一种油田采出液破乳脱水装置及一种破乳脱水方法与流程

本技术涉及油田地面工程中的原油处理技术，尤其涉及一种基于多物理场耦合处理的油田采出液破乳脱水装置及一种破乳脱水方法。

背景技术：

1、页岩油和致密油已成为油田开发和建设主战场，年产量将达千万吨级；化学驱(聚合物驱、三元复合驱)产量将保持1000万吨/年以上。页岩油、致密油的油田采出液含有的胍胶以及化学驱采出液含有的聚合物、表面活性剂等成分，导致采出液乳化严重、油水界面膜强度增大，原油破乳脱水处理难度大。随着资源劣质化逐渐加剧以及提高老油田采收率采用新开发方式的需求越来越高，油田采出液处理技术面临日益严峻的挑战。

2、页岩油和化学驱复杂采出液的界面张力远低于常规采出液。在油水界面面积保持不变的情况下，降低界面张力，可使油水界面自由能降低，从而促进乳状液的形成。界面张力越低，乳状液的热力学稳定性越高。分散相外围的黏弹性界面膜有较高的机械强度，给乳液的聚结造成了动力学障碍，也即界面膜能够有效阻止液滴的聚并，使乳状液稳定。聚合物虽不溶于油相，但能与表面活性剂的亲水基团发生作用，增加了界面膜间的排斥力及空间阻力，增强界面膜强度；此外，聚合物可增加界面膜粘度，减慢排液过程。压裂液组分复杂，由稠化剂(羟丙基胍胶)等、交联剂、调节剂、黏土稳定剂、助排剂、破胶剂等组成。大规模压裂完成，油井投产后，大部分压裂液随采出液进入生产系统，压裂返排液中的胍胶、冻胶碎片、黏土颗粒等会吸附于油水界面，增强界面膜强度，导致破乳困难。复杂采出液乳状液平均粒径不足常规采出液粒径的一半，复杂采出液乳状液的分散程度更高、稳定性更高。根据斯托克斯沉降定律，小水滴在原油中的沉降速度与粒径的平方呈正比；同时，随着乳状液液滴直径的减小，乳状液的黏度越大，导致液滴的碰撞频率和聚结速率下降，从而稳定性更强。页岩油和化学驱复杂采出液的电导率是常规采出液的3倍～5倍，电脱水时导致运行电流大，击穿电压低，极间易短路，频繁垮电场。

3、当前采用的传统处理工艺技术和设备，流程较长、投资较高、运行成本较高、燃料(天然气或燃料油)消耗较大、碳排放较高，脱水指标控制难度大，垮电场运行不稳定，已经难以满足今后复杂采出液低成本高效处理的要求，迫切需要探索突破性技术。

技术实现思路

1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制本技术的保护范围。

2、第一方面，本技术提供了一种油田采出液破乳脱水装置，包括：加加热区、磁处理区、声处理区和电-磁-声综合处理区；

3、所述加热区、所述磁处理区、所述声处理区和所述电-磁-声综合处理区依次连接；

4、所述磁处理区被配置为能够提供磁场，所述声处理区被配置为能够提供声场；

5、所述电-磁-声综合处理区被配置为能够提供电场、磁场和声场。

6、在本技术提供的一种油田采出液破乳脱水装置中，所述加热区采用电加热；所述电加热的方法包括电阻式加热和电磁感应式加热中的任意一种或两种。

7、在本技术提供的一种油田采出液破乳脱水装置中，所述声处理区的声场类型为超声波声场；

8、在本技术提供的一种油田采出液破乳脱水装置中，所述声处理区所提供的声场的类型为驻波或行波。

9、在本技术提供的一种油田采出液破乳脱水装置中，所述磁处理区所提供的磁场的类型为恒定磁场。

10、在本技术提供的一种油田采出液破乳脱水装置中，所述电-磁-声综合处理区所提供的电场的类型为交变电场。

11、在本技术提供的一种油田采出液破乳脱水装置中，所述电-磁-声综合处理区所提供的磁场的类型为交变磁场。

12、在本技术提供的一种油田采出液破乳脱水装置中，所述电-磁-声综合处理区所提供的声场的类型为驻波和行波中的任意一种或两种。

13、第二方面，本技术提供了一种破乳脱水方法，使用上述的装置，所述油田采出液的电导率为5ms/cm至20ms/cm，任选地，所述油田采出液的界面张力为0.01mn/m至5mn/m，任选地，所述油田采出液的zeta电位为50mv至80mv，任选地，所述油田采出液中乳液的平均粒径为1μm至15μm；

14、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述油田采出液中包含酰胺类聚合物、生物多糖胶、表面活性剂、胍胶压裂返排液和滑溜水压裂返排液中的任意一种或多种。

15、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述油田采出液流经所述加热区后，所述油田采出液的温度至少高于所述油田采出液中的原油凝点的15℃以上；

16、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述油田采出液流经所述加热区后，所述油田采出液的温度至少高于所述油田采出液中的原油凝点的15℃至25℃；

17、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述声处理区所提供的声场频率为20khz至100khz；

18、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述声处理区所提供的声场功率为10kw/m2至25kw/m2；

19、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述磁处理区所提供的磁场的平均磁感应强度为1t至2.5t；

20、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的电场的频率不低于1khz；

21、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的电场的平均电场强不低于100kv/m；

22、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的电场的平均电场强度为100kv/m至500kv/m；

23、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的磁场的频率与所述电-磁-声综合处理区所提供的电场的频率的比例为(1至2):(1至2)；

24、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的磁场的频率与所述电-磁-声综合处理区所提供的电场的频率的比例为1:1；

25、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的磁场的方向与所述电-磁-声综合处理区所提供的电场的方向成0°至360°夹角；

26、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的磁场的方向与所述电-磁-声综合处理区所提供的电场的方向成90°；

27、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的磁场的平均磁感应强度不高于1t；

28、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的磁场的平均磁感应强度为0.2t至1t；

29、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的声场的频率与所述电-磁-声综合处理区所提供的电场的频率的比例为(1至2):(1至2)；

30、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的声场的频率与所述电-磁-声综合处理区所提供的电场频率的比例为1:1；

31、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的声场的驻波振动方向与所述电-磁-声综合处理区所提供的电场的方向成0°至360°夹角；

32、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的声场的驻波振动方向与所述电-磁-声综合处理区所提供的电场的方向相同；

33、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的声场的平均声场功率不高于10kw/m2；

34、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述电-磁-声综合处理区所提供的声场的平均声场功率为2kw/m2至10kw/m2。

35、在本技术提供的一种破乳脱水方法中，所述油田采出液在所述磁处理区的停留时间为1min至5min，在所述声处理区的停留时间为2min至10min，在所述电-磁-声综合处理区的停留时间为20min至80min。

36、本技术针对复杂采出液，采用多物理场耦合处理新技术，可以显著加速破乳脱水、促进油水分离。该方法具有协同处理、布局紧凑、流程简短、效率高、投资少、易操作、运行费用低、电气化率高、碳排放少等特点。

37、本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的其他优点可通过在说明书中所描述的方案来发明实现和获得。

38、附图说明

39、附图用来提供对本技术技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。

40、图1为本技术实施例中针对油田采出液进行多物理场耦合处理的油田采出液破乳脱水装置结构示意图；

41、图2为本技术实施例中电-磁-声综合处理区电场方向和磁场方向关系示意图；

42、图3为本技术实施例中针对油田采出液进行多物理场耦合处理的步骤。