油水界面對仰角式游離水脫除器分離效果的影響

董珂 大慶油田設計院

油水界面對仰角式游離水脫除器分離效果的影響

董珂 大慶油田設計院

仰角式游離水脫除器是一種以浮力分離方法為主的新型高效脫水裝置，主要適用于含水90%以上的油井采出液。油水界面儀安裝在仰角式游離水脫除器試驗樣機的上部，儀器的探桿為連續檢測元件，在全浸沒的狀態下，可測得油水界面位置。在較大的處理量下，油水界面的較小變化會引起脫后油中含水率的較大變化。主要原因是當處理量較大時，油相脫水效果對沉降時間的變化較為敏感，當油水界面變化時，引起油相沉降時間變化，使脫后油中含水率發生明顯變化。

油水分離；高效；仰角式；游離水；含水率

仰角式游離水脫除器是在油田生產中應用的一種新型高效脫水裝置，適用于含水90%以上的油井采出液。其關鍵技術在于仰角幅度、總體結構、設計參數的確定，及適用的工況條件和技術界限，本文針對油水界面高度與分離效率的關系進行研究。

1 工作原理

仰角式游離水脫除器是一種采用浮力分離方法為主的油水分離設備，其主要原理為：當設備有一定傾角時，特高含水油水混合物進入設備之后，首先在密度差的作用下，使油相聚集于容器的上段，水相聚集在容器的下段。而后，油相聚集段開始重力分離進程，水滴在重力的作用下，不斷從油連續相中沉降下來，脫除油相中的水；而水相聚集段開始浮力分離進程，油滴在浮力的作用下，不斷從水連續相中浮升上來，除去水相中的油。由于水量在進液量中占90%左右，因而浮力分離在采出液分離過程中占主導地位。

2 水界面儀安裝位置

油水界面儀安裝在仰角式游離水脫除器試驗樣機的上部，儀器的探桿為連續檢測元件，在全浸沒的狀態下，可測得油水界面位置。探桿以垂直于容器軸線的方向插入，在容器內的長度為800 mm，探桿端頭距容器底部100 mm。對于臥式容器，其理論可測油水界面的高度為120～880 mm。在樣機試驗過程中，界面儀的安裝姿態固定不變，當容器處于傾角設置狀態時，通過將儀器實測數據關聯仰角度數進行換算，來確定實際的界面高度。

3 界面高度對油水分離效果的影響

仰角游離水脫除器以12°仰角時處理效果為最佳，因而以12°仰角游離水脫除器水驅采出液油水界面高度與脫后油中含水、脫后水中含油的試驗數據為分析依據，并繪制關系曲線，見圖1。

圖1 油水界面高度與脫后油中含水的關系曲線

從圖1可以看出，隨著油水界面高度的上升，脫后油中含水率升高，脫后水中含油量降低。當油水界面高度在700～550 mm范圍內變化時，界面高度的變化對脫后水中含油量的影響非常明顯，最大變化率達到67.8%，而對脫后油中含水率的影響較弱些，最大變化率僅為34.1%。由此表明，在較大的處理量下，油水界面的較小變化會引起脫后油中含水率的較大變化。主要原因是當處理量較大時，油相脫水效果對沉降時間的變化較為敏感，當油水界面變化時，引起油相沉降時間變化，使脫后油中含水率發生明顯變化。仰角式游離水脫除器的脫后水中含油量的最大變化率隨進液量的增大呈變小趨勢。主要原因是當處理量較大時，采出液在容器的流速增大，水相浮升空間的介質紊動程度加劇，由界面變化引起的水相沉降時間變化對脫后水中含油量的影響減弱。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.022