稠油低溫預脫水工藝

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)

隨著油田開發進入中后期，采出液含水率持續上升，聯合站脫水能耗增加。為了降低脫水能耗，采用低溫預脫水工藝，降低聯合站運行成本。結合遼河油田預脫水現狀，淺析幾種預脫水工藝。

低溫預脫水；稠油；原油脫水

隨著遼河油田開發進入中后期，采出液含水率持續上升，原油乳化嚴重，部分區塊含水已達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進行深度處理。為了保障聯合站的脫水效果，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，導致聯合站脫水能耗增加。因此，聯合站油水分離系統存在巨大的節能增效空間。

1 預脫水工藝介紹

1.1 大罐沉降預脫水工藝

大罐沉降預脫水工藝是目前油田聯合站常用的預脫水工藝，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相中的液滴浮升或沉降實現分離。油水混合物由入口管經中心管和配液管流入沉降罐底部的水層內。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等并入水層，水洗過程至沉降罐油水界面處終止。經沉降分離后的原油由浮動收油裝置排出沉降罐。罐內污水自壓排至下端污水處理系統。

1.2 高頻聚結預脫水工藝

高頻聚結脫水裝置根據原油乳狀液的擊穿伏秒特性，通過調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，在擊穿形成前關閉脈沖輸出，從而建立起穩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，實現破乳，并在電場力的作用下實現快速聚結合并，而后沉降。

根據油品物性的不同，初選電壓、電流、頻率范圍值，現場工藝調試時根據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，造成常規電脫水器易發生短路，能耗增加。高頻電脫水器即能克服常規電脫水器易短路、能耗高的缺點，又能發揮電場破乳的技術優勢。

1.3 旋流聚結預脫水工藝

旋流分離技術是利用兩種不同密度、互不相溶的兩相液體混合介質高速旋轉時，各相產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，在分離腔內產生高速旋轉流場，流體產生強烈的三維橢圓型強旋轉剪切湍流運動。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流場的作用下沿軸向向下和沿徑向向外運動，經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旋渦，經由溢流口排出，從而達到兩相分離的目的。

1.4 管式預脫水工藝

管式預脫水工藝通過提高原油預脫水率，使30-55%的游離水在加熱前，從原油中脫出來，達到節約能耗的目的。管式預脫水工藝，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，分出的泥砂定期外排，分出的游離水經加藥后進入到二級旋流器；通過二級旋流器旋流粗粒化功能將小油滴聚并成大液滴，將油相分出進油系統，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，油用泵抽至油處理系統。

2 預脫水工藝優缺點分析

大罐沉降預脫水工藝高頻聚結預脫水工藝 旋流聚結預脫水工藝管式預脫水工藝優點：1、脫水率高，85～95%；缺點：1、占地面積大；2、油品性質不同，出水水質變化較大。3、油品適用范圍較大。優點：1、對來液波動變化適應性較強，運行穩定。2、壓降小0.05MPa。3、電場破乳，脫出污水含油量低。4、調整設備電場布置，可用于精脫水。缺點：1、裝置若并聯運行，脫出污水懸浮物較高。優點：1、脫出水水質較好，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，可采用預脫水工藝，節約天然氣和破乳劑。

(2)根據原油的油品性質、處理液量及脫水溫度的不同，應采取不同的預脫水工藝，從技術指標和經濟性綜合研究最合適的預脫水工藝。

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計與研究。