高效油氣水三相分離器及其應用效果分析

蘇武 長慶油田第四采油廠

在石油制造過程中，明確油、氣、水的成分，同時將油、氣、水三項分開。盡管油氣田開放，原油含水量不斷上升，但我國不少油田已進入高含水期，已達80%，而有效的分離才能獲得高質(zhì)量的石油資源。在油田生產(chǎn)中，三相分離器是主要設(shè)備之一，由于混合物不能融合在一起，因此，基于此特性有效地分離了油、氣和水三相，在實際應用中非常有效。在油田生產(chǎn)過程中，必須加大高效油氣水三相分離器在油田的應用，以提高生產(chǎn)效率，增強其經(jīng)濟效益和社會效益。

一、提高油氣水分離效率的重要性

（一）發(fā)展原油脫水技術(shù)提高分離效率

技術(shù)在原油脫水過程中起著非常重要的作用，它可以在客觀條件下去除原油中的水分。使用脫水法的工藝包括工藝技術(shù)、工藝原理和工藝流程，通過對工藝技術(shù)的長期研究，可以實現(xiàn)工藝技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新，促進石油企業(yè)的快速、穩(wěn)定發(fā)展。

（二）開發(fā)高效分離裝置可以提高分離效率

在原油分離脫水過程中，工作人員不僅要加強分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)研究，還要創(chuàng)新優(yōu)化相應的工藝技術(shù)，才能有效地提高設(shè)備的工作效率和脫水質(zhì)量，增加油田的經(jīng)濟效益和社會效益。

二、油水分離法

（一）重量測定

重量測定法是最常用的油水分離方法。由于油水分離過程有不同的密度，在構(gòu)建油水混合物時有特定的溫度和壓力條件，使其處于平衡狀態(tài)，在此狀態(tài)下，形成一定比例的水相和油相，并處于層流狀態(tài)。根據(jù)斯托克斯運動定律，在輕組分液體重力分離設(shè)計過程中，設(shè)計工作也是基于上述原則。

（二）離心法

在離心分離油氣水的過程中，高速旋轉(zhuǎn)的非均勻系統(tǒng)引起了不同的偏心，實現(xiàn)了油氣水的分離。使用離心機的過程會產(chǎn)生不同的密度，而特定的重力偏心率尤為重要。

（三）聚結(jié)

這種分離方法是屬于一種加速重力分離方法，是重力分離過程和聚結(jié)過程的有效結(jié)合。在采用聚結(jié)法過程中，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，工作效率高，油氣水停留時間較短，油氣水可完全分離，不同的油氣水含量濃度使用不同的方法。因此，為了最大限度地提高產(chǎn)量，要結(jié)合油田的實際情況，選擇合適的油氣水分離方法。

三、井下流體分離技術(shù)存在的問題

原油集輸生產(chǎn)中的油氣水分離是借助溢流沉淀池和緩沖池完成的。在實際使用中，隔板的結(jié)構(gòu)并不復雜，但有些是通用的。脫水效果和污染物可以去除泥漿含油量高的問題，對我國石油工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。以下問題是三相分離器實際應用中的問題：

首先，目前使用的三相分離器結(jié)構(gòu)比較簡單，在處理過程中處理量不高，整體運行效率較低。其次，脫氣原油過程相對復雜化，在脫水過程中，性能非常不穩(wěn)定，污水中也含有大量的油。第三，分離器在實際使用中不僅功能單一，而且使用范圍狹窄。第四，分離器在實際操作過程中往往人工完成各個環(huán)節(jié)，控制效果不足，分離效果不能滿足實際生產(chǎn)。第五，在隔板設(shè)計上，仔細考慮了隔板脫水的微觀方面，對隔板問題缺乏有效的解決方案。由于這些問題的存在，使得采油過程中的生產(chǎn)效率和質(zhì)量偏低，所以要加強對這些問題的研究和解決，不斷提高企業(yè)的經(jīng)濟和社會利益。

四、高效油氣水三相分離器的注意事項

高效油氣水三相分離器在運行過程中要求有足夠的氣密性，因此，在運行前要進行氣密性試驗，并打開或關(guān)閉閥門進行檢查。操作時，工作人員必須遵守相關(guān)制度，仔細觀察液量，其中，液位和壓力控制是高效油氣水三相分離器運行中的重要解決方案，對儀表平衡非常重要，可以提高數(shù)據(jù)監(jiān)測和控制的質(zhì)量。同時，要對日常維護過程全權(quán)負責，嚴格執(zhí)行設(shè)備維護計劃，確保設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，及時解決存在的問題，提高設(shè)備的運行效率。此外，在應用高效油氣水三相分離器時應考慮這些注意事項，以確保設(shè)備安全、穩(wěn)定地運行。

五、應用重力沉降法提高油氣水分離效率

三相分離器中最重要的設(shè)備是重力沉降器，油水兩相介質(zhì)由于兩者的密度不同具有不同的重力作用。在重力沉降器以及油的存在和含水層流現(xiàn)象中，由于密度較低導致原油從出油口流出，密度高導致污水從出水口流出。重力沉降油水分離工藝具有以下主要優(yōu)點：

（1）該裝置結(jié)構(gòu)簡單，無運動部件。

（2）流阻小，當系統(tǒng)壓力下降時，位置為進液口和出液口，分離過程中的流阻可以忽略不計。

（3）重力沉降內(nèi)壁磨損程度較小，液體流動速度較慢，因此，罐體與液體之間的沖刷作用不大。

（4）可處理油水混合物。

六、提高氣水分離器氣水分離效率方法

油田進入高含水期后，采用傳統(tǒng)的油氣水分離技術(shù)已不能滿足石油市場的需求，在原含水量不斷增加的背景下，原油、沉淀池和加熱爐在一定程度上不能滿足分離需求，生產(chǎn)成本趨于增加。在檢查原分離器的過程中，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)液體進入時對分離器的沖擊力較大，液體處于湍流狀態(tài)，在正常的操作過程中，人工進行操作非常困難。

目前采用臥式油氣水三相分離器，從井中排出的油氣水從裝置的氣囊位置上部進入，氣體經(jīng)過預分離后，氣體從分離器底部出口位置沿油管均勻分布，然后在容器B 中進行垂直沖擊，達到?jīng)_擊分離效果。使用波紋板對油氣水混合物進行分離后，進行沉降工作，才能有效地進行油氣水三相分離工作。

（一）加裝加熱器提高分離器的分離效率

通過在裝置中增加加熱器，將主要安裝位置布置在分離器下方，不僅有效提高了原油的污水分離效果，而且減少了原油的熱損失，使原油固化。因此，在實際操作過程中，合理使用加熱器，可以有效增強分離器的分離效果，有助于滿足日常分離需求。因此，可以根據(jù)油的實際情況選擇合適的加熱器，有效提高油井的采油效率。

（二）通過改變浮球液位控制器提高分離器分離效率

當天然氣和油水之間的流量達到平衡時，油水緩沖液位高度穩(wěn)定，浮在水面上的是氣油閥芯，通過連桿裝置帶有油氣調(diào)節(jié)器，使分離器內(nèi)的壓力和液位穩(wěn)定。在用連桿提升閥桿的過程中，關(guān)閉排氣口以及出油口。在這種情況下，壓力升高，排油率也有所提高，液位下降。

七、高效油氣水三相分離器在油田的應用

（一）三相分離器污水含量過多

在油田使用高效油氣水三相分離器之前，必須對其進行仔細檢查，以確保其穩(wěn)定性和安全性。因此，在檢查時，要注意以下幾個方面：首先仔細檢查油室的液位計和出口閥，以確保出口位置沒有堵塞，并且液位計上顯示的數(shù)據(jù)正確。其次，檢查油室的流入液量，確保流入液量在正常范圍內(nèi)。第三，油水接口裝置要仔細檢查，確保接口裝置的完整性。第四，油氣水分離問題要認真檢查，如有發(fā)現(xiàn)及時處理。

（二）水質(zhì)中含有雜質(zhì)，懸浮物含量過高

在實際制造過程中，需要對三相分離器的水質(zhì)進行檢測，并對檢測結(jié)果進行分析之后，發(fā)現(xiàn)水中有很多雜質(zhì)和懸浮物。此外，在三相分離器的實際應用中應仔細檢查相關(guān)裝置，以確認裝置的正常性和穩(wěn)定性，并且工作人員對設(shè)備進行詳細檢查，當設(shè)備排空后，水質(zhì)會逐漸恢復正常。

（三）氣動控制問題

三相分離器在實際應用中會產(chǎn)生一種相關(guān)的氣體，也是一種非常重要的能源，因此，要加大對這一資源的利用。氣動裝置可用于發(fā)電機發(fā)電，帶來更多的經(jīng)濟效益。在制造過程中，在高效的油氣水三相分離器的應用下，合理調(diào)整了氣壓，保證設(shè)備的正常工作。

（四）分離器水室進口堵塞問題

工作人員檢查了設(shè)備和浮球閥控制系統(tǒng)的壓力，檢查發(fā)現(xiàn)手動打開閥門后液位計下降明顯，松開并關(guān)閉連桿后，液位沒有與浮球閥和液位計及時上升，造成這種情況的主要原因是水室問題。但是發(fā)現(xiàn)的懸浮物比較干凈，沒有產(chǎn)生其他異物，很有可能是水室的出口被堵住了，損壞了三相分離器。此時工作人員應及時打開水室閥門，5 分鐘后，及時關(guān)閉水室出水閥，然后用液位計升高液位，液位上升后，水室恢復正常，可保證裝置的正常運行。

五、結(jié)論

石油生產(chǎn)是我國社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的保障，也是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源，但由于石油是不可再生資源，要保護石油資源。油田高效油氣水三相分離器的開發(fā)確保了三相分離器地穩(wěn)定、安全運行，提高了采油質(zhì)量和效率，降低了采油企業(yè)成本。在實際應用中，首先要掌握井中產(chǎn)生的流體分離技術(shù)存在的問題，然后研究高效油氣水三相分離器的注意事項，并在油田中使用油氣水三相分離器。此外，對企業(yè)的應用進行分析，不斷提高應用的質(zhì)量和效率，為我國石油工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。由于油氣水三相分離器使用時間長，可能會造成嚴重堵塞，從而影響分離效果。因此，在實際運行過程中，加強對油氣水三相分離器的日常維護，分析油氣水三相分離器在運行過程中出現(xiàn)的問題，根據(jù)相應的措施，對油氣水三相分離器進行分析，解決出現(xiàn)的問題，有效地提高工作效率。