《井站运行与管理》教案-3.2.9 油水混合物的性质 教案

授课章节任务/项目项目三授课方式理论课√实践课□理实课□其他□授课次数第22次授课内容3.2.9油水混合物的性质计划课时1教学目标与要求知识目标：掌握油水混合物的性质能力目标：能熟练掌握油水乳状液的形成条件及破乳机理素质目标：培养学生团队协作能力培养学生分析问题解决问题的能力教学重点与难点重点：破乳机理难点：稳定乳状液的形成条件及破乳机理处理方法：通过视频教程与实例分析来处理重难点问题教学资源教材、课件、习题、教学视频教学过程主题/任务/活动教学方法/教具时间分配导入新课讲授5乳状液的性质教学视频+讲授30破乳脱水机理教学视频+讲授10小结讲授5作业/技能训练稳定乳状液的形成条件是什么？教学评估通过课堂表现评估教学效果教研室主任签名：年月日教学设计导入新课随着油田开发进入中后期，产出液中含水率逐渐升高，原油中所含有的水有哪些类型？这些水依靠何种方式才能脱除掉？一、原油含水的原因原油含水主要有以下三种原因（1）油层中原始原油本身就含有水，在地层条件下，油气水三相是共存于岩石孔隙中的。（2）为了保持油层压力，向油层内注入的水。随着油田开发进入中后期，地层能量明显不足，必须向油层中注入流体，提高地层所具有的压能。（3）在储存和运输原油中受气温的变化，石油容器罐内交替排出气体或吸入空气，由于空气的不断吸入，水蒸气不断进入，使原油中的水分子增加。二、水在原油中的存在形式根据水分在原油中存在的形式不同，原油中的含水可分为游离水和乳化水两种。游离水在常温下用简单的沉降方法在较短的时间内就可以从油中分离出来；乳化水与油形成了一定结构的乳状液，很难用简单的沉降法直接从油中分离出来，通常需要通过一定的方式破乳后再进行沉降脱水。因此，乳化水将是脱水的重点。三、乳状液的定义与分类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叫做分散相或内相；另一相被称为连续相或外相。乳状液都具有一定的稳定性。原油与水构成的乳状液主要有以下两种形式。一种是油以极小的液滴分散在水中，简称为水包油型乳状液，用O/W表示；此时，水是外相，油是内相；另一种是水分散在油中，简称为油包水型乳状液，用W/O表示；此时，水是内相，油是外相；另外，还有还有多重乳状液，即油包水包油型、水包油包水型等。四、油水乳状液的形成条件将两种纯的互不相溶的液体放在一起搅拌，例如将水和煤油放在一起用玻璃棒搅拌，可以看到煤油和水成了乳化状态，但静止以后很快就分成两层，得不到稳定的乳状液。这是因为液体在表面张力的作用下，总是趋于将自己的界面缩到最小。液体分散成许多小液滴后，物系内两种液体之间的界面面积增大，界面能增高，两相系是不稳定的。当小液滴碰撞在一起时，发生聚结，形成较大的液滴，界面能降低，两相系趋于稳定。这是一个自发的过程，是符合任何自由能都趋于最小这一普遍规律的。如果以上两相系中放入少许炭末，再用玻璃棒搅拌，结果发现已经形成的油水乳状液变得十分稳定，静止很长时间，水还是不能从油中分离出来。由此可以看出，要想得到稳定的乳状液还要有第三种物质存在。这种物质能显著地降低表面张力，并可形成一层坚韧的界面膜，阻止内相颗粒的沉降合并，保持乳状液的稳定。这种物质就称为乳化剂。乳化剂在乳状液的稳定中起着重要的作用。因此，油水混合液中形成稳定的原油乳状液条件是：（1）原油中含水，且油水两相互不相溶；（2）原油在开采和集输过程中有强烈的搅拌作用；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、水搅拌越来越强烈，当油、水混合物通过油嘴的时候压力突然降低，流速剧增，原油碎散，大大增加了原油的乳化程度。从井口到下游的流程中，油气水呈气液两相混合状态输送，在集输管线和设备中，油水的激烈搅拌也会促使原油乳化。（3）原油中含有某些天然的乳化剂，如胶质、沥青质、黏土、砂砾等，多数具有亲油憎水的性质，因而一般可生成稳定的油包水型乳状液。五、化学破乳脱水机理（1）顶替说，即认为加入的破乳剂比使原油乳化的乳化剂具有更高的活性，它能迅速穿过油相，分散到油水界面上，构成一个新的易破裂的界面膜，顶替原理由乳化剂形成的比较稳定的界面膜。这种界面膜在外力作用下容易破裂，使乳状液破乳。（2）反相说，即将某些能形成水包油型乳状液额乳化剂，加到油包水型的乳状液中，使原来油包水型的乳状液反相为水包油型的乳状液。在返乡过程中，界面膜破裂，乳状液破乳。使用这种方法时，要控制乳化剂用量，否则将形成稳定的乳状液。（3）分散说，即将某些有机溶剂，如汽油、苯、丙酮等加到乳状液中，对形成乳状液的胶质、沥青质、石蜡等乳化剂溶解，失效，减低原油粘度，得到使乳状液