一种原油脱水的装置及原油脱水方法

摘要

本发明涉及一种原油脱水的装置及原油脱水方法，该装置主要由反应釜、原油样品腔、搅拌器、活塞、传压液腔组成，活塞将反应釜内腔分隔为原油样品腔和传压液腔，原油样品腔内有搅拌器，反应釜外有加热保温套，反应釜连接旋转控制系统，传压液腔连接动力系统。该装置利用反应釜加温加压待处理原油，通过反应釜沿垂直方向旋转带动搅拌器在待处理原油中往复运动进行机械破乳并脱水，脱水后的原油不会影响任何物理化学性质。本发明原理可靠，操作方便，不需要添加任何化学剂，脱水后的原油挂壁现象减弱，可直接进行地层原油复配实验，并保留原油的高温高压物性特征，可用于原油性能测试的相关行业。

说明书

技术领域

本发明涉及石油及天然气开发领域中一种原油的脱水装置及利用该装置对原油进行脱水 的方法。

背景技术

从井口或分离器中所获取的原油往往含有水分，在进行实验室油品分析或进行原油流体 高温高压物性参数特征实验分析时水分对实验数据会产生影响从而无法获取真实数据。因此 需要对获取的原油样品进行原油脱水。

原油中水的存在分两种形式：一种为自由水，一般采取加温沉降方式即可去除；另一种 为乳化水，该类水要根据乳化性质选择合适的乳化剂才能脱水。

国内外实验室在实验前含水原油普遍采用常压加温脱水、电脱水以及加破乳剂等脱水方 式进行原油脱水，通常使用这些方式脱水后的原油组分组成及高温高压物性参数会发生改变， 从而无法在实验分析时获得真实原油流体的高温高压物性特征参数数据。因此，需要寻求一 种适合实验室研究需要的操作简单的不改变原油性质的原油脱水方式及设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原油脱水的装置，该装置利用反应釜加温加压待处理原油， 通过反应釜的上下摇摆带动搅拌器在待处理原油中往复运动进行机械破乳并脱水，脱水后的 原油不会影响任何物理化学性质，可直接供实验室研究使用。

本发明的另一目的还在于提供一种原油脱水的方法，该方法原理可靠，操作方便，不需 要添加任何化学剂，脱水后的原油挂壁现象减弱，脱出的污水较为清澈。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

一种原油脱水的装置，主要由反应釜、原油样品腔、搅拌器、活塞、传压液腔组成，所 述活塞位于反应釜内并将反应釜内腔分隔为原油样品腔和传压液腔，所述原油样品腔内有搅 拌器，所述反应釜外有加热保温套，可以通过该加热保温套对釜内原油进行加温，所述反应 釜连接旋转控制系统，使其可沿垂直方向旋转180度，原油样品腔内的搅拌器随反应釜的旋 转可在原油样品腔内做往复运动进行搅拌并机械破乳。

所述传压液腔连接动力系统，动力系统通过传压液腔、活塞对釜内原油进行加压，所述 动力系统可以为恒压泵。

所述反应釜两端均有反应釜盖和阀门，原油样品腔端阀门用于进样及排样，传压液腔端 阀门可供加压。

上述原油脱水装置是利用反应釜加温加压待处理原油即含水原油，反应釜加温范围可控 制在室温-200℃之间，加热升温速率至少为1℃/min，承压范围在30MPa之内，加压至水相 在所加热温度下的蒸汽压以上，保证水相仍然以液态水存在；利用反应釜沿垂直方向旋转带 动搅拌器在待处理原油中往复运动进行机械破乳，加压后可保证高温条件下原油与水均为液 态并利用其密度差快速分层，分层后可由样品腔阀门排出水达到原油脱水的目的。

利用上述装置进行原油脱水的方法，依次包括以下步骤：

（1）将反应釜内装好活塞后，原油样品腔内加入含水原油，并装入搅拌器，传压液腔内 加入传压液；

（2）盖上反应釜盖，关好原油样品腔端阀门，打开传压液腔端阀门并通过传压管线将传 压液腔与动力系统相连；

（3）将反应釜加温至大于100℃并加压至大于反应釜设置温度下水相的蒸汽压，开启旋 转控制系统使反应釜沿垂直方向旋转，搅拌器随反应釜的旋转在含水原油中做上下往复运动， 升温稀释原油并利用搅拌器搅拌以机械破乳方式进行脱水；

（4）将反应釜压力加至大于水在所加温度的蒸汽压值，保证水相在高温下仍为液相而造 成油水重力差使得脱水后原油与脱出水快速分层；

（5）当反应釜温度达到设定温度并稳定沿垂直方向旋转两个小时后，原油样品腔端阀门 朝下静止5min后，打开该阀门排出水。

本发明就是在密闭的反应釜中将含水原油依靠加热及搅拌器的上下往复运动的机械破乳 方式进行脱水，并利用高压保证原油与脱出水的密度差，加快分层速度，利于排水。与现有 技术相比，本发明具有以下特点：

（1）反应釜可自带加热系统，也可外加加热系统，要求温度至少可加热至100℃以上， 从而达到分离原油中的自由水或游离水；

（2）反应釜带垂直旋转至少180度的功能，旋转过程中搅拌器的上下往复运动搅拌并剪 切原油进行机械破乳，从而达到乳化原油脱水的目的；

（3）不需要加入破乳剂，并且密闭环境下加热原油脱水后其组分不发生任何变化损失；

（4）高压方式可保证原油脱出水仍为液相，从而建立了原油与水相的密度差，达到油水 快速分层的目的；

（5）留在反应釜中的原油可直接进行地层原油复配实验，方便简单，并保留原油的高温 高压物性特征，可用于原油性能测试的相关行业。

附图说明

图1为本发明原油脱水装置示意图。

图中：1.原油样品腔端阀门，2.反应釜，3.反应釜盖，4.加热保温套，5.原油样品腔， 6.搅拌器，7.搅拌器孔，8.活塞，9.活塞胶圈，10.旋转控制系统，11.传压液腔，12.动力系 统，13.传压液腔端阀门。

具体实施方式

一种原油脱水的装置，主要由反应釜2、原油样品腔5、搅拌器6、活塞8、传压液腔11 组成，所述活塞8位于反应釜2内并将反应釜内腔分隔为原油样品腔5和传压液腔11，所述 原油样品腔内有搅拌器6，所述反应釜2外有加热保温套4，所述反应釜2连接旋转控制系统 10，使其可沿垂直方向旋转180度；所述传压液腔11连接动力系统12，动力系统通过传压 液腔11、活塞8对釜内含水原油进行加压；所述反应釜2两端有反应釜盖3和阀门，原油样 品腔端阀门1用于进样及排样，传压液腔端阀门13可供加压。

反应釜2清洗后放好带有活塞胶圈9的活塞8，传压液腔11倒入传压油，盖好反应釜盖 3并连接好动力系统12；旋转180度后将加温至40℃左右的含水原油倒入原油样品腔5，腔 内加入带搅拌器孔7的搅拌器6，盖好反应釜盖3并关闭反应釜原油样品腔端阀门1后加温 加压至大于100℃、20MPa左右，旋转反应釜使搅拌器6在反应釜中作上下往复运动，搅拌并 剪切机械破乳。温度稳定后继续摇样两个小时，原油样品腔端阀门1朝下后停止旋转反应釜， 并静止5分钟后缓慢打开该阀门排水至原油出现，注意，开阀门时保证动力系统12压力稳定， 以保证排水压力控制油水重力差。用该脱水原油进行地层原油复配后进行PVT流体相态特征 测试过程中未发现有水再次出现。