專利名稱：一種原油脫水的裝置及原油脫水方法
技術領域：
本發明涉及石油及天然氣開發領域中一種原油的脫水裝置及利用該裝置對原油進行脫水的方法。
背景技術：
從井口或分離器中所獲取的原油往往含有水分，在進行實驗室油品分析或進行原油流體高溫高壓物性參數特征實驗分析時水分對實驗數據會產生影響從而無法獲取真實數據。因此需要對獲取的原油樣品進行原油脫水。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，該類水要根據乳化性質選擇合適的乳化劑才能脫水。
國內外實驗室在實驗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會發生改變，從而無法在實驗分析時獲得真實原油流體的高溫高壓物性特征參數數據。因此，需要尋求一種適合實驗室研究需要的操作簡單的不改變原油性質的原油脫水方式及設備。
發明內容
本發明的目的在于提供一種原油脫水的裝置，該裝置利用反應釜加溫加壓待處理原油，通過反應釜的上下搖擺帶動攪拌器在待處理原油中往復運動進行機械破乳并脫水，脫水后的原油不會影響任何物理化學性質，可直接供實驗室研究使用。本發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劑，脫水后的原油掛壁現象減弱，脫出的污水較為清澈。為達到以上技術目的，本發明提供以下技術方案。一種原油脫水的裝置，主要由反應釜、原油樣品腔、攪拌器、活塞、傳壓液腔組成，所述活塞位于反應釜內并將反應釜內腔分隔為原油樣品腔和傳壓液腔，所述原油樣品腔內有攪拌器，所述反應釜外有加熱保溫套，可以通過該加熱保溫套對釜內原油進行加溫，所述反應釜連接旋轉控制系統，使其可沿垂直方向旋轉180度，原油樣品腔內的攪拌器隨反應釜的旋轉可在原油樣品腔內做往復運動進行攪拌并機械破乳。所述傳壓液腔連接動力系統，動力系統通過傳壓液腔、活塞對釜內原油進行加壓，所述動力系統可以為恒壓泵。所述反應釜兩端均有反應釜蓋和閥門，原油樣品腔端閥門用于進樣及排樣，傳壓液腔端閥門可供加壓。上述原油脫水裝置是利用反應釜加溫加壓待處理原油即含水原油，反應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，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水存在；利用反應釜沿垂直方向旋轉帶動攪拌器在待處理原油中往復運動進行機械破乳，加壓后可保證高溫條件下原油與水均為液態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到原油脫水的目的。利用上述裝置進行原油脫水的方法，依次包括以下步驟(I)將反應釜內裝好活塞后，原油樣品腔內加入含水原油，并裝入攪拌器，傳壓液腔內加入傳壓液；(2)蓋上反應釜蓋，關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相連；(3)將反應釜加溫至大于100°C并加壓至大于反應釜設置溫度下水相的蒸汽壓，開啟旋轉控制系統使反應釜沿垂直方向旋轉，攪拌器隨反應釜的旋轉在含水原油中做上下往復運動，升溫稀釋原油并利用攪拌器攪拌以機械破乳方式進行脫水；(4)將反應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)當反應釜溫度達到設定溫度并穩定沿垂直方向旋轉兩個小時后，原油樣品腔端閥門朝下靜止5min后，打開該閥門排出水。本發明就是在密閉的反應釜中將含水原油依靠加熱及攪拌器的上下往復運動的機械破乳方式進行脫水，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。與現有技術相比，本發明具有以下特點(I)反應釜可自帶加熱系統，也可外加加熱系統，要求溫度至少可加熱至10(TC以上，從而達到分離原油中的自由水或游離水；(2)反應釜帶垂直旋轉至少180度的功能，旋轉過程中攪拌器的上下往復運動攪拌并剪切原油進行機械破乳，從而達到乳化原油脫水的目的；(3)不需要加入破乳劑，并且密閉環境下加熱原油脫水后其組分不發生任何變化損失;(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，達到油水快速分層的目的；(5)留在反應釜中的原油可直接進行地層原油復配實驗，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行業。
圖I為本發明原油脫水裝置示意圖。圖中1.原油樣品腔端閥門，2.反應釜，3.反應釜蓋，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.旋轉控制系統，11.傳壓液腔，12.動力系統，13.傳壓液腔端閥門。
具體實施例方式一種原油脫水的裝置，主要由反應釜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位于反應釜2內并將反應釜內腔分隔為原油樣品腔5和傳壓液腔11，所述原油樣品腔內有攪拌器6，所述反應釜2外有加熱保溫套4，所述反應釜2連接旋轉控制系統10，使其可沿垂直方向旋轉180度；所述傳壓液腔11連接動力系統12，動力系統通過傳壓液腔11、活塞8對釜內含水原油進行加壓；所述反應釜2兩端有反應釜蓋3和閥門，原油樣品腔端閥門I用于進樣及排樣，傳壓液腔端閥門13可供加壓。反應釜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，蓋好反應釜蓋3并連接好動力系統12 ;旋轉180度后將加溫至40°C左右的含水原油倒入原油樣品腔5，腔內加入帶攪拌器孔7的攪拌器6，蓋好反應釜蓋3并關閉反應釜原油樣品腔端閥門I后加溫加壓至大于10(TC、20MPa左右，旋轉反應釜使攪拌器6在反應釜中作上下往復運動，攪拌并剪切機械破乳。溫度穩定后繼續搖樣兩個小時，原油樣品腔端閥門I朝下后停止旋轉反應釜，并靜止5分鐘后緩慢打開該閥門排水至原油出現，注意，開閥門時保證動力系
統12壓力穩定，以保證排水壓力控制油水重力差。用該脫水原油進行地層原油復配后進行PVT流體相態特征測試過程中未發現有水再次出現。
權利要求
1.一種原油脫水的裝置，主要由反應釜(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)，位于反應釜內并將反應釜內腔分隔為原油樣品腔(5)和傳壓液腔(11)，所述原油樣品腔內有帶攪拌器孔(7)的攪拌器(6)，所述反應釜外有加熱保溫套(4)，所述反應釜連接旋轉控制系統(10)，使其可沿垂直方向旋轉180度；所述傳壓液腔(11)連接動力系統(12)，動力系統通過傳壓液腔(11)、活塞(8)對釜內含水原油進行加壓；所述反應釜(2)兩端有反應釜蓋(3)和閥門，原油樣品腔端閥門(I)用于進樣及排樣，傳壓液腔端閥門(13 )可供加壓。
2.利用權利要求I所述的裝置進行原油脫水的方法，依次包括以下步驟 (1)將反應釜內裝好活塞后，原油樣品腔內加入含水原油，并裝入攪拌器，傳壓液腔內加入傳壓液； (2)蓋上反應釜蓋，關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相連； (3)將反應釜加溫至大于100°C并加壓至大于反應釜設置溫度下水相的蒸汽壓，開啟旋轉控制系統使反應釜沿垂直方向旋轉，攪拌器隨反應釜的旋轉在含水原油中做上下往復運動，升溫稀釋原油并利用攪拌器攪拌以機械破乳方式進行脫水； (4)將反應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)當反應釜溫度達到設定溫度并穩定沿垂直方向旋轉兩個小時后，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，該裝置主要由反應釜、原油樣品腔、攪拌器、活塞、傳壓液腔組成，活塞將反應釜內腔分隔為原油樣品腔和傳壓液腔，原油樣品腔內有攪拌器，反應釜外有加熱保溫套，反應釜連接旋轉控制系統，傳壓液腔連接動力系統。該裝置利用反應釜加溫加壓待處理原油，通過反應釜沿垂直方向旋轉帶動攪拌器在待處理原油中往復運動進行機械破乳并脫水，脫水后的原油不會影響任何物理化學性質。本發明原理可靠，操作方便，不需要添加任何化學劑，脫水后的原油掛壁現象減弱，可直接進行地層原油復配實驗，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行業。
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 優先權日2012年10月12日
發明者王長權, 湯勇, 杜志敏, 石立紅, 孫揚 申請人:西南石油大學