集輸系統脫水工藝優化與改進對策

宋春玲

摘 要：影響油田集輸和脫水效果的原因有很多，如稠油的溫度過高或過低、摻入的稀油的比例過高或過低、加入的催化劑的量不當、油水界面不合適等因素都將影響原油的脫水。原油脫水處理工藝其實是原油受原油破乳劑的化學作用而致使油水界面膜的平衡穩定受到破壞，釋放出膜內包覆的水，進而推動狀態上的油水分離，并基于油水密度的不同而發生的重力作用在沉降罐內自然沉降以達到最終的油水分離目的。原油脫水處理工藝對原油集輸系統來說，有著至關重要的意義，在集輸過程中會采用摻水流程，更是增加了原油中的水含量，為原油集輸造成很大不便，因此，需要在原脫水處理技術基礎上更加優化脫水工藝，才能有效提高原油集輸系統的運行效率。本文就是對原油集輸脫水處理工藝的優化進行分析和探討。

關鍵詞：脫水處理；集輸；運行效率；優化

原油集輸即是指油田原油的收集與處理以及運輸，原油中含有大量水以及溶解或懸浮于水中的泥沙類機械雜質與鹽等，這些物質的存在提高了原油集輸與煉制的難度，不僅使原油液流體積流量增大，而且也使得設備與管路的有效利用率大大降低。因此，在原油集輸前就必須凈化處理原油中的水及雜質等，為原油集輸創造更好的條件，也就是說，脫水處理是提高原油集輸效率的必要措施。傳統的原油集輸脫水工藝在原油脫水方面取得很大成就，但還是會受到一些方面的限制，所以原油脫水處理工藝的優化就變得相當重要了。

1原油脫水工藝原理

油田各油井生產的原油和油田氣進行收集、處理，并分別輸送至礦場油庫或外輸站和壓氣站的過程。包括集輸管網設置、油井產物計量、氣液分離、接轉增壓和油罐烴蒸氣回收等，全過程密閉進行。集輸管線熱力條件的選擇 根據中國多數油田生產"三高"原油（含蠟量高、凝固點高、粘度高）的具體情況，為使集輸過程中油、氣、水不凝，作到低粘度，安全輸送，從油井井口至計量站或接轉站間，一般采用加熱集輸。原油脫水處理工藝其實是原油受原油破乳劑的化學作用而致使油水界面膜的平衡穩定受到破壞，釋放出膜內包覆的水，進而推動狀態上的油水分離，并基于油水密度的不同而發生的重力作用在沉降罐內自然沉降以達到最終的油水分離目的。本文就是在此原理基礎上對原油脫水處理工藝進行優化試驗，并對試驗結果進行分析和討論。

2優化試驗的執行標準與實驗油樣

SY/T5281-2000<原油破乳劑使用性能檢測方法>為熱化沉降試驗與破乳劑篩選的執行標準，而SY/T7549一2000<原油粘溫曲線的確定（旋轉粘度計法）>則為原油粘溫曲線測定的依據標準。實驗采用的儀器為HaakeRS300流變儀，而試驗原油油樣則為勝利油田某區塊的新鮮混合原油，在短時間內的自然沉降后分出的乳化油與游離水則分別為水包油與油包水型試驗的試驗介質。該區塊原油具有膠質含量高且密度大、粘度高的特點，而其粘度會隨著溫度變化而變化，即是說，該區塊原油的粘度受溫度影響較大，屬稠油。

3試驗過程與結果分析

此次優化實驗主要包括兩個方面，即乳化油的油水反相點試驗及破乳劑的性能評價試驗。

3.1乳化油的油水反相點試驗

含水稠油的油水反相點很大程度上影響著集輸管線壓降，低含水量的乳化油油包水體系在向含水量超過極限值的水包油體系轉變時的含水量即為乳化反相點，過反相點的乳化油粘度大大降低，減小了原油集輸系統的運行壓力，這就是此項試驗的必要性。要配制乳化油，首先要以油樣混合油的質量比稱取水量和原油量，并在SOC恒溫下持續預熱30分鐘，然后將其放入高速混調器均勻攪拌，完成乳化油的配制。而用配制好的乳化油進行試驗，則發現該區塊含水稠油的粘度在含水率增高時隨之增大，并在含水率為76%時達到最大粘度，而乳化油在含水率超過76%時轉變為油水共存體系，原油粘度降低而水則為連續相，也就是說，該區塊稠油的含水反相點為76%。

3.2破乳劑的性能評價試驗

破乳劑性能評價試驗方法：將80毫升的乳化油裝入100毫升容量的磨口量筒并放入恒溫水浴內預熱，15分鐘后加入適當液狀破乳劑并振搖后再次放入恒溫水浴，對不同時間的脫水體積、油水界面、原油粘壁狀況以及脫出水色等進行實時地觀察記錄，然后由記錄數據計算出原油含水量。

（1）原油破乳劑篩選。溫度為SOC時，在試驗用混合油中投加劑量為每升100毫克與每升200毫克的準備好的1#破乳劑、2#破乳劑與在用破乳劑。根據原油含水率在不同沉降時間時的對比中發現，親油親水性較好的為2#破乳劑，其在加入混合油后，分子分散開來并擴散至整個油水界面，置換出油水界面膜上的分散天然乳化劑并形成界面膜，而油中的水聚結成大水滴并因為油水密度差異而在重力作用下自然沉降破乳。綜述，較之于1#破乳劑與在用破乳劑，2#破乳劑因其脫水率、脫水速度以及脫水效果等方面的優勢使其成為最佳原油破乳劑。

（2）熱化學脫水試驗。在溫度分別為60C、65C、70C、75C以及80C的條件下進行靜態的熱化學脫水試驗，分別對含水量為70%、60%、50%以及40%的乳化油投加2#破乳劑，劑量為80mg/L、100mg/L以及200mg/L。通過投加200mg/L的2#破乳劑至含水40%的乳化油中的熱化學脫水實驗與沉降效果可知，含水率為40%的乳化油中含有親油性活性物質，如膠質與瀝青質等，且由較強的界面穩定性。投加劑量為20mg/L的2#破乳劑至原油，并經過24小時的80C下熱沉降，原油的含水率并未達到標準要求，僅為4.6%。而投加200mg/L的2#破乳劑至70%的含水乳化油中的熱化學脫水試驗與沉降效果表明，油水界面膜上分散的天然乳化劑會隨乳化油含水率的增大而相對減少，同時也減弱了界面膜的穩定性，并且70%的含水乳化油受溫度影響較大，投加10mg/L的2#破乳劑并在70C條件下進行超過6小時的熱沉降，則原油含水率可達到標準要求。

4優化試驗結論

根據試驗結果可得出以下結論：（1）76%為該試驗區塊的原油油水轉相點，而集輸油含水在40%至70%之間時，不加劑乳化油具有較強的穩定性，而汗水在76%至80%之間時，原油集輸系統在安全運行的前提下容易脫水，還不會有太重的脫水處理負擔。（2）為使原油含水量達標，對于含水70%的集輸油，乳化油加劑量最宜為每升100毫升，脫水溫度控制在70C到75C之間，熱沉降時間應超過6小時。而40%至60%的含水油，乳化油加劑量最佳應保持在每升150至200毫克內，脫水溫度80C為最佳，而熱忱將時間則應超過24小時。

5 結束語

原油脫水處理在原油集輸方面發揮著很大作用，為有效提高原油集輸系統的運行效率，對原油脫水處理工藝的研究是相當必要而有意義的，尤其是在現有技術基礎上對脫水工藝進行優化改進，這是值得原油集輸系統研究領域深入分析和探討的課題，為提高原油集輸效率提供有力可靠的基礎保障。

參考文獻：

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[2] 王寧. 原油集輸脫水處理工藝優化措施分析[J]. 中國石油和化工標準與質量， 2016， 33（9）：290-290.