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摘要：温度是决定油田地面工程投资和生产运行成本与能耗的关键因素。温度与集输处理工艺、装置、配套破乳剂间存在一定的协同效应。根据采出液性质，采用工艺和装置先进技术的同时，温度的优化成为决定工程成败的重点因素。本文依据斯托克斯公式，在充分分析不同性质原油脱水效率对温度的敏感性的前提下，确定了不同性质原油最优级处理温度优化的重点区间和考虑的主要因素。
主题词：原油 破乳脱水 脱水温度 优化
1 前言
油田的含水开采期占油井生命周期的90%以上，采出液脱水是油田地面集输处理系统的首要任务，也是油田投资和生产成本的决定性因素。根据采出液物性，优化集输处理工艺、设备结构参数、适应性的破乳剂，是提高处理效果、降低成本的重要过程。针对特定的集输处理流程，如何科学、高效地优化和选择最佳处理温度，成为降低油田生产成本和能耗的主要方法。
2 脱水原理
2.1 破乳脱水过程
原油破乳脱水大致分为三个过程：
乳状液破乳：解放被乳状液束缚的分散水滴;
聚结与聚并：分散的水滴不断聚结、聚并;
沉降分离：聚并长大的水滴，利用重力作用，实现油水分层。
添加破乳剂、使用润湿材料、电脱水工艺等工艺，主要通过提高乳状液破乳、聚结聚并两个过程的速度，达到简化处理工艺、提高脱水效率、降低脱水成本的目的。在特定的处理工艺和设备状态下，沉降分离效率是决定处理效果的最重要的环节。
2.2 脱水效率影响因素
在众多影响脱水效率的因素中，温度是最为关键的因素。温度直接决定了处理工艺的先进性和脱水处理的成本。
沉降分离过程中，脱水效率可用分散水滴的沉降速度表示，符合斯托克斯沉降分离公式。
对公式中任何非常数项产生影响的因素，都将最终影响采出液的分离效果。在确定的工艺流程中，温度通过对油水密度差、乳状液外相粘度的影响，是分离效率的主要影响因素。
3 脱水温度的优化
温度的变化，除间接影响破乳剂、脱水装置的脱水效率外，将对斯托克斯公式中的油水密度差、采出液外相粘度产生直接影响。由于不同性质的采出液，对温度的感受性不同，导致温度优化的依据、最佳优化温度区间不同。
3.1 温度对油水密度差的影响
由于原油与水的膨胀系数不同，温度的变化将会改变。
温度对不同原油密度的影响见图1，水的密度温度曲线见图2。
随着原油密度的增加，温度对对密度差的影響越小。原油密度在0.69g/cm3至0.99g/cm3范围内，每升高10℃，油水密度差增加0.5%～1.1%，沉降分离效率相应提高0.5%～1.1%。对于高密度原油，通过掺稀油或注入海水，有利于提高分离效率。
3.2 温度对粘度的影响
原油的粘温特性差异巨大，图4是温度通过影响原油粘度产生的对沉降分离效率的影响曲线。
注：图中数据计算过程中，假设分散水滴直径为10μm。
由图可见，对于石蜡基原油，在原油凝固点与析蜡点之间，沉降分离速率存在突跃，最佳脱水温度的优化区间重点宜在此范围内进行;对于低凝环烷基稀油，在整个实验温度范围内，对沉降分离效率影响较小，提高脱水效率的重点是强化其它脱水措施与低温破乳剂的配合;对于低凝环烷基原油及超稠油，温度对沉降分离效率的影响基本成直线关系，最佳温度的优化重点是与破乳剂相转变温度（PIT）的一致性，提高破乳剂作用效果，并根据处理指标要求，选择所需的最低处理温度。
4 结论
⑴根据采出液性质，优化和确定处理工艺、脱水装置等硬件设施，是降低投资和运行成本的前提。
⑵在特定处理工艺与装置条件下，温度是影响生产运行成本与能耗的关键因素。
⑶基于破乳脱水控制环节的沉降脱水过程（斯托克斯定律），不同性质原油的沉降分离效率，对温度的敏感性不同，最佳脱水温度的优化方法、确定依据存在差异。
低凝环烷基稀油，温度通过影响破乳剂性能间接影响脱水效率，温度优化的重点是温度对破乳剂的协同作用;
石蜡基原油，主要的温度优化区间在凝固点与析蜡点之间，大于析蜡点后优化的重点方向同低凝环烷基稀油。
低凝环烷基原油（稠油）和超稠油，在兼顾破乳剂协同作用的同时，重点优化温度对外相粘度影响造成的脱水效果差异。但一般脱水温度不宜超过140℃，否则会产生部分油水互溶现象，降低脱水效果。
参考文献：
1、油田化学，赵福麟，石油大学出版社，2010年9月1日，第2版;
2、D系列大分子高效破乳剂，李世洪等，石油科技论坛，2015年增刊;
3、石蜡基原油低温脱水问题初探，孙岩等，石油石化物质采购，2020年第9期
4、原油乳状液的稳定性研究与新型破乳剂研究进展，黄泾等，天津化工，2007年第1期
5、含聚合物原油乳状液破乳剂的研究，孙玉鹏等，应用化工，2015年第2期
6、影响原油脱水效果分析及提高脱水效果的应用，欧华等，环境科学与管理，2009年第10期
1、北京迪威尔石油天然气技术开发的限公司;2、中国石油工程建设有限公司北京分公司
主题词：原油 破乳脱水 脱水温度 优化
1 前言
油田的含水开采期占油井生命周期的90%以上，采出液脱水是油田地面集输处理系统的首要任务，也是油田投资和生产成本的决定性因素。根据采出液物性，优化集输处理工艺、设备结构参数、适应性的破乳剂，是提高处理效果、降低成本的重要过程。针对特定的集输处理流程，如何科学、高效地优化和选择最佳处理温度，成为降低油田生产成本和能耗的主要方法。
2 脱水原理
2.1 破乳脱水过程
原油破乳脱水大致分为三个过程：
乳状液破乳：解放被乳状液束缚的分散水滴;
聚结与聚并：分散的水滴不断聚结、聚并;
沉降分离：聚并长大的水滴，利用重力作用，实现油水分层。
添加破乳剂、使用润湿材料、电脱水工艺等工艺，主要通过提高乳状液破乳、聚结聚并两个过程的速度，达到简化处理工艺、提高脱水效率、降低脱水成本的目的。在特定的处理工艺和设备状态下，沉降分离效率是决定处理效果的最重要的环节。
2.2 脱水效率影响因素
在众多影响脱水效率的因素中，温度是最为关键的因素。温度直接决定了处理工艺的先进性和脱水处理的成本。
沉降分离过程中，脱水效率可用分散水滴的沉降速度表示，符合斯托克斯沉降分离公式。
对公式中任何非常数项产生影响的因素，都将最终影响采出液的分离效果。在确定的工艺流程中，温度通过对油水密度差、乳状液外相粘度的影响，是分离效率的主要影响因素。
3 脱水温度的优化
温度的变化，除间接影响破乳剂、脱水装置的脱水效率外，将对斯托克斯公式中的油水密度差、采出液外相粘度产生直接影响。由于不同性质的采出液，对温度的感受性不同，导致温度优化的依据、最佳优化温度区间不同。
3.1 温度对油水密度差的影响
由于原油与水的膨胀系数不同，温度的变化将会改变。
温度对不同原油密度的影响见图1，水的密度温度曲线见图2。
随着原油密度的增加，温度对对密度差的影響越小。原油密度在0.69g/cm3至0.99g/cm3范围内，每升高10℃，油水密度差增加0.5%～1.1%，沉降分离效率相应提高0.5%～1.1%。对于高密度原油，通过掺稀油或注入海水，有利于提高分离效率。
3.2 温度对粘度的影响
原油的粘温特性差异巨大，图4是温度通过影响原油粘度产生的对沉降分离效率的影响曲线。
注：图中数据计算过程中，假设分散水滴直径为10μm。
由图可见，对于石蜡基原油，在原油凝固点与析蜡点之间，沉降分离速率存在突跃，最佳脱水温度的优化区间重点宜在此范围内进行;对于低凝环烷基稀油，在整个实验温度范围内，对沉降分离效率影响较小，提高脱水效率的重点是强化其它脱水措施与低温破乳剂的配合;对于低凝环烷基原油及超稠油，温度对沉降分离效率的影响基本成直线关系，最佳温度的优化重点是与破乳剂相转变温度（PIT）的一致性，提高破乳剂作用效果，并根据处理指标要求，选择所需的最低处理温度。
4 结论
⑴根据采出液性质，优化和确定处理工艺、脱水装置等硬件设施，是降低投资和运行成本的前提。
⑵在特定处理工艺与装置条件下，温度是影响生产运行成本与能耗的关键因素。
⑶基于破乳脱水控制环节的沉降脱水过程（斯托克斯定律），不同性质原油的沉降分离效率，对温度的敏感性不同，最佳脱水温度的优化方法、确定依据存在差异。
低凝环烷基稀油，温度通过影响破乳剂性能间接影响脱水效率，温度优化的重点是温度对破乳剂的协同作用;
石蜡基原油，主要的温度优化区间在凝固点与析蜡点之间，大于析蜡点后优化的重点方向同低凝环烷基稀油。
低凝环烷基原油（稠油）和超稠油，在兼顾破乳剂协同作用的同时，重点优化温度对外相粘度影响造成的脱水效果差异。但一般脱水温度不宜超过140℃，否则会产生部分油水互溶现象，降低脱水效果。
参考文献：
1、油田化学，赵福麟，石油大学出版社，2010年9月1日，第2版;
2、D系列大分子高效破乳剂，李世洪等，石油科技论坛，2015年增刊;
3、石蜡基原油低温脱水问题初探，孙岩等，石油石化物质采购，2020年第9期
4、原油乳状液的稳定性研究与新型破乳剂研究进展，黄泾等，天津化工，2007年第1期
5、含聚合物原油乳状液破乳剂的研究，孙玉鹏等，应用化工，2015年第2期
6、影响原油脱水效果分析及提高脱水效果的应用，欧华等，环境科学与管理，2009年第10期
1、北京迪威尔石油天然气技术开发的限公司;2、中国石油工程建设有限公司北京分公司