三元复合驱采出液性质的研究及油水分离器的优化设计

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1、三元复合驱采出液性质的研究及油水分离器的优化设计天津大学硕士学位论文姓名：肖红申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张吕鸿20070101中文摘要三元复合驱油技术（碱，表面活性剂和聚合物，简称ＡＳＰ）是继水驱、聚合物驱油后在我国最具发展潜力的驱油技术。它是通过增加水驱动波及效率和降低驱替介质的流度，从而提高原油采收率的方法，并且已经取得了良好的现场试验效果。但近年来随着原油采出液含水量的升高，碱、表面活性剂和聚合物的不断返出，采出液中悬浮固体含量增加，油水乳化严重，导致处理难度加大。为了实现对采出液的有效分离，本文系统研究了三元复合驱采出液性质，在

2、此基础上优化采出液分离装置。研究结果表明：（１）采出液油相和水相粘度随着温度的升高而降低，随着剪切速率增大而减小。高于一定温度，剪切速率对粘度无明显影响。（２）采出液油相和水相的剪切应力均随着剪切速率的增加而增加，随着温度的升高而降低。———————————————————————————————————————————————（３）碱、表面活性剂和聚合物均可以影响油水界面流变性，三者共存时，油水界面弹性模量和界面粘度随着三元化学剂含量的增加而增大，界面张力则随着化学剂的增加而降低。（４）油水界面流变性可以作为评价破乳剂效果的一种有效手段。本文在明确三

3、元复合驱采出液的特点基础上开发了新型聚结填料，并通过现场实验对油水分离器进行内部结构及操作条件的优化设计。实验结果表明：内部构件对分离效率的影响最大的是填料长度，其次为填料类型、进口构件和稳流构件。对小试正交实验结果进行方差分析，确定了适合三元复合驱采出液油水分离装置的最优操作条件。分离后水相含油低于８００ｍｇ／Ｌ，油相含水低于１５％，达到三元复合驱采出液分离标准。此外，本文对出口水相油滴粒径分布进行测量和分析，水相大部分油珠分布于ｌ～ｌＯｇｍ之间，平均粒径在６９ｍ左右，最大油滴的粒径为３６１ｍａ，原有的分离器最大脱除粒径为４０１ａｍ，可见本文中新型油

4、水分离器能够脱除较小粒径的油滴，更适合于三元复合驱采出液的分离。关键词：三元复合驱；采出液；粒径分布；油水分离器ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅＡＳＰ（Ａｌｋａｌｉ／Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ／Ｐｏｌｙｍｅｒ）ｆｌｏｏｄｉｎｇｉｓａｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｌｏｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎａｆｔｅｒｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇａｎｄｐｏｌ———————————————————————————————————————————————ｙｍｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｉｔｒｅｃｏｖｅｒｙｂｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｓｗｅｐｔｇｒｅａｔｌｙｅｎｈａｎｃｅｏｉｌｈ

5、ａｓｌｏｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｄｉｓｐｌａｃｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｂｅｅｎｐｒｏｖｅｄｉｍｐｏｒｔａｎｔＡＳＰｆｌｏｏｄｉｎｇｈａｓａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｂｙｉｎｓｉｔｕｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｂｕｔｐｒｏｄｕｃｅｄｌｉｑｕｉｄｆｒｏｍｈｉｇｌｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔａｔｐｒｅｓｅｎｔａｎｄｉｔｉｓｍｏｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｔｒｅａｔｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｃｈｅｍｉｃａｌ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｅｄｌｉｑｕｉｄｆｒｏｍＡＳＰｆｌｏｏｄ

6、ｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｒｅｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｔｈｅｎｓｅｐａｒａｔｏｒｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｏｉｌ－ｗａｔｅｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔ：———————————————————————————————————————————————（１）Ｔｈｅｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｏｉｌｐｈａｓｅａｎｄｗａｔｅｒｐｈａｓｅｄｅｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｙｄｅｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｓｈｅａｒｒａｔｅ，ｂ

7、ｕｔｓｈｅａｒｒａｔｅｈａｓｌｉｔｔｌｅｅｆｆｅｃｔｏｎｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｂｏｖｅｃｅｒｔａｉｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｗａｔｅｒ（２）Ｔｈｅｓｈｅａｒｐｈａｓｅａｎｄｏｉｌｐｈａｓｅｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｓｈｅａｒｒａｔｅａｎｄｔｌｌｅｙｒｅｄｕｃｅｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．（３）Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｒｈｅｏｌｏｇｙｏｆｐｒｏｄｕｃｅｄｌｉｑｕｉｄｉｓｅｆｆｅｃｔｅｄｂｙａｌｋａｌｉ，ｓｕｒｆａｃｔａｎｔａｎｄｐｏｌｙｍｅｒ．Ｗｉｔｈａｌｌｔｈｅｔｈｒｅｅｃｈｅｍｉ

8、ｃａｌｓｉｎｔｈｅｌｉｑｕｉｄ，ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｒｈｅｏｌｏｇｙｉｎｃｒｅａｓｅｓａｎｄ