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影響聯合站原油脫水工藝運行的因素及解決辦法分析

文檔作者：余建春文檔來源：勝利油田石油開發中心有限公司勝科采油管理區		更新日期： 2026年05月08日	點擊數：
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石油化工
一、原油乳液脫水原理及因素
1.破乳劑的化學作用
（1）原油乳液的形成。乳狀液體通常所指的是兩
種或者兩種以上，其一是互不可能相溶的或者僅只是一
種微溶性的乳狀物質混合存在于一起，一種或者幾種小
的液體以及其中細小的的乳狀粒子和一種顆粒狀的形式
均勻分散于另一或幾種小的液體之中，從而形成了乳狀
液。通常在原油開采過程中，尤其是蒸汽吞吐的后期，
油井及末端原油儲罐處理的時候經常出現原油乳化現
象，對油井開采、原油脫水等問題出現較多，尤其是當
今原油成本下降的情況下，原油乳液形成加大了原油的
處理成本，對原油從開采、到輸送至處理末端的聯合站
大罐脫水導致了困難。
（2）原油乳液的劃分。我們可以將原油乳狀液分
為以下兩種：一種是O/W，另一種是W/O。無論哪一種
乳狀液，都有天然乳化劑的存在。這些乳化劑會與多種
物質進行結合，形成膜狀，之后會覆蓋到乳狀液的液滴
界面上。而膜的厚度與機械強度之間存在正比例關系，
也就是說，膜越厚，機械強度就越大，滴液直徑就會越
小，乳狀液的穩定性也就越好。由此可見，膜的特性或
對乳狀液的穩定性產生直接的影響。但是，膜的穩定性
又受到以下幾大因素的影響：首先是膜表面的動力學特
點、然后是界面粘度、其次是界面張力梯度、還有彈
性、最后是溶解性。
（3）原油乳液的破乳。無論生產運行還是經濟成
本考慮，原油乳液中含有較多的雜質，增加設備運行負
荷，腐蝕現有的設備，其排放的污水含油指標超標導致
環境污染和產量下降，所以對原油的破乳是必要的環
節。而破乳，指的是在滴液內，滴入分子形態的破乳
劑，讓破乳劑黏附在界面上，代替天然乳化劑。這樣一
來，破乳劑就會破壞滴液的表面膜，釋放出膜內的水
分。水滴匯聚，體積變大，水和油就會分離。原油破乳
通常分為物理破乳和化學破乳。通過有效的破乳達到油
水分離，從而更好地實現降低原油外輸含水，在聯合站
中達到交油指標合格的目的。
物理破乳原理和方式比較簡單，通常原油乳液的形
成，是因為多種液體相互依附，難以分離，同時還摻雜
機雜等物質。在實驗中一般采取離心分離能夠較好較快
達到分離目標，但在生產運行環境中，無法實現離心高
速旋轉分離，一般靠分離器分離后，進入大罐靠重力沉
降分離，靠時間差值實現自然沉降。除此以外，超聲波
破乳等新型的物理破乳方式出現，如超聲波破乳等新型
破乳方式，它主要是基于超聲波對各種動力學和機械作
用在不同流體媒介上而產生的“位移效應”。
化學破乳的原理具有一定的復雜性。主要包含以下
四方面：首先，化學破乳可以中和水與油相接面的膜上
電荷。這樣一來，膜就會失去電荷的保護，并遭到破
壞。其次，化學破乳可以對乳化膜進行溶解，使乳化膜
遭到大面積破壞。再次，化學破乳具有反相作用，可以
轉換乳狀液原有的形態。在反相的過程中，乳化膜就會
遭到溶解破壞。最后，化學性破乳的活性比傳統乳化劑
高，所以呈現出一種分散的狀態，并且會對水和油之間
的相接表面產生損傷，并替換其他乳化劑，重新形成一
個接觸表面膜。但是，這一主要界面膜的強度和穩定性
比較差，容易發生破裂，在大量電場或者是重力沉降等
條件下，就會實現水與油的成功分離。
2.破乳脫水方式
目前，我國針對原油乳液的破乳已經研發了多種乳
影響聯合站原油脫水工藝運行的因素及解決辦法
分析
余建春　　勝利油田石油開發中心有限公司勝科采油管理區
【摘　要】在油田原油開采中,伴隨著原油產量提升,在開采過程中出現了許多措施和方式加快采收率的問題,其中
采用了注水、降粘、注高干復合氣、生物驅油等多種工藝流程,一方面在增加采收率的同時,也同等的加
大了原油乳化現象,導致了現運行中采出液中涵蓋的機雜、礦物質及沉積物與乳化液混合,在原油中不斷
累積增多難以脫除,尤其是后期聯合站庫脫水,采用了大量工藝流程及化學藥劑來彌補乳液導致的脫水難
題。本文針對原油乳液的影響因素和解決辦法進行分析描述,解決相應產生的問題。
【關鍵詞】采收率；乳化液；機雜；原油乳液
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2022.07.024
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石油化工
液油水分離方式。常用的主要有以下幾種：
（1）超聲波破乳脫水方式。國內外的研究結果表
明，超聲波原油破乳技術是一種由于設備簡單、成本低
且市場適應性相對較好而具有發展前景的新型破乳技
術，它能夠使得水粒子不斷地產生波節式的運動，聚集
和互相碰撞后會產生較大的水滴，從而通過借助重力從
原油中進行沉降和分離，達到破乳的主要目的。另外與
化學破乳劑的聯合作用，能夠大幅度地改善破乳劑的使
用效率，降低破乳劑使用量，從而達到了實用經濟的破
乳方式。
（2）電化學聯合破乳脫水方式。電化學脫水具有破
乳能力強，脫水效率高，占地面積小等特點，尤其在海
上油田應用廣泛。其工作原理主要是將使用原油作為乳
液的水經由電動高壓泵在電場和熱應力的相互作用下直
接進行破乳、集聚、沉降，使得各種油水乳液進行自然
分離。水滴在偶極靜電場中主要采用三種聚結形式，即電
泳慣性聚結、偶極靜電聚集的結合體和震蕩偶極聚結。
（3）化學破乳脫水方式?；瘜W破乳所需要的表面活
性相對于原油中天然乳化劑的活性更高，通過化學破乳
可以快速占有油水的界面，降低了乳化過程中水滴的界
面張力和界面膜的強度，破壞了原油中的乳狀液、防止
進一步的乳化，降低了黏度和促進油水的分離。
（4）電脫水破乳方式。原油的采出液中含有一些
融合后的乳液難以與油水分離，通過高壓電場的形式將
破乳脫除了出來，達到電脫水效果。原油蒸餾中的大部
分蒸餾水在電流進入一定電場后被自動發生靜電極化，
即是說當水的負和正電荷向每個水滴另外一端繼續集中
時，正和負電荷向每個水滴另外的一端繼續集中，每個
不能發生靜電極化的水滴一端都會被轉變成一個分別具
有電場感應偶極子，相互之間所吸引的各種電場相互作
用力都會促使每個水滴的電子聚結，從而不斷增大沉
降，實現脫水。
（5）熱沉降破乳脫水方式。原油熱沉降脫水技術是
目前使用較早、應用最廣泛的一種脫水技術。它多用于
作為其他脫水技術的主要輔助措施。主要是起到了減少
和削弱油水界面膜的力量，增大了油水與原油之間的比
重不平衡，降低了原油黏度的功能，同時也有利于將破
乳劑從油水界面膜中分散出來，進一步改善化學破乳劑
在油水界面膜中的作用。熱沉降分離技術是實現原油脫
水中最根本的過程。原油脫水的全部工藝參數制定沉降
分離則是指將水和破乳后的原油經過脫除處理之后，在
游離狀態下存在的廢液。
（6）化學破乳脫水方式?；瘜W破壞爆乳一般都指的
是通過化學采用直接添加原油用一種或幾種其他主要化
學物質的各種方法或用來直接改變乳狀液的各種類型及
其表外界面膜的特征及其性質，目的主要也就是為了防
止減少或者增加破壞了其界面表質膜的其他化學性質強
度，或者直接破壞其界外表面膜的其他化學性質，從而
造成導致富含原油的乳狀液不穩定而且有可能同時發生
的破乳。因此，好的原油破乳劑必須嚴格要求它們必須
具備在對原油、水二相反應中都達到要求并具有較快的
破裂擴散乳化速度及其不可頂替性的原油與水界面乳化
薄膜的破裂能力，使其破裂和乳化的速度更快，脫水的
效率更高。另外，一些特殊催化性能良好的活性乳化劑
在一定的催化條件下它也可以轉變成非常優良的活性破
乳乳化劑。
二、影響原油乳液脫水的其他因素
1.溫度。在原油脫水工藝運行過程中，通過加熱爐
等設備運行，可以讓溫度有所提升。如果溫度過高，原
油組分就會有一定的破壞。根據相關人員的大量實驗與
統計，發現將設備的溫度控制在55℃，原油脫水工藝運
行質量最佳，原油脫水效果最好。如果設備溫度高于
55℃，不僅不會大幅度提升原油脫水運行質量，還會對
原油組分產生一定的破壞。另外，對于原油脫水工藝的
運行還會產生以下三方面的影響：首先，原油的粘度與
乳狀液粘度都會降低，原油的密度會增加，進而原油的
脫水工藝運行質量就會下降，原油脫水效果就難以達到
預期。其次，分子的運動速度就會越快，原油組分依然
會遭到破壞，原油脫水效果依然難以達到預期。最后，
溫度和原油和水之間的表面張力有著正或負比例的關
系。所以，如果我們能夠嚴格地控制氣體的溫度，使得
水和氣體之間發生猛烈的碰撞，可以在一定程度上能夠
保證原油脫水技術工藝保持高速運轉。
2.破乳劑濃度。在聯合站進行的原油脫水工藝操作
過程中，添加破乳劑的目的是為了打破原油中的有機質
和水分子的穩定性，提升其脫水的效果。在添加破乳劑
的時候，必須要嚴格控制破乳劑的濃度。如果破乳劑濃
度過低，其作用就得不到有效的發揮。根據大量的實驗
與研究，發現如果含水率約為40%左右，在原油中添加
600*10-6mg/m3的破乳劑，脫水工藝運行質量最佳。如果
過多加入破乳劑追求原油乳液破乳脫水效果，形成二次
乳化，即形成了另外一種反向乳化，由油包水變成了水
包油，新形成的原油乳液依然制約著原油脫水，反而導
致了更加難以處理。所以說，通過破乳劑進行的藥劑篩
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石油化工
選后，一定也要對破乳劑的濃度做好對比實驗，并與現場
實際運行相結合，才能更好的保證原油乳液破乳脫水。
3.pH值的影響。原油的采出液中pH值也是重要的一
方面，當pH值發生變化時，原油中的乳狀液穩定性就會
大大降低，脫水運行質量也會降低。因為乳狀液的表面
會含有大量酸堿性成分，如果pH值發生變化，那么乳狀
液的表面就可能會受到破壞，穩定性就會降低。這也是
實現原油脫水的原理。只有將pH值控制在4～7.5之間，
脫水工藝運行質量才會達到最佳。如果混合物中原油pH
值過小，就可能形成一種油包含有水型的乳狀液；若pH
值過大，就可能形成一種稱為水包油型的乳狀液。
4.采出液。采出液對于原油脫水過程中各種組分的
影響，其實也就是指采出液對于原油脫水過程中各種組
分的影響。例如，如果原油中固體粒子較多，那么這種
脫水技術的正常使用就可能會因此受到嚴重影響。所
以，在正式啟動沉降罐開始脫水之前，都會先把原油輸
入到沉降罐中，進行一次固體沉降和脫除。在末端聯合
站大罐沉降脫水中，往往出現乳液不斷加厚，難以破乳
且脫水較難，有時候就是因為采出液發生了變化，導致
了現有的脫水工藝流程和破乳劑失去了作用，往往通過
層層追溯，及早的發現乳液變化的油井，將采出液及時
的剝離，能夠避免整個集輸系統紊亂的現象。而往往采
出液的變化，因地層變化或開采液中加入的藥劑與現運
行的工藝不在匹配而導致的。
三、影響原油乳液脫水運行因素的解決辦法
1.嚴格控制破乳劑的類型和用量。目前我國油田上
針對的原油乳液大多數是依托于破乳劑和重力沉降藥劑
來實現的破乳脫水，針對于原油乳液的形成和組分，要
充分地對乳液的主要成分進行了分析和了解，破乳劑一
般可以分為水溶性藥劑和油溶性藥劑，同時針對破乳成
分，往往在配比實驗中對比多種以上的破乳劑進行實驗
對比，通過實驗對比，往往優選那些破乳效果好、藥劑
量使用少且環境需求不高的藥劑。同時，針對容易出現
的狀況，還要備選藥劑，一旦出現問題，可以隨時進行
更換，減少原油乳化給生產帶來的波動。
有效地解決了原油乳液——破乳脫水影響因素，不
僅是要求藥劑的選型嚴格控制，還要求藥劑按需用量嚴
格控制。一般來說，原油中的破乳劑含水率越低，其
所對應的破乳劑使用量就可能會變得更高。但是在我們
加入了破乳劑后，又很難觀察出其具體產生的影響。所
以，需要我們提前通過大量的試驗來判斷出最佳破乳劑的
用量。
2.單獨處理污油。要想有效解決原油乳液對脫水的
影響因素，需要單獨處理污油。首先，污油與原油基本
相同，所以在對污油進行處理的時候，也需要對溫度、
破乳劑的類型和用量進行嚴格的控制。其次，污油的處
理設備應當與原油的處理設備保持一定的距離，避免二
者混合影響脫水工藝運行質量。一般污油有多方面構
成，但污油處理卻比普通原油難度大得多，有些地方因
為污油放的時間長了，成了所謂的老化油，一旦進入輸
油系統，在大罐里乳化嚴重，很難破乳。污油產生多為
污水長時間積聚后飄油回收的原油，緩存池放空、排污
清罐等剩下回收的原油，還有的為放噴井上原油，也有
的為長時間放置粘度很大的原油。這些污油無論哪一
種，在和原油混在一起的時候，都會影響破乳。所以，
在有條件的情況下，一定要單獨處理，避免影響整個系
統工藝流程，避免原油乳液加劇無法破乳。
3.優化脫水流程。要想有效地解決對原油乳液質量
影響，需要在生產過程中對其脫水流程做出優化。首
先，提前制訂好原油預處理的各個環節，為接下來的脫
水操作打好基礎。并考慮相關的工藝流程是否滿足現有
的生產水平，如果出現乳化現象，能否應對，往往一些
聯合站都建有備用儲罐和應急罐，針對突發現象，原油
乳液加劇的時候能夠增加緩沖時間，避免對生產影響。
這樣就需要提前將預處理環節的流程考慮到位。其次，
對不合理的脫水步驟進行優化和處理，降低各種客觀條
件的影響。在原油乳液破乳中，往往一方面要追根溯源
及時排查前端或者出現乳液加重的原因，另一方面采取
現有的多種工藝流程進行優化，比如通過循環加熱、循
環沉降流程等，但要避免對原油乳液的沖擊，要優化不
合理流程。同時在脫水過程中最后也要做好原油的沉積
處理。
四、結語
綜上所述，原油乳液的形成和破乳對于原油開采及
后期的脫水工藝都有著重要意義，針對于原油乳液形成
的原因也比較多，為了保證后期生產工藝有效地運行，
保證后期原油乳液正常脫水和分離，需要嚴格做到破乳
劑類型的使用量、對污油進行單獨的處理、對其中的脫
水工藝和流程等。
參考文獻：
[1]闞峰.淺議油田聯合站原油脫水工藝運行的影響因素
[J].化工管理，2015

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