稠油低溫預(yù)脫水工藝

郭爽(中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

稠油低溫預(yù)脫水工藝

郭爽(中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010)

隨著油田開發(fā)進入中后期，采出液含水率持續(xù)上升，聯(lián)合站脫水能耗增加。為了降低脫水能耗，采用低溫預(yù)脫水工藝，降低聯(lián)合站運行成本。結(jié)合遼河油田預(yù)脫水現(xiàn)狀，淺析幾種預(yù)脫水工藝。

低溫預(yù)脫水；稠油；原油脫水

隨著遼河油田開發(fā)進入中后期，采出液含水率持續(xù)上升，原油乳化嚴重，部分區(qū)塊含水已達85%以上。目前，遼河油田原油脫水多采用二段熱化學沉降脫水工藝，脫水合格原油外輸，原油脫出的含油污水進入污水處理系統(tǒng)進行深度處理。為了保障聯(lián)合站的脫水效果，二段的原油脫水溫度較高，造成脫水加熱負荷較大，加熱負荷的90%左右都用來加熱原油中的水，并且加藥量也較大，導致聯(lián)合站脫水能耗增加。因此，聯(lián)合站油水分離系統(tǒng)存在巨大的節(jié)能增效空間。

1 預(yù)脫水工藝介紹

1.1 大罐沉降預(yù)脫水工藝

大罐沉降預(yù)脫水工藝是目前油田聯(lián)合站常用的預(yù)脫水工藝，該工藝是通過重力沉降原理，依靠油水互不相溶，并存在著密度差，在重力和浮力的雙重作用下使連續(xù)相中的液滴浮升或沉降實現(xiàn)分離。油水混合物由入口管經(jīng)中心管和配液管流入沉降罐底部的水層內(nèi)。當油水混合物向上通過水層時，由于水洗作用使原油中的游離水和親水固體雜質(zhì)等并入水層，水洗過程至沉降罐油水界面處終止。經(jīng)沉降分離后的原油由浮動收油裝置排出沉降罐。罐內(nèi)污水自壓排至下端污水處理系統(tǒng)。

1.2 高頻聚結(jié)預(yù)脫水工藝

高頻聚結(jié)脫水裝置根據(jù)原油乳狀液的擊穿伏秒特性，通過調(diào)整高頻高壓脈沖的頻率和脈沖時間，使高頻脈沖輸出時間小于原油乳狀液在電極間形成短路擊穿所需的時間，在擊穿形成前關(guān)閉脈沖輸出，從而建立起穩(wěn)定的高壓高頻電磁場。高頻高壓電場使乳狀液中的水珠在電場中產(chǎn)生振動、變形。當外加電場頻率接近界面膜諧振頻率時兩者形成共振，界面膜因振動、變形幅度增大而破裂，實現(xiàn)破乳，并在電場力的作用下實現(xiàn)快速聚結(jié)合并，而后沉降。

根據(jù)油品物性的不同，初選電壓、電流、頻率范圍值，現(xiàn)場工藝調(diào)試時根據(jù)處理效果找到適合該油品的最佳頻率、電壓、電流及脈沖占空比。

常規(guī)電脫水器對入口含水要求較高，一般≤30%，對于乳化嚴重導電性強的原油含水要求≤10%。隨著原油采出液乳化程度的加劇，電導率增大，造成常規(guī)電脫水器易發(fā)生短路，能耗增加。高頻電脫水器即能克服常規(guī)電脫水器易短路、能耗高的缺點，又能發(fā)揮電場破乳的技術(shù)優(yōu)勢。

1.3 旋流聚結(jié)預(yù)脫水工藝

旋流分離技術(shù)是利用兩種不同密度、互不相溶的兩相液體混合介質(zhì)高速旋轉(zhuǎn)時，各相產(chǎn)生不同的離心力而進行分離的。

旋流分離器由一個分離腔、一或兩個入口、兩個出口組成。常用的分離腔為柱錐型。當油水混合物以一定壓力從旋流器周邊切向進入旋流器時，在分離腔內(nèi)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)流場，流體產(chǎn)生強烈的三維橢圓型強旋轉(zhuǎn)剪切湍流運動。由于油水兩相存在密度差，其受到的離心力、向心浮力、流體曳力等大小不同，混合物中的水在旋轉(zhuǎn)流場的作用下沿軸向向下和沿徑向向外運動，經(jīng)由旋流器底流口排出；混合物中的油向中心軸線方向運動，并在軸線中心形成向上運動的內(nèi)旋渦，經(jīng)由溢流口排出，從而達到兩相分離的目的。

1.4 管式預(yù)脫水工藝

管式預(yù)脫水工藝通過提高原油預(yù)脫水率，使30-55%的游離水在加熱前，從原油中脫出來，達到節(jié)約能耗的目的。管式預(yù)脫水工藝，由“梯形斜管、立式旋流器、臥式減壓氣浮罐”組成。油水混合液從入口管道進入梯形管中，利用一級梯形管的高效沉降功能，對來液進行油、氣、水、砂的初分離，分出含水油氣直接進油系統(tǒng)，分出的泥砂定期外排，分出的游離水經(jīng)加藥后進入到二級旋流器；通過二級旋流器旋流粗?；δ軐⑿∮偷尉鄄⒊纱笠旱危瑢⒂拖喾殖鲞M油系統(tǒng)，將水相分出進三級梯形管進一步除油；三級梯形管分離出的水進四級減壓氣浮罐，再次沉降，水從底部自壓至下端污水處理系統(tǒng)，油用泵抽至油處理系統(tǒng)。

2 預(yù)脫水工藝優(yōu)缺點分析

大罐沉降預(yù)脫水工藝高頻聚結(jié)預(yù)脫水工藝 旋流聚結(jié)預(yù)脫水工藝管式預(yù)脫水工藝優(yōu)點：1、脫水率高，85～95%；缺點：1、占地面積大；2、油品性質(zhì)不同，出水水質(zhì)變化較大。3、油品適用范圍較大。優(yōu)點：1、對來液波動變化適應(yīng)性較強，運行穩(wěn)定。2、壓降小0.05MPa。3、電場破乳，脫出污水含油量低。4、調(diào)整設(shè)備電場布置，可用于精脫水。缺點：1、裝置若并聯(lián)運行，脫出污水懸浮物較高。優(yōu)點：1、脫出水水質(zhì)較好，適合于污水的處理。缺點：1、旋流管易堵塞。2、壓降較大0.3MPa。優(yōu)點：1、一級管脫水效果較好。缺點：1、對來液量波動變化、措施井適應(yīng)性較差。2、水相壓降大0.75MPa。3、流程長，主要用于處理一級脫出污水。

3 結(jié)語

(1)在較低的處理溫度下，當進站來液含水率達到80%以上時，可采用預(yù)脫水工藝，節(jié)約天然氣和破乳劑。

(2)根據(jù)原油的油品性質(zhì)、處理液量及脫水溫度的不同，應(yīng)采取不同的預(yù)脫水工藝，從技術(shù)指標和經(jīng)濟性綜合研究最合適的預(yù)脫水工藝。

郭爽(1990- )，女 黑龍江大慶人，工程師，本科，主要從事油氣田地面工程設(shè)計與研究。