淺析油氣水三相分離器在油田中的應(yīng)用

白洋 張仁君（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司秦皇島32-6/渤中作業(yè)公司，天津300459）

在油田開(kāi)采中，生產(chǎn)產(chǎn)物多以油氣水三相混合液為主，為實(shí)現(xiàn)對(duì)最終合格產(chǎn)品的有效輸出，便需要對(duì)油氣水三相混合液開(kāi)展分離處理?，F(xiàn)階段，對(duì)于油氣水三相混合液的分離技術(shù)應(yīng)用較為廣泛、效果較為明顯的主要為油氣水三相分離器，作為一種高壓設(shè)備，油氣水三相分離器可實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣水三相的一次性分離，收獲極佳的分離效果。由此表明，油氣水三相分離器在油田開(kāi)采中可起到至關(guān)重要的作用。為此，本文將對(duì)油氣水三相分離器在油田中的應(yīng)用展開(kāi)進(jìn)一步研究。

1 油氣水三相分離器概述

1.1 油氣水三相分離器的分類(lèi)

油氣水三相分離器可依據(jù)幾何外形、功能、工作壓力、分離原理、用途等不同方面進(jìn)行劃分，但在實(shí)際生產(chǎn)中，一般依據(jù)油氣水三相分離器的外形結(jié)構(gòu)，將其劃分成立式、臥式以及球形三種，其中，立式油氣水三相分離占用場(chǎng)地偏小，可在海上采油進(jìn)行推廣，且液面易于控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)泥沙、泥漿等雜物的有效清理，但其分離效果不及臥式油氣水三相分離器。油氣水三相分離器則具備處理成本低、處理氣量大、適用于汽油相對(duì)高的混合物等優(yōu)勢(shì)，不過(guò)其同時(shí)存在液面控制難度大，泥沙、泥漿等雜物不易于清理等不足。最后球形油氣水三相分離器具備承壓高，相較于前兩種油氣水三相分離器價(jià)格更低、結(jié)構(gòu)更緊湊等優(yōu)勢(shì)，但其則制造復(fù)雜，分離空間及液位緩沖能力受限等不足。

1.2 油氣水三相分離器的結(jié)構(gòu)

通常而言，油氣水三相分離器主要可分為入口分流區(qū)、集液區(qū)、捕霧器區(qū)及重力沉降區(qū)四大部分，其中，在入口分流區(qū)，油、氣流向及流速迅速轉(zhuǎn)變，油氣初步發(fā)生分離。在集液區(qū)，可為液體中的析出，油、水的沉降分離提供充足的停留時(shí)間[1]。在捕霧器區(qū)，氣體通過(guò)重力沉降區(qū)相對(duì)大的液滴沉降至液體中，不過(guò)大部分小液滴仍舊存在于氣體中，唯有在除霧器的作用下才可實(shí)現(xiàn)對(duì)該部分小液滴的有效去除，即為由小液滴繼承為大液滴沉降至液體中。在重力沉降區(qū)，氣體可將重力沉降的油滴轉(zhuǎn)移至氣液界面，而沒(méi)有沉降至液體表明的相對(duì)小粒徑的油滴，則要隨著氣體經(jīng)過(guò)霧捕集器時(shí)方可實(shí)現(xiàn)有效去除。

1.3 油氣水三相分離器工作的原理

油氣水混合物由進(jìn)口轉(zhuǎn)至分離器開(kāi)展初步分離，在重力影響下氣體得以被分離出液滴，液體經(jīng)由液體空間分離出氣泡，在這過(guò)程中，同樣在重力影響下，油逐步朝上流動(dòng)，水逐步朝下流動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)油水分離[2]。氣體經(jīng)由捕霧器除去小液滴后由出口輸出，油經(jīng)由上方的溢流隔板轉(zhuǎn)至油槽并從出油口流出，而水則從排水口流出。

2 油田產(chǎn)出液分離工藝的問(wèn)題

長(zhǎng)期以來(lái)，在一些原油集輸站點(diǎn)生產(chǎn)中，往往會(huì)應(yīng)用溢流沉降罐及緩沖罐對(duì)油氣水開(kāi)展分離，因?yàn)榇祟?lèi)分離設(shè)備存在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、脫水效果不理想及脫出的污水含油量高等缺點(diǎn)，使得我國(guó)石油輸出不論是其質(zhì)量還是其效率都不盡人意。現(xiàn)階段，影響油氣水分離效果的原因，主要包括以下幾方面：一是油氣水三相分離廣泛存在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、針對(duì)性不足、處理量小、運(yùn)行效率不足等問(wèn)題；二是原油脫氣脫水工藝流程較為復(fù)雜，分離設(shè)備脫水效果穩(wěn)定性不足，加之污水中含油量居高不下；三是分離設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)大同小異，使得設(shè)備功能趨于單一化，難以滿足一些相對(duì)復(fù)雜的工藝流程；四是分離設(shè)備界面操作及壓力操作等仍以人工操作為主，控制質(zhì)量偏低，使得原油脫水效果不佳，分離效果不盡如人意；五是在設(shè)計(jì)分離器過(guò)程中，僅關(guān)注分離器脫水質(zhì)量的表層問(wèn)題，而沒(méi)有對(duì)脫水進(jìn)行實(shí)質(zhì)性考慮，未建立如何針對(duì)分離問(wèn)題的有效方案，使得分離器處理效率不足?；谶@些原因的存在，以此對(duì)高效油氣水三相分離設(shè)備在油田開(kāi)采中的應(yīng)用推廣提出了越來(lái)越迫切的需求。

3 高效油氣水三相分離器在油田中的應(yīng)用

3.1 高效油氣水三相分離器運(yùn)行流程

對(duì)于高效油氣水三相分離器的運(yùn)行流程，主要可表述為以下幾方面：首先，油氣水混合液轉(zhuǎn)進(jìn)三相分離器，在重力、離心的作用下，使油氣水中很大一部分氣體被突出，然后分離器中少部分的氣體通過(guò)兩次脫液后經(jīng)由壓力控制轉(zhuǎn)至氣體系統(tǒng)。接下來(lái)，油水混合液經(jīng)過(guò)配流管有序轉(zhuǎn)至分離區(qū)，先經(jīng)由迷宮板緩沖整流，再沉降于沉降區(qū)，通過(guò)對(duì)乳化劑進(jìn)行加熱處理使其釋放活性，進(jìn)一步使乳液實(shí)現(xiàn)分離，最終實(shí)現(xiàn)油滴聚結(jié)、聚流，通過(guò)隔板轉(zhuǎn)至油箱。

3.2 高效油氣水三相分離器應(yīng)用注意事項(xiàng)

針對(duì)現(xiàn)階段油田產(chǎn)出液分離工藝中存在的種種，現(xiàn)對(duì)高效油氣水三相分離器在油田中的應(yīng)用，提出以下幾點(diǎn)建議。首先，要想提升三相分離器的運(yùn)行效率，可于油氣水混合物進(jìn)入三相分離器中配備一個(gè)維穩(wěn)裝置，如此一來(lái)，可有效油氣水混合液在分離器中的混合物流動(dòng)速度控制在一個(gè)相對(duì)理想的數(shù)值，在該種流動(dòng)速度下，不僅有助于提升對(duì)油氣水混合液的分離質(zhì)量、效率，還有助于降低油氣水混合液處理成本。其次，在油田開(kāi)采實(shí)踐中，應(yīng)切實(shí)結(jié)合該油田的實(shí)際情況，對(duì)三相分離器的各方面性能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并就三相分離器運(yùn)行期間可能引發(fā)的一系列運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)做有效評(píng)估，如此方可切實(shí)提升三相分離器的運(yùn)行效率。相關(guān)研究人員指出，為實(shí)現(xiàn)對(duì)三相分離器的設(shè)備性能的有效優(yōu)化，可將循環(huán)技術(shù)引入至設(shè)備中，通過(guò)對(duì)分離出伴生氣、水等物質(zhì)的有效匯集，以達(dá)到防止資源浪費(fèi)、提升油田開(kāi)采綜合效益的目的[3]。最后，為了保障高效油氣三相分離器的運(yùn)行效率，在運(yùn)行三相分離器前應(yīng)當(dāng)開(kāi)展好試壓工作，并檢測(cè)各個(gè)開(kāi)關(guān)閥門(mén)的運(yùn)行狀態(tài)；另外，在停運(yùn)三相分離器時(shí)，則應(yīng)當(dāng)開(kāi)展好對(duì)三相分離器的清潔工作，防止設(shè)備堵塞等對(duì)三相分離器有序運(yùn)行造成不利影響。在三相分離器運(yùn)行工程中，工作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守設(shè)備運(yùn)行的規(guī)章制度，嚴(yán)密觀測(cè)液量的轉(zhuǎn)變情況，并結(jié)合各道工序開(kāi)展好對(duì)應(yīng)的化驗(yàn)工作。眾多實(shí)踐表明，液面控制、壓力調(diào)節(jié)是影響三相分離器運(yùn)行狀況的重要因素，為此，要想進(jìn)一步提升三相分離器的運(yùn)行質(zhì)量、效率，應(yīng)當(dāng)開(kāi)展好日常檢查工作，檢查設(shè)備存在油竄水等問(wèn)題，如果發(fā)現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間采取解決措施，確保三相分離器的順利運(yùn)行[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合應(yīng)用效果得出，高效油氣水三相分離器可實(shí)現(xiàn)可靠的使用性能，推進(jìn)了傳統(tǒng)脫水模式的有效革新，并建立起了集輸系統(tǒng)脫水新模式。高效油氣水三相分離器在油田中的應(yīng)用，不僅可降低油田開(kāi)采成本，還可提升石油開(kāi)采質(zhì)量、效率，為油田生產(chǎn)工藝流程奠定有力基礎(chǔ)，對(duì)我國(guó)石油行業(yè)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)圍繞如何更有效地應(yīng)用好高效油氣水三相分離器進(jìn)行探索研究，明確油氣水三相分離器的分類(lèi)、結(jié)構(gòu)及其原理，理清油田產(chǎn)出液分離工藝中存在的種種問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)三相分離器技術(shù)應(yīng)用的研究分析，進(jìn)而讓高效油氣水三相分離器在油田開(kāi)采充分地發(fā)揮作用，積極促進(jìn)我國(guó)石油行業(yè)的有序健康發(fā)展。