專利名稱：一種原油脫水的裝置及原油脫水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油及天然氣開發(fā)領(lǐng)域中一種原油的脫水裝置及利用該裝置對原油進(jìn)行脫水的方法。
背景技術(shù)：
從井口或分離器中所獲取的原油往往含有水分，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室油品分析或進(jìn)行原油流體高溫高壓物性參數(shù)特征實(shí)驗(yàn)分析時(shí)水分對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會產(chǎn)生影響從而無法獲取真實(shí)數(shù)據(jù)。因此需要對獲取的原油樣品進(jìn)行原油脫水。原油中水的存在分兩種形式一種為自由水，一般采取加溫沉降方式即可去除；另一種為乳化水，該類水要根據(jù)乳化性質(zhì)選擇合適的乳化劑才能脫水。
國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)前含水原油普遍采用常壓加溫脫水、電脫水以及加破乳劑等脫水方式進(jìn)行原油脫水，通常使用這些方式脫水后的原油組分組成及高溫高壓物性參數(shù)會發(fā)生改變，從而無法在實(shí)驗(yàn)分析時(shí)獲得真實(shí)原油流體的高溫高壓物性特征參數(shù)數(shù)據(jù)。因此，需要尋求一種適合實(shí)驗(yàn)室研究需要的操作簡單的不改變原油性質(zhì)的原油脫水方式及設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種原油脫水的裝置，該裝置利用反應(yīng)釜加溫加壓待處理原油，通過反應(yīng)釜的上下?lián)u擺帶動攪拌器在待處理原油中往復(fù)運(yùn)動進(jìn)行機(jī)械破乳并脫水，脫水后的原油不會影響任何物理化學(xué)性質(zhì)，可直接供實(shí)驗(yàn)室研究使用。本發(fā)明的另一目的還在于提供一種原油脫水的方法，該方法原理可靠，操作方便，不需要添加任何化學(xué)劑，脫水后的原油掛壁現(xiàn)象減弱，脫出的污水較為清澈。為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。一種原油脫水的裝置，主要由反應(yīng)釜、原油樣品腔、攪拌器、活塞、傳壓液腔組成，所述活塞位于反應(yīng)釜內(nèi)并將反應(yīng)釜內(nèi)腔分隔為原油樣品腔和傳壓液腔，所述原油樣品腔內(nèi)有攪拌器，所述反應(yīng)釜外有加熱保溫套，可以通過該加熱保溫套對釜內(nèi)原油進(jìn)行加溫，所述反應(yīng)釜連接旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，使其可沿垂直方向旋轉(zhuǎn)180度，原油樣品腔內(nèi)的攪拌器隨反應(yīng)釜的旋轉(zhuǎn)可在原油樣品腔內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動進(jìn)行攪拌并機(jī)械破乳。所述傳壓液腔連接動力系統(tǒng)，動力系統(tǒng)通過傳壓液腔、活塞對釜內(nèi)原油進(jìn)行加壓，所述動力系統(tǒng)可以為恒壓泵。所述反應(yīng)釜兩端均有反應(yīng)釜蓋和閥門，原油樣品腔端閥門用于進(jìn)樣及排樣，傳壓液腔端閥門可供加壓。上述原油脫水裝置是利用反應(yīng)釜加溫加壓待處理原油即含水原油，反應(yīng)釜加溫范圍可控制在室溫-200°c之間，加熱升溫速率至少為1°C /min，承壓范圍在30MPa之內(nèi)，加壓至水相在所加熱溫度下的蒸汽壓以上，保證水相仍然以液態(tài)水存在；利用反應(yīng)釜沿垂直方向旋轉(zhuǎn)帶動攪拌器在待處理原油中往復(fù)運(yùn)動進(jìn)行機(jī)械破乳，加壓后可保證高溫條件下原油與水均為液態(tài)并利用其密度差快速分層，分層后可由樣品腔閥門排出水達(dá)到原油脫水的目的。利用上述裝置進(jìn)行原油脫水的方法，依次包括以下步驟(I)將反應(yīng)釜內(nèi)裝好活塞后，原油樣品腔內(nèi)加入含水原油，并裝入攪拌器，傳壓液腔內(nèi)加入傳壓液；(2)蓋上反應(yīng)釜蓋，關(guān)好原油樣品腔端閥門，打開傳壓液腔端閥門并通過傳壓管線將傳壓液腔與動力系統(tǒng)相連；(3)將反應(yīng)釜加溫至大于100°C并加壓至大于反應(yīng)釜設(shè)置溫度下水相的蒸汽壓，開啟旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)使反應(yīng)釜沿垂直方向旋轉(zhuǎn)，攪拌器隨反應(yīng)釜的旋轉(zhuǎn)在含水原油中做上下往復(fù)運(yùn)動，升溫稀釋原油并利用攪拌器攪拌以機(jī)械破乳方式進(jìn)行脫水；(4)將反應(yīng)釜壓力加至大于水在所加溫度的蒸汽壓值，保證水相在高溫下仍為液相而造成油水重力差使得脫水后原油與脫出水快速分層；·(5)當(dāng)反應(yīng)釜溫度達(dá)到設(shè)定溫度并穩(wěn)定沿垂直方向旋轉(zhuǎn)兩個(gè)小時(shí)后，原油樣品腔端閥門朝下靜止5min后，打開該閥門排出水。本發(fā)明就是在密閉的反應(yīng)釜中將含水原油依靠加熱及攪拌器的上下往復(fù)運(yùn)動的機(jī)械破乳方式進(jìn)行脫水，并利用高壓保證原油與脫出水的密度差，加快分層速度，利于排水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)(I)反應(yīng)釜可自帶加熱系統(tǒng)，也可外加加熱系統(tǒng)，要求溫度至少可加熱至10(TC以上，從而達(dá)到分離原油中的自由水或游離水；(2)反應(yīng)釜帶垂直旋轉(zhuǎn)至少180度的功能，旋轉(zhuǎn)過程中攪拌器的上下往復(fù)運(yùn)動攪拌并剪切原油進(jìn)行機(jī)械破乳，從而達(dá)到乳化原油脫水的目的；(3)不需要加入破乳劑，并且密閉環(huán)境下加熱原油脫水后其組分不發(fā)生任何變化損失;(4)高壓方式可保證原油脫出水仍為液相，從而建立了原油與水相的密度差，達(dá)到油水快速分層的目的；(5)留在反應(yīng)釜中的原油可直接進(jìn)行地層原油復(fù)配實(shí)驗(yàn)，方便簡單，并保留原油的高溫高壓物性特征，可用于原油性能測試的相關(guān)行業(yè)。


圖I為本發(fā)明原油脫水裝置示意圖。圖中1.原油樣品腔端閥門，2.反應(yīng)釜，3.反應(yīng)釜蓋，4.加熱保溫套，5.原油樣品腔，6.攪拌器，7.攪拌器孔，8.活塞，9.活塞膠圈，10.旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，11.傳壓液腔，12.動力系統(tǒng)，13.傳壓液腔端閥門。
具體實(shí)施例方式一種原油脫水的裝置，主要由反應(yīng)釜2、原油樣品腔5、攪拌器6、活塞8、傳壓液腔11組成，所述活塞8位于反應(yīng)釜2內(nèi)并將反應(yīng)釜內(nèi)腔分隔為原油樣品腔5和傳壓液腔11，所述原油樣品腔內(nèi)有攪拌器6，所述反應(yīng)釜2外有加熱保溫套4，所述反應(yīng)釜2連接旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)10，使其可沿垂直方向旋轉(zhuǎn)180度；所述傳壓液腔11連接動力系統(tǒng)12，動力系統(tǒng)通過傳壓液腔11、活塞8對釜內(nèi)含水原油進(jìn)行加壓；所述反應(yīng)釜2兩端有反應(yīng)釜蓋3和閥門，原油樣品腔端閥門I用于進(jìn)樣及排樣，傳壓液腔端閥門13可供加壓。反應(yīng)釜2清洗后放好帶有活塞膠圈9的活塞8，傳壓液腔11倒入傳壓油，蓋好反應(yīng)釜蓋3并連接好動力系統(tǒng)12 ;旋轉(zhuǎn)180度后將加溫至40°C左右的含水原油倒入原油樣品腔5，腔內(nèi)加入帶攪拌器孔7的攪拌器6，蓋好反應(yīng)釜蓋3并關(guān)閉反應(yīng)釜原油樣品腔端閥門I后加溫加壓至大于10(TC、20MPa左右，旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜使攪拌器6在反應(yīng)釜中作上下往復(fù)運(yùn)動，攪拌并剪切機(jī)械破乳。溫度穩(wěn)定后繼續(xù)搖樣兩個(gè)小時(shí)，原油樣品腔端閥門I朝下后停止旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，并靜止5分鐘后緩慢打開該閥門排水至原油出現(xiàn)，注意，開閥門時(shí)保證動力系
統(tǒng)12壓力穩(wěn)定，以保證排水壓力控制油水重力差。用該脫水原油進(jìn)行地層原油復(fù)配后進(jìn)行PVT流體相態(tài)特征測試過程中未發(fā)現(xiàn)有水再次出現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種原油脫水的裝置，主要由反應(yīng)釜(2)、原油樣品腔(5)、攪拌器(6)、活塞(8)、傳壓液腔(11)組成，其特征在于，所述活塞(8)裝有活塞膠圈(9)，位于反應(yīng)釜內(nèi)并將反應(yīng)釜內(nèi)腔分隔為原油樣品腔(5)和傳壓液腔(11)，所述原油樣品腔內(nèi)有帶攪拌器孔(7)的攪拌器(6)，所述反應(yīng)釜外有加熱保溫套(4)，所述反應(yīng)釜連接旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)(10)，使其可沿垂直方向旋轉(zhuǎn)180度；所述傳壓液腔(11)連接動力系統(tǒng)(12)，動力系統(tǒng)通過傳壓液腔(11)、活塞(8)對釜內(nèi)含水原油進(jìn)行加壓；所述反應(yīng)釜(2)兩端有反應(yīng)釜蓋(3)和閥門，原油樣品腔端閥門(I)用于進(jìn)樣及排樣，傳壓液腔端閥門(13 )可供加壓。
2.利用權(quán)利要求I所述的裝置進(jìn)行原油脫水的方法，依次包括以下步驟 (1)將反應(yīng)釜內(nèi)裝好活塞后，原油樣品腔內(nèi)加入含水原油，并裝入攪拌器，傳壓液腔內(nèi)加入傳壓液； (2)蓋上反應(yīng)釜蓋，關(guān)好原油樣品腔端閥門，打開傳壓液腔端閥門并通過傳壓管線將傳壓液腔與動力系統(tǒng)相連； (3)將反應(yīng)釜加溫至大于100°C并加壓至大于反應(yīng)釜設(shè)置溫度下水相的蒸汽壓，開啟旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)使反應(yīng)釜沿垂直方向旋轉(zhuǎn)，攪拌器隨反應(yīng)釜的旋轉(zhuǎn)在含水原油中做上下往復(fù)運(yùn)動，升溫稀釋原油并利用攪拌器攪拌以機(jī)械破乳方式進(jìn)行脫水； (4)將反應(yīng)釜壓力加至大于水在所加溫度的蒸汽壓值，保證水相在高溫下仍為液相而造成油水重力差使得脫水后原油與脫出水快速分層； (5)當(dāng)反應(yīng)釜溫度達(dá)到設(shè)定溫度并穩(wěn)定沿垂直方向旋轉(zhuǎn)兩個(gè)小時(shí)后，原油樣品腔端閥門朝下靜止5min后，打開該閥門排出水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種原油脫水的裝置及原油脫水方法，該裝置主要由反應(yīng)釜、原油樣品腔、攪拌器、活塞、傳壓液腔組成，活塞將反應(yīng)釜內(nèi)腔分隔為原油樣品腔和傳壓液腔，原油樣品腔內(nèi)有攪拌器，反應(yīng)釜外有加熱保溫套，反應(yīng)釜連接旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，傳壓液腔連接動力系統(tǒng)。該裝置利用反應(yīng)釜加溫加壓待處理原油，通過反應(yīng)釜沿垂直方向旋轉(zhuǎn)帶動攪拌器在待處理原油中往復(fù)運(yùn)動進(jìn)行機(jī)械破乳并脫水，脫水后的原油不會影響任何物理化學(xué)性質(zhì)。本發(fā)明原理可靠，操作方便，不需要添加任何化學(xué)劑，脫水后的原油掛壁現(xiàn)象減弱，可直接進(jìn)行地層原油復(fù)配實(shí)驗(yàn)，并保留原油的高溫高壓物性特征，可用于原油性能測試的相關(guān)行業(yè)。
文檔編號C10G33/00GK102876354SQ20121038808
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者王長權(quán), 湯勇, 杜志敏, 石立紅, 孫揚(yáng) 申請人:西南石油大學(xué)