含氣量對火驅采出液脫水影響規律研究＊

陳磊

（中國石油大學（北京））

含氣量對火驅采出液脫水影響規律研究＊

陳磊

（中國石油大學（北京））

考察含氣量對脫水效果的影響，重點研究油水在沉降罐分離過程中，氣體上浮對于水滴聚結沉降的影響。文章分別在有無破乳劑的條件下進行了研究，明確了含氣量對火驅采出液的影響規律。實驗結果表明：在不加破乳劑的情況下，少量氣體對脫水基本沒有影響，當含氣量較大時，大量氣體上浮會干擾乳狀液的絮凝過程，使脫水效果變差；而在加入破乳劑的情況下，由于破乳劑對脫水的促進作用，使得含氣量的變化對熱化學脫水影響不大。

含氣量；火驅采出液；脫水；破乳劑；熱化學

0 引 言

隨著我國部分稠油區塊進入開采的中后期，油藏開發面臨地層壓力低，經濟效益差等嚴峻問題，傳統的蒸汽吞吐開采方式已經不能滿足生產要求，火燒油層作為最早開展的熱采技術之一，可以有效的提高采收率［1-4］，得到越來越廣泛的應用。

與此同時，火驅開采需要向地層注入一定的空氣，并在地層點火，因此相比于其他開采方式，火驅產出氣組分會有很大的不同。何繼平等［5］研究表明，火驅采出液夾帶著較高的氣體和溶解氣，而采出液在沉降罐內脫水的過程中，氣體的存在勢必會對水滴聚結沉降產生一定的影響，而目前，氣體對火驅采出液脫水效果的影響一直未引起重視，為此本文研究了含氣對采出液沉降脫水的影響規律，為火驅稠油的脫水研究提供技術支撐。

1 實 驗

1.1 試劑及儀器

實驗所用油品均來自某油田同一井口采出液，開采方式為火燒油層，綜合含水率在90%以上。采出液經脫水后得到純油和礦化水。純油密度約為954kg／m3（20℃），50℃黏度為1572mPa·s。根據室內總結的制備條件配制與現場采出液乳化程度相當的模擬乳狀液。

實驗儀器：IKAIT18型和IKARW20型攪拌器，HK-3090PM泡沫特性發生儀，DTS-4C型石油密閉脫水儀，SC-15型超級恒溫槽。

1.2 實驗方法

模擬乳狀液的制備

本實驗的制備條件根據反演法［6-7］確定，將油水混合物按質量比3∶2一次性混合（總質量為100g），并置于SC-15型超級恒溫槽中恒溫30min，進而用IKARW20型攪拌器進行充分攪拌15min。本實驗所用乳狀液均按上述方法制備。

◆鼓氣

為了研究不同含氣量下氣體的存在對脫水的影響，需對模擬乳狀液充入不同的氣體量，由于乳狀液長時間存放會發生水滴的聚結沉降現象，為此本實驗選擇耗時較短的鼓氣法向乳狀液鼓入氣體，用以模擬現場采出液夾帶的氣體及溶解氣。鼓氣所用實驗儀器為HK-3090PM泡沫特性發生儀。

2 實驗結果與討論

2.1 無破乳劑下含氣對脫水的影響規律

按照上述方法制備模擬乳狀液3份，分別裝入型號相同的容器中，記為1＃，2＃和3＃，通過改變鼓氣裝置的流量調節閥向2＃，3＃容器底部通入不同含量的氣體，其中1＃容器作為參考樣不通入氣體，2＃和3＃容器通入的氣體量與乳狀液量之比分別為10和20，此外，3個樣品內均未加入破乳劑。

在90℃水浴下，觀察含氣量不同的各樣品脫水量隨時間的變化情況，實驗結果如圖1所示。

經過7h的實驗，乳狀液通過加熱方式脫水，已達到平衡狀態，實驗表明，氣液比小于10的情況下，氣體的存在對脫水基本沒有影響，而當氣液比超過20時，乳狀液脫水量減少，脫水效果變差，氣體的存在對脫水有一定的抑制作用。

圖1 各樣品脫水量隨時間的變化曲線

圖2 加破乳劑后脫水量隨時間變化曲線

W／O乳狀液中油為外相，外相原油黏度遠大于分散相水的黏度，因此，在含氣量較小的情況下，乳狀液中的氣體在上浮的過程中會黏附一定量的原油，基本不會攜帶水滴向上運動，因此乳狀液含氣量較少時，氣體的存在對脫水基本沒有影響。而當含氣量較大時乳狀液脫水效果會變差，這是因為乳狀液破乳過程中水滴的絮凝是可逆過程，分散相水滴通過分子間的作用力聚集成松散的絮凝團，但在絮凝團中的水滴仍單獨存在，若乳狀液中氣泡含量較多，則大量的氣泡在上浮的過程中勢必產生一定的擾動力，而這些擾動可使絮凝團重新分散，因此乳狀液中含氣量較大時，氣體的存在會影響脫水效果。

2.2 加破乳劑下含氣對脫水的影響規律

在上述實驗的基礎上作進一步的研究，考察加劑情況下含氣量對脫水的影響，首先在相同配制條件下制備模擬乳狀液2份（各100mg），記為4＃和5＃，各加破乳劑100mg／L，并用IKAT18高速攪拌器進行均勻攪拌，使破乳劑與乳狀液均勻混合，其中4＃容器作為參考樣不通入空氣，5＃容器通入的氣體量與乳狀液量之比為20，觀察2個容器在90℃水浴中脫水效果隨時間的變化情況，具體的實驗結果如圖2所示。

經過11h的實驗，乳狀液通過熱化學方式脫水，已達到穩定狀態，實驗表明，加入破乳劑后4＃和5＃樣品脫水效果都有很大的改善，最終的脫水效果基本相同。

通過上述兩個實驗可以看出，一方面含氣量較大會對脫水產生抑制作用，另一方面破乳劑的存在會對脫水有一定的促進作用，而兩者作用的結果使得4＃和5＃樣品最終的脫水效果相同，由此可知，破乳劑對脫水的促進作用要大于含氣對脫水的抑制作用。

3 結 論

在不加破乳劑的情況下，當乳狀液含氣量較小時，對脫水基本沒有影響，而含氣較大時，乳狀液脫水率降低，脫水效果變差，此時含氣對脫水有一定的抑制作用。

在加入破乳劑的情況下，氣體的存在對脫水效果的影響很小，破乳劑對脫水的促進作用遠大于氣體上浮對脫水的抑制作用。

［1］ 張方禮.火燒油層技術綜述［J］.特種油氣藏，2011（6）：1-5.

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［4］ 王元基，何江川，廖廣志，等.國內火驅技術發展歷程與應用前景［J］.石油學報，2012（5）：909-914.

［5］ 何繼平，劉靜，牛麗，等.氣相色譜法分析火驅產出液［J］.石油與天然氣化工，2010，39（4）：352-354.

［6］ 張帆.含水原油乳化測量中的若干問題［J］.中國海上油氣（工程），2002，14（6）：32-33.

［7］ 朱鳴.渤海稠油乳狀液制備條件的確定及表觀粘度的預測［J］.江蘇工業學院學報，2007（1）：49-52.

j.issn.1005-3158.2015.02.002

1005-3158（2015）02-0005-02

2014-12-19）

（編輯 王蕊）

“十二五”國家科技重大專項（2011X05016-004）和“遼河油田原油千萬噸持續穩產關鍵技術研究（2012E-3009）”聯合資助。

陳磊，中國石油大學（北京）在讀碩士，研究方向：油氣集輸及地面工程。通信地址：北京市昌平區府學路18號中國石油大學（北京），102249