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）有限公司天津分公司秦皇島32-6/渤中作業(yè)公司，天津300459）

在油田開采中，生產(chǎn)產(chǎn)物多以油氣水三相混合液為主，為實現(xiàn)對最終合格產(chǎn)品的有效輸出，便需要對油氣水三相混合液開展分離處理。現(xiàn)階段，對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現(xiàn)對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采中可起到至關(guān)重要的作用。為此，本文將對油氣水三相分離器在油田中的應(yīng)用展開進一步研究。

1 油氣水三相分離器概述

1.1 油氣水三相分離器的分類

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、用途等不同方面進行劃分，但在實際生產(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地偏小，可在海上采油進行推廣，且液面易于控制，可實現(xiàn)對泥沙、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、適用于汽油相對高的混合物等優(yōu)勢，不過其同時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格更低、結(jié)構(gòu)更緊湊等優(yōu)勢，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間[1]。在捕霧器區(qū)，氣體通過重力沉降區(qū)相對大的液滴沉降至液體中，不過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現(xiàn)對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，而沒有沉降至液體表明的相對小粒徑的油滴，則要隨著氣體經(jīng)過霧捕集器時方可實現(xiàn)有效去除。

1.3 油氣水三相分離器工作的原理

油氣水混合物由進口轉(zhuǎn)至分離器開展初步分離，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，在這過程中，同樣在重力影響下，油逐步朝上流動，水逐步朝下流動，進而實現(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)出液分離工藝的問題

長期以來，在一些原油集輸站點生產(chǎn)中，往往會應(yīng)用溢流沉降罐及緩沖罐對油氣水開展分離，因為此類分離設(shè)備存在結(jié)構(gòu)簡單、脫水效果不理想及脫出的污水含油量高等缺點，使得我國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)簡單、針對性不足、處理量小、運行效率不足等問題；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)計分離器過程中，僅關(guān)注分離器脫水質(zhì)量的表層問題，而沒有對脫水進行實質(zhì)性考慮，未建立如何針對分離問題的有效方案，使得分離器處理效率不足。基于這些原因的存在，以此對高效油氣水三相分離設(shè)備在油田開采中的應(yīng)用推廣提出了越來越迫切的需求。

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行流程

對于高效油氣水三相分離器的運行流程，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兩次脫液后經(jīng)由壓力控制轉(zhuǎn)至氣體系統(tǒng)。接下來，油水混合液經(jīng)過配流管有序轉(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)，通過對乳化劑進行加熱處理使其釋放活性，進一步使乳液實現(xiàn)分離，最終實現(xiàn)油滴聚結(jié)、聚流，通過隔板轉(zhuǎn)至油箱。

3.2 高效油氣水三相分離器應(yīng)用注意事項

針對現(xiàn)階段油田產(chǎn)出液分離工藝中存在的種種，現(xiàn)對高效油氣水三相分離器在油田中的應(yīng)用，提出以下幾點建議。首先，要想提升三相分離器的運行效率，可于油氣水混合物進入三相分離器中配備一個維穩(wěn)裝置，如此一來，可有效油氣水混合液在分離器中的混合物流動速度控制在一個相對理想的數(shù)值，在該種流動速度下，不僅有助于提升對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，在油田開采實踐中，應(yīng)切實結(jié)合該油田的實際情況，對三相分離器的各方面性能進行優(yōu)化調(diào)整，并就三相分離器運行期間可能引發(fā)的一系列運行風(fēng)險做有效評估，如此方可切實提升三相分離器的運行效率。相關(guān)研究人員指出，為實現(xiàn)對三相分離器的設(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，通過對分離出伴生氣、水等物質(zhì)的有效匯集，以達到防止資源浪費、提升油田開采綜合效益的目的[3]。最后，為了保障高效油氣三相分離器的運行效率，在運行三相分離器前應(yīng)當(dāng)開展好試壓工作，并檢測各個開關(guān)閥門的運行狀態(tài)；另外，在停運三相分離器時，則應(yīng)當(dāng)開展好對三相分離器的清潔工作，防止設(shè)備堵塞等對三相分離器有序運行造成不利影響。在三相分離器運行工程中，工作人員應(yīng)當(dāng)嚴格遵守設(shè)備運行的規(guī)章制度，嚴密觀測液量的轉(zhuǎn)變情況，并結(jié)合各道工序開展好對應(yīng)的化驗工作。眾多實踐表明，液面控制、壓力調(diào)節(jié)是影響三相分離器運行狀況的重要因素，為此，要想進一步提升三相分離器的運行質(zhì)量、效率，應(yīng)當(dāng)開展好日常檢查工作，檢查設(shè)備存在油竄水等問題，如果發(fā)現(xiàn)此類問題，應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r間采取解決措施，確保三相分離器的順利運行[4]。

4 結(jié)語

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現(xiàn)可靠的使用性能，推進了傳統(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，不僅可降低油田開采成本，還可提升石油開采質(zhì)量、效率，為油田生產(chǎn)工藝流程奠定有力基礎(chǔ)，對我國石油行業(yè)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。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行探索研究，明確油氣水三相分離器的分類、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題，加強對三相分離器技術(shù)應(yīng)用的研究分析，進而讓高效油氣水三相分離器在油田開采充分地發(fā)揮作用，積極促進我國石油行業(yè)的有序健康發(fā)展。