第一节 原油乳状液
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第一节 原油乳状液
一、乳状液及其类型 二、原油乳状液的生成机理 三、原油乳状液的性质
一、乳状液及其类型
乳状液是一种或几种液体以液珠形式分散 在另一不相混溶的液体之中构成的分散体系。 乳状液中被分散的一相称作分散相或内 相，另一相被称作分散介质或外相。显然，内 相是不连续相，外相是连续相。
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影响乳状液粘度的因素
外相粘度 原油粘度越大，生成W/O型乳状液的粘度越大。
影响乳状液粘度的因素
内相体积浓度
含水率较低时，粘度随含水率的增加而缓慢上升； 含水率较高时，粘度迅速上升；当含水率超过某一
μ = μo e
乳状液粘度 原油粘度
kϕ
内相体积浓度
数值时，粘度又迅速下降，并发生转相（W/O型乳 状液变为O/W型或W/O/W型乳状液）。
第二节 原油处理的基本方法
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第二节 原油处理的基本方法
原油脱水包括脱除游离水和乳化水，其中关键是乳 化水的脱除。 乳状液的破坏称为破乳。 原油乳状液的破乳过程是由分散水滴相互接近、碰 撞、界面膜破裂、水滴合并、在油相中沉降分离等 一系列环节组成，常称之为水滴的聚结和沉降。
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第二节 原油处理的基本方法
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二、原油乳状液生成机理
3.原油乳状液的生成 在地面集输过程中： 从井口到计量站，从计量站到转油站，油、 水、气多呈气液两相混合状态输送，在集输管线 和设备里，油、水的激烈搅动也会促使乳化。
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二、原油乳状液生成机理
4.防止乳状液生成的措施： 采取措施使油井少出水，多出油（如合理注 水、封堵水层等措施） 尽量减少搅拌条件（如减少不必要的弯头、闸 门，尽量简化流程，减少泵剪次数）； 尽量减少油、水相混的时间。
三、原油乳状液的性质
分散度 粘度 密度 电学性质 稳定性和老化
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三、原油乳状液的基本性质
1.分散度 分散相在连续相中的分散程度，常用内相颗 粒平均直径的倒数表示或比表面积（颗粒总 表面积和总体积的比值）表示。 乳状液内相颗粒直径越小，分散度越高。
三、原油乳状液的基本性质
2.粘度
影响乳状液粘度的因素： 外相粘度 内相体积浓度 温度 乳状液的分散度（分散相粒径） 乳化剂及界面膜的性质 内相颗粒表面带电强度 内相粘度
从热力学观点看，原油乳状液属不稳定体系。水 滴仍有合并、减小油水界面，使系统界面能降至 最低的趋势，只是由于天然乳化剂构成的界面膜 有较高的机械强度阻止了水滴的合并沉降，所以 原油乳状液破乳的关键是破坏油水界面膜，促使 水滴的聚结和沉降。
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原油的脱水过程
1.破乳 原油乳状液中的油水界面因乳化剂的作用形成 的膜被化学、电、热等外部条件破坏，分散相 水滴碰撞聚结的过程。 2. 沉降 破乳后的水呈游离状悬浮于水中，在进一步的 碰撞过程中形成更大的水滴，靠重力作用沉入 底部。
原油脱水
原油和水在油藏内运动时，常携带并溶解大量盐 类，如氯化物、硫酸盐、碳酸盐等。
在油田开采初期，原油中含水很少或基本不含水，
第五章 原油处理
这些盐类主要以固体结晶形态悬浮与原油中。 进入中、高含水开采期则主要溶解于水中。
对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等固体机械杂 质，使之成为合格商品原油的工艺过程称原油处 理，国内常称原油脱水。
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影响原油稳定性的因素
温度：温度升高，稳定性下降。 主要原因： 加剧了内相颗粒的布朗运动，增加了互相碰撞、 合并成大颗粒的机率； 水和油的密度差增大，水滴易于在油相中下沉； 降低了原油的粘度，水滴易于下沉。
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影响原油稳定性的因素
水的pH值： pH值增加，内相颗粒界面膜的弹性和机械 强度降低，乳状液的稳定性变差。 时间： 随着时间的延长稳定性增强。
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W/O型乳状液显微照片
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二、原油乳状液生成机理
3.原油乳状液的生成 开采过程中： 当油、水混合物沿油管从井底向上流动时， 在井底的不同深处，压力从下到上逐渐降低， 溶解在原油里的伴生气不断逸出，而且体积不 断膨胀，油、水搅拌越来越激烈，当油、水混 合物通过油嘴的时候，压力突降，流速剧增， 原油碎散，大大增加了原油乳化程度。
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鉴别乳状液类型的方法
稀释法（冲淡法） 取一水滴或油滴与乳状液相接触，易于和乳 状液掺和者既是外相。 电导法 多数油相都是不良导体，而水相是良导体， 故测定乳状液的电导可以判断何者是连续相。
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鉴别乳状液类型的方法
显微观察法 由于原油和水的透光性不同，可用显微镜判断 乳状液的类型，在显微镜下，水是透明的，油 是黑色的。 若液珠不透明，则为O/W型乳状液； 若液珠透明，则为W/O型乳状液。
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影响原油稳定性的因素
乳化剂的类型和保护膜的性质： 乳化剂是低分子有机物，如脂肪酸、环烷酸和某些 低分子胶质，形成的界面膜强度不高，乳状液的稳 定性不高; 乳化剂是高分子有机物，如沥青质等，形成的界面 膜有较高的强度，使乳状液有较高的稳定性; 固体乳化剂，如粘土、砂砾、石蜡等，形成的界面 膜强度很高，乳状液的稳定性也很高。 界面膜的机械强度高，乳状液的稳定性高。
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第五章 原油处理
第一节 第二节 原油乳状液 原油处理的基本方法
游离水
原油中水的存在方式
在常温下用简单的沉降法短时间内就能从油 中分离出来 大部分游离水在油气水分离时被脱出。 乳化水 很难用沉降法从油中分离出来 它与原油的，因为 在含水原油中乳状液的性质直接影响着原油 脱水的难易。
三、原油乳状液的基本性质
5.稳定性和老化 原油乳状液的老化 原油乳状液随时间的推移变得逐渐稳定，乳状液 的这种性质称为乳状液的老化。在形成乳状液的 初始阶段，乳状液的老化十分显著，随后减弱， 常常在一昼夜后乳状液的稳定性较很少再增加。
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原油乳状液的老化
导致原油乳状液老化的原因：
乳状液形成时间越长，由于原油轻组分挥发、氧 化、光解等作用，使乳化剂数量增加； 原油内存在的天然乳化剂也有足够时间运移至分 散相颗粒表面形成较厚的界面膜使乳状液稳定。
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乳状液不稳定的表现
凝并（也称聚结） 指聚集的絮团变成一个大液珠； 凝并是不可逆的； 凝并导致液珠数目的减少和乳状液的完全破坏 即油水分离。 絮凝是凝并的前奏，凝并是乳状液破坏的直接 原因
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乳状液不稳定的表现
反相（也称变型） 指乳状液从O/W型变成W/O型，或者相反； 反相过程是乳状液中液滴的聚集和连续相分散 的过程，原来的连续相变成了分散相，而分散 相则变成了连续相。 引起反相的原因： 乳化剂类型的变更、相体积的改变、温度、增 大剪切
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乳状液显微照片
O/W型
形成乳状液的必要条件
① 形成的乳化液的两种液体不能混溶； ② 必须有足够的搅拌使一种液体以液滴的形式分 散到另一种液体之中； ③ 必须有乳化剂的存在。两个不相混溶的纯液体
W/O型
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（例如油和水）不能形成乳状液，必须要有乳 化剂起着稳定作用。
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乳化剂的作用
使乳状液稳定的物质称为乳化剂，乳化剂分散于 油水界面上形成界面膜，起到两个方面的作用： 降低油水界面张力，使乳状液得到一定程度的 稳定； 界面膜具有较强的机械强度，阻止了在布朗热 运动下，水珠在碰撞时的合并，使之形成稳定 的乳状液。
乳状液体积 含水率
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三、原油乳状液的基本性质
4.电学性质 原油乳状液的电导率除取决于含水率和水颗粒 的分散度、在很大程度上还决定于水中的含 盐、含酸、含碱量。 乳状液的电导率随温度增高而增大。
三、原油乳状液的基本性质
5.稳定性和老化 乳状液的稳定性： 乳状液不被破坏，抗油水分层的能力。 从热力学观点看，原油乳状液属不稳定体系。水 滴仍有合并、减小油水界面，使系统界面能降至 最低的趋势，只是由于天然乳化剂构成的界面膜 有较高的机械强度阻止了水滴的合并沉降。
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一、乳状液及其类型
根据内相与外相的性质，乳状液主要有两种类型： 一类是油分散在水(水是外相，油是内相)中， 如牛奶，简称水包油型乳状液，用O/W表示； 另一类是水分散在油(水是内相，油是外相) 中，简称油包水型乳状液，用W/O表示。
鉴别乳状液类型的方法
染料法 选择一种只溶于油相而不溶于水相的染料， 取少量加入乳状液中摇荡之。 若整个乳状液均被染色，则油相是外相； 若只是液珠呈染料之色，油便是内相。 鉴别常为黑色的原油有一定的困难。
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影响原油乳状液稳定性的因素
分散度和粘度 乳化剂的类型和保护膜的性质 内相颗粒表面颗粒带电 油水密度差 温度 水的pH值 时间
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合格原油的含水标准
“油田油气集输设计规范”规定： 出矿合格原油的质量含水量不大于1%； 优质原油含水量不大于0.5%。 较先进的炼厂进装置的原油要求： 含水不大于0.1％； 含盐量不大于3～5毫克/升。
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盐含量不达标时的处理方法： 向原油中掺入2%~5%的淡水，对原油进 行洗涤，使以固体结晶形态存在的盐类溶解于 水中，然后再脱水，使原油含盐量降低至允许 的范围内。
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二、原油乳状液生成机理
1. 形成原油乳状液的主要因素： 原油中含水，且油、水两相互不相溶； 原油中含有某些天然乳化剂。如沥青质、胶 质、粘土、砂粒等，多数具有亲油憎水性 质，因而一般生成稳定的W/O型乳状液。 在开采和集输过程中有强烈的搅拌作用。
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二、原油乳状液生成机理
2. 原油乳状液的类型: 除油田开采的高含水期外，世界上各油田所遇 到的油水乳状液绝大多数属于W/O型乳状液（因为 如沥青质、胶质、粘土、砂粒等多数具有亲油憎 水性质，因而一般生成稳定的W/O型乳状液），其 内相水滴的直径一般在0.1微米以上，在普通显微 镜下可观察到内相液滴的存在。