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华北油田外输稳定原油乳状液含水率界限研究

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·120·云南化工Yunnan Chemical TechnologyMay.2018Vol.45，No.52018年5月

第45卷第5期

1　概述为实现华北油田地面系统整体瘦身、升级、提效，冀中油区按照一个功能单元配置地面系统，低含水油输送、末端集中处理。通过对乳状液形成类型理论分析及华北油田冀中各厂原油性质分析、加药前后不同含水原油乳状液流变性分析，研究出了华北油田原油不同含水率形成的乳状液类型及稳定性，给出了华北油田外输稳定的原油乳状液含水率的界限，低于此含水率输送，原油乳状液较稳定，不会析出大量乳化水对管线造成腐蚀。2　原油乳状液形成类型理论分析2.1　影响乳状液类型及稳定性的主要因素2.1.1　相体积乳状液的分散相被称为內相，分散介质被称为连续相。在1901年，ostward根据立体几何的观点提出“相体积理论”[1]他指出“如果分散相大小均匀一致，任何大小的球形最紧密堆积的液珠体积只能占总体积的74.02%”，如水的体积占总体积的26%~74.02%时，O/W（水包油）、W/O（油包水）型两种乳状液都有形成的可能，若水的体积小于26%只能形成W/O（油包水）型乳状液，若水的体积大于74.02%只能形成O/W（水包油）乳状液。在综合含水大于74.02%时，在油井实际生产中也存在含水30%~40%左右的油包水乳状液。2.1.2　乳化剂的分子结构Harkina在1917年提出“定向楔”理论[2]：乳化剂分子在油-水界面发生单分子层吸附时，极性端伸入水相，非极性端伸入油相。如将乳化剂比成两端大小不等的“楔子”，其截面小的一头总是指向分散相，截面大的一头总是伸向分散介质。原油中存在的胶质沥青质是天然的乳化剂，他们具有小截面的极性基团和大截面的非极性基团，其HLB值为3~6之间，因此，在含水0~74.02%的范围内，形成油包水W/O型乳状液。由于胶质沥青质具有空间网状结构，在油水界面可形成较低的界面张力及较强的界面膜，形成的油包水乳状液比较稳定，难于自动破乳出水，尤其是在含水小于26%时只能形成稳定的油包水乳状液，不会出现游离水。此理论将用下面的试验数据予以证明。3　原油性质及乳状液流变性分析3.1　华北油田部分原油性质分析对华北油田各采油厂部分原油性质进行了分析可知：华北油田原油胶质沥青质含量较高为14.54~34.76%，为原油形成W/O（油包水）型乳状液奠定了物质基础。3.2　加药前后不同含水率原油乳状液流变性及稳定性分析试验室测定了华北油田各采油厂典型区块原油乳状液加药前后流变性变化规律，以雁翎油田为例，测定结果见表1。

表1　雁119原油加药前后不同含水流变数据 温度℃黏度mPa.s 含水% 50℃不加药50℃加100mg/L HG-1

1044.4444.102052.1752.153080.7672.5040103.673.1250185.450.2060350.035.2170199.020.15注：剪切速率为81S-1。从表1看出，随着原油含水率的升高，其黏度逐渐升高，说明原油形成了稳定的油包水乳状液，当含水率增加到一定值（一般为60%~75%）时，含水率再增加，其黏度急剧下降，该值称为转相点，此时原油乳状液由油包水型转变为水包油型或水漂油型。由此可以证明，对于华北油田各厂原油在含水小于60%时，形成稳定的油包水乳状液，这与原油含有易于形成油包水的胶质沥青质天然乳化剂有关。在一定的温度下，对原油不同含水率的乳状液加药（如表面活性剂等）后，其流变性规律发生如下变化，即转相点前移（含水率降低），由上述加药后的数据可知，一般由原来的含水60%~75%降低至含水率30%，最低含水率也不会小于26%，由此，可以证明即使油包水型乳状液加药破乳后，原油含水≤26%的油包水乳状液流变性，与不加药原油乳状液一致，原油乳状液比较稳定，难于破乳。

doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2018.05.079华北油田外输稳定原油乳状液含水率界限研究熊新强，底国彬，王　静（中国石油工程建设有限公司华北分公司，河北　任丘　062550）

摘　要：针对华北油田地面工程系统外输管道改输低含水油后存在原油乳状液不稳定、析出乳化水对管道产生腐蚀的生产隐患问题，通过乳状液形成类型理论及华北油田典型区块原油性质分析、加药前后不同含水原油乳状液流变性及稳定性分析，研究出了华北油田原油不同含水率形成的乳状液类型及稳定性，给出了华北油田外输稳定原油乳状液含水率的界限，低于此含水率输送，原油乳状液较稳定，不会析出大量乳化水对管线造成腐蚀。关键词：华北油田；外输；稳定原油乳状液；含水率；界限；研究中图分类号：TE622 文献标识码：B 文章编号：1004-275X（2018）05-120-02·121·

云南化工Yunnan Chemical TechnologyMay.2018Vol.45，No.52018年5月

第45卷第5期

4　华北油田外输稳定原油乳状液含水率界限确定从以上乳状液相体积理论、原油中含有具有较强乳化能力的活性物质-胶质沥青质，原油在含水26%以下时，只能形成稳定的油包水乳状液。从华北油田不同含水率乳状液加药前后流变性变化规律可知，原油含水≤26%的油包水乳状液流变性，与不加药原油乳状液一致，原油乳状液比较稳定，难于破乳。在管输时，又由于泵的剪切及流动剪切，形成的油包水乳状液会更加稳定，不会出现游离水。

因此，华北油田外输稳定原油乳状液含水率界限为原油含水≤26%。

参考文献：[1](美)贝歇尔著,傅鹰译.乳状液理论与实践[M].北京:科学出版社,1985.[2] 秦匡宗,郭绍辉.石油沥青质[M].北京:石油工业出版社,2002.

收稿日期：2018-04-12作者简介：熊新强，中国石油工程建设有限公司华北分公司。

地质灾害易发区是指具备地质灾害发生的地质环境等条件，容易或可能发生地质灾害的区域。地质灾害易发区的划分方法有综合危险性指数法[1-2]、信息量模型、袭扰系数法等，随着地理信息系统（GIS）的发展，其强大空间信息管理和分析功能为地质灾害信息的规划化管理提供了有力的工具，也为地质灾害在不同模型条件下的风险评估提供了有效的技术支持。基于GIS进行地质灾害易发区定量评价，文章采用的方法是将评价区进行栅格划分，然后结合该区地质灾害主要影响因素，制定本区分区影响要素划分标准，并赋予权值，以此针对每一个栅格的易发程度指数进行计算，得到地质灾害易发程度综合指数图层。根据确定的综合指数分界值，划分出易发程度分区图。1　评价过程1.1　网格剖分运用栅格数据处理方法对平远县1∶5万行政区划图进行规则网格剖分，为了提高评价结果的精度，单元面积选取2km×2km，共划分411个单元。1.2　数学模型利用MapGIS空间分析功能，按人机交互分别对411个评价单元按照判别划分标准，提取影响地质灾害发生的各因子信息，再进行叠加分析，数学模型如下：G=∪Gi=G1∪G2∪…∪Gn（n=1，2，3）

式中：G为地质灾害易发程度综合指数，Gi为某一评判因子致灾程度，采用加权指数模型计算：Gi=∑ni=1，Fi为某一评判因子评价分值，采用相邻地区经验值确定，Wi

为评判因子的权重。

1.3　评判因子的选定及权值地质灾害易发区指具备地质灾害发生的地质构造、地形地貌和气候等发生条件，容易或者可能发生地质灾害的区域，需综合考虑现状地质灾害强度及潜在地质灾害强度进行本区易发性划分。Zf=Zq·r1+Zx·r

2

doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2018.05.080基于GIS的广东省平远县地质灾害易发区定量评价高佩玺，刘　艺（广东省核工业地质调查院，广东　广州　510800）

摘　要：平远县地质环境条件复杂，人类工程活动强烈，地质灾害发育、危害严重。文章通过对平远县地质灾害发育现状、形成条件及影响因素分析，选取了评价因子，在网格剖分的基础上，分别计算出每个单元的易发程度指数，然后利用MapGIS的空间分析功能划分出地质灾害高、中、低和不易发区，为科学地开展地质灾害防治提供了依据。关键词：GIS；平远县；地质灾害；易发区；评价中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1004-275X（2018）05-121-02

Geological hazards easy-happening zoning evaluation of Pingyuan，Guangdong by applying GISGao Peixi，Liu Yi

（Guangdong Nuclear Industry Geological Exploration Institute，Guangzhou 510800，China）Abstract：The geological environment condition of Pingyuan County is very complicated，human engineering

activities is intensive，the geological hazard is easy-happen and damage is serious.This paper analyzed the distribution situation，forming condition and influencing factors of geological hazard，chosen the evaluation factors，based on mesh division，calculated easy-happening degree in each mesh，then divided Pingyuan County into the high，medium，low easy-happening area and noneasy-happening area by using the spatial analysis function of MAPGIS，provided the scientific basis for the geological hazard prevention and administration.Key words：GIS；Pingyuan County；geological hazard；easy-happening area；evaluation

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原油相点

原油相点

原油相点
油田油井采出液一般为乳状液，其中油包水型（W/O）和水包油型（O/W）最为常见。

油包水型乳状液表观粘度随含水率升高而升高，水包油型乳状液表观粘度随含水率升高而降低。

若油包水型乳状液中含水率升高到某一值，乳状液会转变为水包油型乳状液，该值就称之为转相点，转相点处乳状液表观粘度最大。

流体粘度越大，则在其他相同条件下流动阻力越大，集输过程中会带来能耗和集输成本的升高。

因此，应该尽量降低转相点，使乳状液在含水率较小时就变成水包油型，从而见笑阻力，降低能耗。

华北油田别古庄采油作业区采出液破乳剂筛选与评价

华北油田别古庄采油作业区采出液破乳剂筛选与评价

华北油田别古庄采油作业区采出液破乳剂筛选与评价李丽【摘要】为解决华北油田第四采油厂别古庄采油作业区采出液油水分离难的问题,开展了油田采出液破乳剂室内筛选评价研究.将原油跟破乳剂按照一定比例混合,分别在不同温度条件下测定不同时间的脱水量、油水界面张力,进行破乳剂筛选.研究结果表明:非离子型破乳剂PRF-2在油藏温度条件下具有较高的脱水速度和破乳速度,其最佳使用浓度为10 mg/L;破乳剂PRF-1和PRF-2均具有降低油水乳状液界面张力的性能,并且随着破乳剂浓度的增加,油水乳状液的界面张力都有所降低.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2015(034)011【总页数】3页(P30-31,34)【关键词】采出液;破乳剂;浓度;界面张力;筛选实验【作者】李丽【作者单位】中国石油华北油田采油四厂【正文语种】中文随着油田原油的不断开采，原油含水率逐渐增高，其中大部分含水均以乳状液的形式存在[1]。

原油乳状液体系十分复杂，其稳定性影响因素较多，主要有原油组成、密度、黏度、含水量、分散相粒径等[2]。

原油含水危害极大，增加了管道输送动力消耗和管道设备的腐蚀[3]，所以对油田采出液脱水至关重要。

原油脱水的前提就是要求原油乳状液破乳，破乳主要是指分散相的水滴相互接触、碰撞，界面膜破裂，水滴合并，在油相中沉降分离的过程。

影响乳状液破乳的因素主要有乳状液的性质、破乳剂的性质和脱水条件[4]。

华北油田采油四厂别古庄采油作业区采出原油密度0.821 2 g/cm3（20℃），原油凝点32℃，油藏温度（65℃）条件下原油黏度5.53 mPa·s，原油含蜡量11.02%，胶质沥青质含量6.92%。

本文主要对采出液破乳剂进行筛选和评价，为该作业区筛选出一种采出液高效破乳剂并确定其最佳使用浓度，从而解决采出液油水分离问题。

破乳剂的破乳效果与乳状液的界面张力有关，破乳剂降低界面张力的能力越强，破乳效果越好[5]。

油田含水变化规律

油田含水变化规律

根据油田测得的相渗曲线，应用分流量方程计算含水率。
实际工作中为了便于应用，将油水相对渗透率的比值表示为含水饱和度的函数。
从而含水率可进一步表示为：
用含水率对含水饱和度微分得：
含水率对含水饱和度微分结果表示的实际意义：当含水饱和度增加1%时，含水率变化的幅度，也就是说采出程度增加1%时含水率变化的幅度，即含水上升率。应用能代表油藏的相渗曲线，根据含水上升率的理论表达式，就可以计算油藏的理论含水率变化曲线。
4、含水上升规律变化模型特征分析3-7-6.7
新区或开采时间不长的单元来说，一般应用理论含水特征即相渗理论分析今后含水变化，而对于跃1块含水已经达到90%，应该可以应用实际生产数据分析含水变化。
一般来说，实际分析含水变化的公式很多，上述的含水上升规律模型也是经常应用的方法之一。但是现场应用时一般含水率变化大，回归计算波动较大，另外一般开始时也很难知道含水上升规律是三种模式即凸型、S型和凹型其中的哪一种（图10-27）。或者有的文章加上过渡曲线即所谓的五种变化规律。往往对分析含水变化规律产生较大的误差，甚至错误。本文推荐一种常用的应用累计产油与累计产水的关系，即张金庆水驱特征曲线的应用，一方面避免了含水率的波动，另一方面这种方法出现的直线段时间早，便于早期的预测分析，在现场应用取得较好的效果。
NP—累积产油量，104t；
NR—可采储量，104t；
R*—可采储量采出程度，%；
a、b、c—计算参数。
计算步骤：
（1）由式（1）回归计算得某一时间直线段的a、b值；
（2）由式（2）、（3）计算NR和c值；
（3）由式(2)（4）计算今后已知NP或R*的f值。
计算结果，跃地1块2002年10月出现直线段，即含水87.9%。b=812074.47，a=5.5322，相关系数=0.99849，C=1.467373，NR=55.34万吨，采收率R=30.05%。与下面曲线对比，因为a大于1，从可采储量采出程度于含水率关系曲线（图10-28、10-29）可以看出，含水上升规律属于凸型。
基于电容法的原油含水率测量实验系统研究

基于电容法的原油含水率测量实验系统研究

基于电容法的原油含水率测量实验系统研究任亮;王颖;陈树仁【摘要】原油含水率测量方法包括电容法、射线法、短波吸收法、微波法等,经过对比,基于电容法的原油含水率测量方法的优点更突出.文中介绍了电容法测量含水率的原理和计算方法,并通过实验验证了该测量方法的有效性.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】5页(P9-12,59)【关键词】原油含水率;电容法;油水混合物;平行板电容【作者】任亮;王颖;陈树仁【作者单位】中国石油大学(北京)城市油气输配技术北京市重点实验室,北京102200;中国石油天然气管道通信电力工程有限公司,河北廊坊 065000;中油管道物资装备有限公司,河北廊坊 065000【正文语种】中文【中图分类】TE80 引言为了解决原油采出后造成地下亏空的问题，以实现油田开采的高产稳产，必须对油田进行高压注水，但导致了原油含水率的不断提高[1]。

原油含水率的测量对于掌握油田地层动态、估计原油产量和预测油田开发寿命以及油田的产品质量控制、油井的状态检测、减少资源消耗、降低开采成本等很多方面都具有非常重要的意义[2]。

常见的检测方法包括：蒸馏法[3]、电脱法[4]、密度法[5]。

相比于依靠人工取样的方法，各种在线测量原油含水率的方法研究受到了国内外相关人员的普遍关注[6-7]，例如射线法[8]、短波吸收法[9]、微波法[10-11]等，卡尔-费休法[12]与电容法也可以测量原油含水率。

这些方法中，电容法测含水率是建立在油水介电常数差异较大的基础上的(常温下,原油的介电常数为2.3 F/m左右，而水的介电常数在80 F/m左右)，实现对原油含水率的检测[13]。

根据电容测量方法不同，可分为射频电容法、电荷转移法、电磁波谐振法等[14-15]。

经过对上述几种测量原油含水率方法的比较，选择了电容法测量，原因如下：(1)电容法实现方便简单，研发周期短，其他方法相对复杂繁琐，成本高。