杂质）等组成。反吐液中携带的颗粒状物质（机杂）主要来源于：原油储存的地层由于压力和液流冲击造成地层颗粒状物质的脱落、原油集输系统长期运行产生的垢类物质、落地油回收过程中携带的土壤颗粒、三次采油形成的乳化液颗粒等组成。自2012年年初以来，新木采油厂在钻井过程中需要利用注水井反吐以降低地层压力。由于不环保等原因，水井反吐液都进入到生产系统当中，使采油队来液的性质发生变化，乳化剂的种类发生了变化，使原油乳化程度加深，破乳沉降的难度增大，整个脱水系统无法正常运行，外输含水长期超标。

4 反吐液中机械杂质（固体乳化剂）的特性及影响原油脱水机理

根据相关资料和现场实验，大多数的颗粒状物质密度都略大于水的密度。也就是说单纯的机械杂质是可以在水中依靠重度差下落到沉降罐罐底的，对沉降罐的油水分离不产生太大的影响。但由于颗粒状物质会与油滴黏着在一起，进入到油水乳状液当中，并且长时间与油水乳状液共同在集输系统内部运行，随着液体流速与流向的不断变化，给颗粒物质创造更多的与乳化液碰撞的机会，使颗粒物质进入到油水界面膜当中的数量会越来越多，这些颗粒状固体物质，就像混凝土当中砂粒河卵石一样，大大地提高油水界面膜的强度，乳化液乳化程度也越来越严重。另外，当这些含有大量机杂的油水混合液进入到沉降罐当中时，大部分机杂都个不是单独的个体，而是与乳化后的油滴共同存在的形式出现的。导致进入到沉降罐的油滴密度与正常纯净的原油相比发生了很大的变化。由于机杂吸附油滴数量与乳化的程度不同，这些油滴与机杂所形成的混合物颗粒的密度与沉降罐当中水的密度相比可归纳为二种情况。①当ρ混<ρ水时，这些机杂随着油滴，在浮力的作用下上浮到沉降罐上部进入到原油脱水系统当中，由于这些机械杂质本身都带有负电性，会主动吸附在油水界面膜上，可使乳化液颗粒带电，导致常用的非离子型破乳剂对其作用不大，另外固体颗粒在界面膜中的存在大大的增强了乳化膜强度，使乳化膜不易破裂，阻碍了水滴聚结沉降；②当ρ混≈ρ水时，这些机杂与油滴的混合物在沉降罐当中处于悬浮状态，使沉降罐油水过渡层变厚。阻碍水相区域的油滴并入油相空间。同时由于密度差过小也影响水层中油滴的上浮速度，部分油滴被污水携带，造成污水含油超标；③当ρ混>ρ水时，这些吸附有较小油滴的颗粒会逐渐下沉，在下沉的过程中，大部分的带油机杂会随着水流进入到污水处理系统，使污水中含油超标，机械杂质超标，加大了污水处理成本，并直接造成部分原油的流失。

5 如何應对反吐液对原油脱水系统正常运行的影响

①对注水井反吐液进行及时取样，监测好机杂含量，当含量超过5%时进行单独收集，集中预沉降处理。尽量减少进入脱水系统的机杂含量；②及时监测站外来液变化，分析机杂含量，当机杂含量上升时，提前预锱沉降罐底部空间；③对热沉降罐底部水相区域及油水过度层物质进行监测，水相中颗粒物质过多且含油量较少时及时将其外排到排污池当中，油水过渡层变厚时，及时回抽至老化油处理系统。减少该物质对系统正常运行的干扰；④对注水反吐要统一协调调度，防止集中大量进行反吐。

6 小结

国际上比较常用也是非常有效的手段是用离心方法处理，利用离心机产生离心力，将颗粒物质与油水混合物分离开来，清除出系统之外。离心方法对原油的损失少，可以减少药剂的用量，由于颗粒物质的减少还可以延长清罐周期，也大大地减少由于清罐造成的原油损失。这种方法无论是从原理上还是从相关使用资料上看，是确实可行的。

作者简介：

田大志（1974- ），男，中国石油吉林油田分公司新木采油厂，高级技师，从事油田集输工作。