原油处理基础01.
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分散相颗粒 油水密度差 老化 温度 相体积比 外相原油粘度 界面膜和界面张力 内相颗粒表面带电 原油类型 水相盐含量 pH值
原油乳状液
分散相颗粒
粒径越小、越均匀，越稳定； 粒径大小还表示乳状液受搅拌的强烈程度。
外相原油粘度
粘度越大
分散相的平均粒径愈大——稳定性差 乳化水滴的运动、聚结、合并、沉降愈难— 增大了乳状液稳定性
原油处理
原油乳状液 原油处理的基本方法 原油处理设计
概述
目前全国各油田绝大部分开发井都采用注水开发
方式开采石油。从油井产出的油气混合物内含有
大量的采出水和泥砂等机械杂质。世界上所产原
油的90%以上需进行脱水。
对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质， 使之成为合格商品原油的过程——原油处理，国 内常称原油脱水。
2、原油乳状液的密度
原油含水、含盐后，密度显著增大。
若已知乳状液体积含水率Ф ，原油和水的密度ρo
和ρ w，原油乳状液的密度可按下式确定：
Vo o Vw w ＝ o 1 w Vo Vw
原油乳状液
3、乳状液粘度 外相粘度:油or水
内相体积浓度（含水率）
原油处理的目的
满足商品原油水含量、盐含量的行业或国家标准
商品原油含水要求：
我国
国际上
0.5％～2.0％
0.1％～3.0％，多数为0.2％
原油允许含水量与原油密度有关：密度大脱水难度高的 原油，允许水含量略高。 含盐量的要求：我国绝大部分油田原油含盐量不高，商
品原油含盐量无明确要求，一般不进行专门的脱盐处理。
原油乳状液的类型
油包水型（W/O）：油田最常见的原油乳状液。 水包油型（O/W）：在采出水中常存在，原油处理中 很少见。又称反相乳状液。
油水乳状液类型的判别方法
鉴别方法 染色法 说明
原油乳状液
往乳状液中加入油溶性染料，轻轻搅动，若乳状 液呈现染料的颜色，则外相是油，乳状液是W/O型； 若分散液滴呈染料颜色，则分散相是油，为O/W型。 将两滴乳状液分别滴在玻璃板上，然后将形成该 乳状液的油和水，分别滴在两滴乳状液中，轻轻搅拌， 易于和油混合者为W/O型；易于和水混合者为O/W型。 导电性好的为O/W型，差的为W/O型。
（2）若吸附层具有凝胶状弹性结构，在分散相液滴周围
形成坚固、有韧性的膜，阻止水滴碰撞中的聚结、合并、沉降 （3）若乳化剂为极性分子，排列在水滴界面上形成电荷， 使水滴相互排斥，阻止水滴合并沉降。
三、乳状液的性质
原油乳状液
1、稳定性 乳状液稳定性：是指乳状液抗油水分层的能力。 影响原油乳状液稳定的因素：
原油处理的目的（续）
商品原油交易的需要
交易时要扣除原油含水量，原油密度则按含水原
油密度。
原油密度是原油质量和售价的的重要依据，原油
含水增大了原油密度，原油售价降低，不利于卖方。
增大了燃料的消耗，占用了部分集油、加热、加工
资源，增加了原油的生产成本。
原油处理的目的（续）
增加了原油粘度和管输费用。
冲淡法
电导法 滤纸法
将乳状液滴在滤纸上，若能迅速铺开，滤纸上只 留下一小滴油，则为O/W型；若铺不开，则为W/O型。
显微镜法
二、乳状液生成机理
1、乳状液生成条件
原油乳状液
• 系统中必须存在两种或两种以上互不相溶（或
微量互溶）的液体
• 要有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小液滴
分散于另一种液体中
• 要有乳化剂存在，使微小液滴能稳定地存在于
的水，常在沉降罐和三相分离器中脱除。
• 乳化水
用沉降法很难脱除的水，与原油的混合物称
为油水乳状液 （原油乳状液）。 脱除游离水后，原油密度越大，乳化水含量 越高。
一、乳状液类型
原油乳状液
乳状液 两种或两种以上不互溶或微量互溶的液体，其
中一种以极小的液滴分散于另一种液体中，这种分
散物系称为乳状液。
相对密度0.876的原油，含水增加1％，粘度增大2％；
相对密度0.996的原油，含水增加1％，粘度增大4％；
原油内的含盐水引起金属管路和运输设备的结垢和
腐蚀，泥砂等固体杂质使泵、管路、其它设备机械 磨损，降低管路和设备的使用寿命。 影响炼制工作的正常进行
第一节 原油乳状液
• 游离水
常温下用静止沉降法短时间内能从油中分离
影响因素 温度 分散相颗粒 乳化剂及界面膜性质 内相颗粒表面带电强弱
曲线 1 2 3
温度/℃ 40 40 50
剪切速率 27 81 27
4 5 6
7
50 70 40
40
81 81
27（加药）
81（加药）
四、石油生产中乳状液的生成和预防
1、原油乳状液的生成
原油中含水，并含有足够数量的天然乳化剂，一般生成 稳定的W/O型原有乳状液。 原油中所含的天然乳化剂： 胶质、沥青质、环烷酸、脂肪酸、氮和硫的有机物、蜡 晶、粘土、砂粒、铁锈、钻井修井液等。 另外，原油生产中使用的缓蚀剂、杀菌剂、润湿剂和强 化采油的化学药剂都是生成乳状液的乳化剂。
另一种液体中
原油乳状液
2、界面能和界面张力
不平衡力场作用下，液体表面
有自动缩小的趋势；
在恒温恒压下，物系有自动向
自由能减小方向进行的趋势；
油水形成乳状液时，接触界面和界面能都很大， 分散相液滴会自发地合并，缩小界面面积使界面 能趋向最低。
原油乳状液
3、乳化剂
乳化剂：使乳状液稳定的物质 作用：吸附在油－水界面上，形成吸附层 （1）使油水界面的界面张力下降，减少了剪切水相变为 小水滴所需的能量，也减小了使水滴聚结、合并的表面能；
原油乳状液
油水密度差
密度差愈大，油水容易分离——稳定性较差。
界面膜和界面张力
乳化剂构成的界面膜，阻止水滴碰撞合并，维持乳状液的 稳定性。
老化Fra Baidu bibliotek
反映了时间对乳状液稳定性的影响。
内相颗粒表面带电
内相颗粒界面上带有同种电荷是乳状液稳定的重要原因。
原油乳状液
温度
提高温度可降低乳状液的稳定性：
①降低外相原油粘度； ②提高乳化剂的溶解度，削弱界面膜强度； ③加剧内相颗粒的布朗运动，增加水滴碰撞合并的几率。
原油类型
决定了原油内所含天然乳化剂的数量和类型。
环烷基和混合基原油乳状液稳定，石蜡基原油乳状液稳
定性较差。
原油乳状液
相体积比 增加分散相体积使乳状液稳定性变差。
水相盐含量
淡水和盐含量低的采出水易形成稳定乳状液。
pH值
pH值增加，内相颗粒界面膜的弹性和机械强度降 低，乳状液稳定性变差。
原油乳状液
原油乳状液
分散相颗粒
粒径越小、越均匀，越稳定； 粒径大小还表示乳状液受搅拌的强烈程度。
外相原油粘度
粘度越大
分散相的平均粒径愈大——稳定性差 乳化水滴的运动、聚结、合并、沉降愈难— 增大了乳状液稳定性
原油处理
原油乳状液 原油处理的基本方法 原油处理设计
概述
目前全国各油田绝大部分开发井都采用注水开发
方式开采石油。从油井产出的油气混合物内含有
大量的采出水和泥砂等机械杂质。世界上所产原
油的90%以上需进行脱水。
对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质， 使之成为合格商品原油的过程——原油处理，国 内常称原油脱水。
2、原油乳状液的密度
原油含水、含盐后，密度显著增大。
若已知乳状液体积含水率Ф ，原油和水的密度ρo
和ρ w，原油乳状液的密度可按下式确定：
Vo o Vw w ＝ o 1 w Vo Vw
原油乳状液
3、乳状液粘度 外相粘度:油or水
内相体积浓度（含水率）
原油处理的目的
满足商品原油水含量、盐含量的行业或国家标准
商品原油含水要求：
我国
国际上
0.5％～2.0％
0.1％～3.0％，多数为0.2％
原油允许含水量与原油密度有关：密度大脱水难度高的 原油，允许水含量略高。 含盐量的要求：我国绝大部分油田原油含盐量不高，商
品原油含盐量无明确要求，一般不进行专门的脱盐处理。
原油乳状液的类型
油包水型（W/O）：油田最常见的原油乳状液。 水包油型（O/W）：在采出水中常存在，原油处理中 很少见。又称反相乳状液。
油水乳状液类型的判别方法
鉴别方法 染色法 说明
原油乳状液
往乳状液中加入油溶性染料，轻轻搅动，若乳状 液呈现染料的颜色，则外相是油，乳状液是W/O型； 若分散液滴呈染料颜色，则分散相是油，为O/W型。 将两滴乳状液分别滴在玻璃板上，然后将形成该 乳状液的油和水，分别滴在两滴乳状液中，轻轻搅拌， 易于和油混合者为W/O型；易于和水混合者为O/W型。 导电性好的为O/W型，差的为W/O型。
（2）若吸附层具有凝胶状弹性结构，在分散相液滴周围
形成坚固、有韧性的膜，阻止水滴碰撞中的聚结、合并、沉降 （3）若乳化剂为极性分子，排列在水滴界面上形成电荷， 使水滴相互排斥，阻止水滴合并沉降。
三、乳状液的性质
原油乳状液
1、稳定性 乳状液稳定性：是指乳状液抗油水分层的能力。 影响原油乳状液稳定的因素：
原油处理的目的（续）
商品原油交易的需要
交易时要扣除原油含水量，原油密度则按含水原
油密度。
原油密度是原油质量和售价的的重要依据，原油
含水增大了原油密度，原油售价降低，不利于卖方。
增大了燃料的消耗，占用了部分集油、加热、加工
资源，增加了原油的生产成本。
原油处理的目的（续）
增加了原油粘度和管输费用。
冲淡法
电导法 滤纸法
将乳状液滴在滤纸上，若能迅速铺开，滤纸上只 留下一小滴油，则为O/W型；若铺不开，则为W/O型。
显微镜法
二、乳状液生成机理
1、乳状液生成条件
原油乳状液
• 系统中必须存在两种或两种以上互不相溶（或
微量互溶）的液体
• 要有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小液滴
分散于另一种液体中
• 要有乳化剂存在，使微小液滴能稳定地存在于
的水，常在沉降罐和三相分离器中脱除。
• 乳化水
用沉降法很难脱除的水，与原油的混合物称
为油水乳状液 （原油乳状液）。 脱除游离水后，原油密度越大，乳化水含量 越高。
一、乳状液类型
原油乳状液
乳状液 两种或两种以上不互溶或微量互溶的液体，其
中一种以极小的液滴分散于另一种液体中，这种分
散物系称为乳状液。
相对密度0.876的原油，含水增加1％，粘度增大2％；
相对密度0.996的原油，含水增加1％，粘度增大4％；
原油内的含盐水引起金属管路和运输设备的结垢和
腐蚀，泥砂等固体杂质使泵、管路、其它设备机械 磨损，降低管路和设备的使用寿命。 影响炼制工作的正常进行
第一节 原油乳状液
• 游离水
常温下用静止沉降法短时间内能从油中分离
影响因素 温度 分散相颗粒 乳化剂及界面膜性质 内相颗粒表面带电强弱
曲线 1 2 3
温度/℃ 40 40 50
剪切速率 27 81 27
4 5 6
7
50 70 40
40
81 81
27（加药）
81（加药）
四、石油生产中乳状液的生成和预防
1、原油乳状液的生成
原油中含水，并含有足够数量的天然乳化剂，一般生成 稳定的W/O型原有乳状液。 原油中所含的天然乳化剂： 胶质、沥青质、环烷酸、脂肪酸、氮和硫的有机物、蜡 晶、粘土、砂粒、铁锈、钻井修井液等。 另外，原油生产中使用的缓蚀剂、杀菌剂、润湿剂和强 化采油的化学药剂都是生成乳状液的乳化剂。
另一种液体中
原油乳状液
2、界面能和界面张力
不平衡力场作用下，液体表面
有自动缩小的趋势；
在恒温恒压下，物系有自动向
自由能减小方向进行的趋势；
油水形成乳状液时，接触界面和界面能都很大， 分散相液滴会自发地合并，缩小界面面积使界面 能趋向最低。
原油乳状液
3、乳化剂
乳化剂：使乳状液稳定的物质 作用：吸附在油－水界面上，形成吸附层 （1）使油水界面的界面张力下降，减少了剪切水相变为 小水滴所需的能量，也减小了使水滴聚结、合并的表面能；
原油乳状液
油水密度差
密度差愈大，油水容易分离——稳定性较差。
界面膜和界面张力
乳化剂构成的界面膜，阻止水滴碰撞合并，维持乳状液的 稳定性。
老化Fra Baidu bibliotek
反映了时间对乳状液稳定性的影响。
内相颗粒表面带电
内相颗粒界面上带有同种电荷是乳状液稳定的重要原因。
原油乳状液
温度
提高温度可降低乳状液的稳定性：
①降低外相原油粘度； ②提高乳化剂的溶解度，削弱界面膜强度； ③加剧内相颗粒的布朗运动，增加水滴碰撞合并的几率。
原油类型
决定了原油内所含天然乳化剂的数量和类型。
环烷基和混合基原油乳状液稳定，石蜡基原油乳状液稳
定性较差。
原油乳状液
相体积比 增加分散相体积使乳状液稳定性变差。
水相盐含量
淡水和盐含量低的采出水易形成稳定乳状液。
pH值
pH值增加，内相颗粒界面膜的弹性和机械强度降 低，乳状液稳定性变差。
原油乳状液