關于青海油田原油脫水工藝的探討

岳興龍

摘要：油田生產過程中，油井產物通過分離處理，需將原油中游離水和乳化水脫除，達到外輸原油指標要求后外輸。本文深入分析原油脫水工藝及原理，歸納了各種原油脫水工藝的特點及適用范圍，并對青海油田原油脫水工藝技術進行探討，因地制宜，采取優化調整后的原油處理方式，以提高原油脫水效果，滿足青海油田節能降耗的技術要求。

關鍵詞：青海油田;原油脫水;游離水;乳化水

1 前言

注水驅動方式開采的油藏在我國油藏開發中占有極大的比例，目前青海油田原油除尕斯E13油藏采用氣驅外（目前僅處于實驗階段），其他區塊的油藏開采均采用水驅的方式，因而從油井產出的油、氣混合物中含有大量的采出水。原油含水不僅增大了原油的密度，降低了原油的品質，同時在油品轉輸的過程中增加成本，此外根據我國國家和行業的相關標準，商品原油的含水必須小于0.5%～2%，因此，必須在油田上對原油進行脫水處理，滿足商品原油的交接要求。青海油田下轄的各大油田均已進入開采的中后期，油田含水率不斷上升，以花土溝油田和英東油田為例，目前油田的綜合含水率已分別達到了75%與45%。

2 常用的原油脫水工藝

原油在開采及儲運的過程由于井筒、閥件、機泵等攪拌及乳化劑（原油中的瀝青質、膠質、環烷酸等等）的存在，易于形成穩定的油水乳狀液。常規原油乳狀液主要為“W/O”型乳化液和“O/W”型乳化液兩種形式，由乳化液具有的極強的穩定性，在不借助外在影響因素下，油水很難能夠自然分離。因此，長期以來針對如何破壞乳化液穩定性這一關鍵性的問題，對原油的脫水技術進行了深入的研究和探索，并形成了多種原油脫水工藝。目前國內外的主流原油脫水方法主要有以下幾種：

（1）沉降脫水：沉降法也稱重力式分離法，該方法是根據油水的密度差實現油水分層，而能夠自然分離的一種方法。在高含水期常用此種方法進行預脫水處理，脫水設備簡單且易操作，能夠有效的脫除原油中大量的懸浮水及機械雜質。但是該方式的沉降時間較長、脫水效率低，不能用于粘度大、成分復雜、含水率低、密度大的原油進行脫水。

（2）離心脫水：根據油和水的密度不同，乳化液中油水在高速的離心場作用下分離，從而達到破乳的目的。由于是在高速離心場的作用下，則離心場的場強越強，破乳的效果會越好。但是離心法也存在諸多缺點，該方法的設備在日常生產中維護強度大，所以該方法只適用于處理量很小的情況下（如實驗室）使用。

（3）熱化學沉降脫水：該方法通過對原油進行加熱，同時添加破乳劑以破壞油水乳狀液的界面膜，使原油中乳化水聚結合并，形成較大的水珠后依靠密度差沉降出來，其中破乳過程中溶膠作用和頂替作用的強度可以隨著破乳劑用量的改變而改變。熱化學沉降脫水優點是流程簡單、高效、快速、連續性好。缺點是破乳劑的針對性較強，同一種破乳劑無法適用于不同品質的原油，因此對于不同質地的原油需進行實驗室測試，以篩選出加注濃度低、脫水效果好破乳劑。由于熱化學沉降脫水的的工藝成熟，連續性、密閉性較好，目前國內各油田的絕大部分原油脫水均采用該工藝，應用范圍較廣。

（4）電脫水：在電場力的作用下，處于電場中的原油乳化液的小水滴被極化，兩個小液滴靠近、聚并，水滴逐漸擴大，聚結后的水滴在重力和電場力的作用下沉降出來。根據原油的不同性質和脫水指標，電破乳法的原油脫水分為一、二、三級。根據電脫水器的的供電方式不同，脫水電場分為直流電場、交流電池、交直流復合電場、脈沖電場四種電場形式，則對應著四種不同的電脫水模式，分別是交流電場脫水、直流電場脫水、交直流復合電場脫水、脈沖電場脫水。其中脈沖電場脫水有高效節能、穩定可靠的優點，是最近幾年新研究出來的電場形式，慢慢的成為原油脫水電破乳法的重要發展方向。

3 青海油田原油脫水工藝的調整

隨著科學技術的不斷發展，原油脫水工藝也多種多樣，但不同的原油脫水工藝都存在著優勢與短板。工程上常采用不同方式的組合以達到原油脫水的目的。以青海油田為例，油田密閉集輸流程的使用過的原油脫水工藝主要有兩種：第一種是熱化學沉降脫水工藝;第二種電脫水工藝。

2004年以前，油田內部脫水工藝以電脫水工藝為主，按照以往運行經驗，電脫水工藝在運行的過程中主要存在以下問題：

（1）流程中存在難處理的乳液層（油水過渡段）循環、積累儲存的弊端，乳液淤渣在循環過程中，由于加入了絮凝劑、防垢劑、防腐劑、殺菌劑，增加了乳液淤渣的導電性，淤渣越積越多形成惡性循環，干擾了脫水設備的正常運行。

（2）原油電脫水系統的處理效果，受到了油田開采過程中含水變化及井下酸化壓裂作業的制約和影響，同時也受到了區塊油田所采出的原油油品性質的制約和影響。為了提高采收率采，油田采用了各種方法和措施，普遍使用了使原油增產的各種藥劑，使產出的原油中進入了能使乳化液性質變頑固和形成“水包油”型乳化液的額外流體和固體，導致產出的原油乳化液越趨穩定，電脫水難度也越來越大，使電脫水器經常出現“倒電場”。

由于存在上述問題，2005年集輸系統調整后，常規電脫水工藝在青海油田已被淘汰。油田脫水工藝普遍調整為熱化學沉降脫水。但隨著含水率的不斷上升，熱化學沉降脫水也存在著明顯的不足。由于含水率的不斷上升，破乳劑的加注量及無效加熱的能耗明顯增加，為適應油田含水率不斷上升的現狀，油田脫水思路調整為“沉降脫水+熱化學沉降脫水”的兩段脫水方式，首先采用沉降法脫除原油中的游離水，再經加熱、化學破乳除去原油中的乳化水，從而達到原油脫水的目的。目前尕斯聯合站、花土溝聯合站的原油脫水均采用該工藝，并在實際應用中取得了較好的應用成果，取得了良好的經濟效益。

4 結束語

同一種原油脫水工藝無法適應所有的工況，油田脫水工藝應根據油田的開采階段、油品的性質及原油處理需求綜合判定，通過不斷的探索和實踐尋求適合自身的方法。

參考文獻：

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[2]趙志明，趙寧.原油脫水工藝的進展研究[J].當代化工，2021，50（03）：703-706.