老化油转化

老化油的产生机理

地层中的原油和水是分层的,原油和水在油层中向井底流动时,其流速很慢,一般不会产生乳化液,当油水混合物沿着油管由井底向地面流动时,随着压力的降低,溶解在油中的伴生气不断析出,气体体积不断膨胀,从而会对油、水产生破碎和搅动的作用,油气水在地面集输过程中,多相混输管路、离心泵、弯头、三通、阀件等均会对混合物产生搅动,促使乳化液生成。

原油中含水并含有某些天然乳化剂是生成原油乳状液的内在因素,原油中所含的天然乳化剂,主要含有沥青质、胶质、环烷酸、氮和硫的有机物、石蜡、粘土、沙粒等,他们中有的多数具有亲油憎水性,因而一般生成稳定的W/O型原油乳状液。

随着我矿原油的连续开发,目前的综合含水已经在92%以上,根据Ostwald乳化液转相理论,含水率74%是乳化液内相的最大可能值,超过74%将导致乳化液转相。根据这一理论,含水率小于26%时,只能形成W/O型,也可形成O/W型乳化液。

所以从采油队混输进站的原油是O/W型乳化液,加入破乳剂后进入三相分离器进行三相分离,分离后的原油含水下降至10%左右,这时的乳化液是W/O型。

 

老化油的危害

老化油是一种乳化严重、稳定性强的原油乳状液,其含水率较高且成分复杂,易导致净化原油含水率超标及电脱水装置跳闸,给油田正常生产带来了极大危害。老化油中含有的大量胶质、沥青质等组分及固体杂质等表面活性物质促使了其形成及稳定存在。目前,国内外油田对老化油主要采用回掺和热化学沉降的处理方法,但处理效果都不理想。在老化油稳定性分析方面,研究表明温度的影响并不显著,不同温度下老化油中的水滴粒径都呈近似对数正态分布且曲线间的差别微小,热沉降无法使其破乳脱水,最优加热温度可选定为60℃。水滴粒径主要集中在5~12μm之间,过小的粒径使水滴难以聚并,这是导致老化油强稳定性的根本原因。

老化油的处理技术

1、热重力沉降;其原理是通过将老化油加热到较高温度,从而降低油相粘度,提高油水密度差,再通过加入特定的化学处理剂来降低界面张力或界面膜强度,促使油水界面膜破坏,再进行长时间恒温静止沉降除去老化油中的水和杂质。

2、离心分离;由自动加药装置向老化油中加入破乳剂和絮凝剂,再送入离心机,通过离心的作用,使老化油中密度大的固体粒子沉降到转桶壁上,油水两相形成同心圆柱,分离出的固体杂质由螺旋输送器排出,常用的离心装置还包括水力旋流器。

3、超声波处理;是通过机械振动、空化和热作用来降低老化油粘度和油水界面膜刚性,同时作用于性质不同的流体介质产生位移效应来实现油水分离。

4、生物处理技术;包括生物降解和生物破乳。前者是通过调节环境PH值、温度、湿度及添加营养盐来促进嗜乳细菌生理活动来降解污染物;生物破乳是通过从与原油相关环境中筛选菌种,再通过增殖培养,得到具有破乳优势的菌群或具有表面活性的菌体代谢物,以此代替化学破乳剂使油水分离。

老化油转换装置

在石油存储环节,油田联合站经过多年的积累,储罐中累积了很多老化油不能完全输送,形成了油田开采过程中的废弃污染物。冷裂解装置会将储油罐内的老化油处理降粘并使其恢复至流体形态,为联合站解决以下几个问题:

1、老化油常年堆积导致其占用了很多的储罐空间,使储罐的使用率不能达到极致;

2、老化油的处理方式较多,成本也随之浮动,无法降低成本;

3、老化油的产生降低了原油利用率;

冷裂解装置将老化油处理降粘恢复了老化油的流动性,提高了原油利用率,也不需要单独对老化油进行处理,节省了成本和储罐空间的利用率,这样既达到改善原油质量又提高了原油商业价值的作用。