乳化強度對原油乳狀液粘度影響規律的研究

于敏 底國彬 孫鵬（中國石油工程建設有限公司華北分公司，河北 任丘 062552）

乳化強度對原油乳狀液粘度影響規律的研究

于敏 底國彬 孫鵬（中國石油工程建設有限公司華北分公司，河北 任丘 062552）

原油乳狀液穩定性及粘度受乳化方式、乳化強度、原油含水率的大小以及原油性質等多種因素影響，其中乳化強度影響較大[1]。該實驗研究通過對不同性質原油的不同乳化強度的粘溫曲線的測定試驗，總結出了乳化強度對乳狀液粘度的影響規律，制定出了不同性質原油的合適的乳化條件，為室內測試乳狀液粘度提供了科學合理的依據。

乳化強度；粘度；粘溫曲線

在油田開發初期和中期，原油乳狀液多為油包水型，后期多為水包油、油包水型的多重乳狀液。國內外一些科研工作者對油包水型乳狀液的粘度，進行了廣泛研究，并推導出許多理論或經驗公式。但是，這些公式具體應用于計算不同類型原油的乳狀液時，其相對誤差時大時小，而且應用于高含水的乳狀液時，其相對誤差更大。室內用旋轉粘度計進行原油乳狀液粘度的測試是較準確的方法，但在實驗室條件下，原油乳狀液粘度的測定受多種因素的影響，如乳化方式、乳化強度、原油含水率的大小以及原油性質等。其中乳化強度的大小對乳狀液的穩定性以及乳狀液的粘度影響較大。乳化強度太小不能使原油形成穩定的乳狀液，太大則使得乳狀液的粘度較大，不能真實地反映現場實際。因此，有必要在室內進行不同乳化強度的乳狀液制備試驗，通過測試其粘溫曲線，找出其影響規律，確定合適的乳化強度，為采油及工程設計提供更為準確的粘度基礎數據[2]。

1 實驗室不同乳化強度的粘溫曲線的測試

使用脫后原油和油樣中脫出的游離水，采用不同乳化強度制備成與原始油樣含水率相同的原油乳狀液，進行不同剪切速率條件的粘溫曲線測試，與原始油樣粘溫數據進行比較，粘度數據最接近原始油樣數據的乳化條件為最佳乳化條件。以下試驗只摘錄安11-7和京9-9的部分實驗數據。

1.1 安11-7原油測試

現場取回的安11-7油樣經測試含乳化水26.5%。

試驗乳化條件：乳化溫度40℃，恒溫時間30分鐘，乳化時間15分鐘。

隨著手搖次數的增加或機振強度的增大，原油乳狀液粘度與原始油粘度的相對誤差有逐漸減小的趨勢（個別數據除外），并且在手搖200下、250下或機振1500r/min、2000r/min條件下，相對誤差數據大部分在20%以內，按照原油粘度測試標準SY/T0520的要求，試驗的再現性在20%以內。所以對于粘度較小的原油，乳化強度可以采取手搖或機振兩種方式，手搖在200下～250下，機振在1500r/min～2000r/min均可以使制備的乳狀液接近現場實際情況。

1.2 京9-9原油測試

1.2.1 不同乳化強度條件下的粘溫曲線測試現場取回的京9-9油樣測試含乳化水53%。試驗乳化條件：乳化溫度60℃，恒溫時間30分鐘，乳化時間15分鐘。

對于京9-9原油，手搖150下至250下乳化的原油乳狀液粘度與原始油粘度相比較，相對誤差基本上在-50%以上，說明對于粘度較大的原油，手搖乳化強度不夠，制備的乳狀液不夠接近現場實際情況。不同強度的機振乳化，隨著乳化強度的增大，原油粘度增大，與原始油粘度的相對誤差逐漸減小，乳化強度至2500r/min以上，相對誤差基本上在20%以下，乳化強度為3000r/min時的相對誤差最小，說明對于粘度較大的原油，乳化強度以2500r/min～4000r/min為宜。

1.2.2 不同乳化時間條件下的粘溫曲線測試

在以上不同乳化強度條件試驗的基礎上，選擇3000r/min的乳化強度，60℃的乳化溫度，進行了不同乳化時間（15min、20min、25min）的粘溫曲線測定試驗，以確定最佳的原油乳化時間。

隨著乳化時間的延長，原油粘度逐漸增大，但在試驗的乳化時間條件下，原油粘度與原始油粘度的相對誤差值均在20%以內，說明原油的乳化時間控制在15min至25min之內，測試的乳狀液的粘度符合現場實際。

1.2.3 不同乳化溫度條件下的粘溫曲線測試

在以上不同乳化時間條件試驗的基礎上，選擇3000r/min的乳化強度，20min的乳化時間，進行了不同乳化溫度的粘溫曲線測定試驗，以確定乳化溫度對原油粘度的影響規律。

在試驗溫度范圍內，試驗數據沒有明顯的規律，試驗相對誤差基本在20%以內，說明乳化溫度只要使原油具有較好的流動性（即在牛頓流體范圍內），試驗結果即可滿足要求，乳化溫度太高，會使部分原油輕組分揮發，造成試驗相對誤差。

2 結語

（1）在試驗的乳化強度（手搖150下～250下，機振800r/min～3000r/min）范圍內，原油乳狀液的粘度隨著乳化強度的增大而增大。

（2）對于粘度較小的原油或中等粘度的原油，乳化強度可以采取手搖或機振兩種方式，手搖在200下～250下，機振強度在1500r/min～2000r/min均可以使制備的乳狀液接近現場實際情況。

（3）對于粘度較大的原油，不宜采用手搖乳化，應采用機振乳化，乳化強度以2500r/min～4000r/min為宜。

（4）采用機振乳化原油乳狀液，根據原油性質和含水率情況，乳化時間應控制在15min至25min之內，測試的乳狀液的粘度符合現場實際。

[1]趙建興:《對原油乳狀液粘度變化規律的認識》，油田地面工程，第四卷第四期（1985.8）.

[2]李思芽，王瑩，閹腳榮，嚴忠:《油包水型乳狀液穩定性的研究》，東北師大學報自然科學版，1985第四期.

于敏(1986-)，女，工程師，2009年畢業于西南石油大學應用化學專業，現從事油氣集輸及油田化學等相關工作。