海上油田原油脫水處理工藝的優化措施初探

張王耀

（中海石油（中國）有限公司，天津 300452）

我國經濟實現高速的發展，石油作為基礎能源與原材料在其中發揮了重要的作用。同時，經濟的騰飛也刺激了石油工業長足發展。比如，原油生產開發更加省時省力；原油的運輸過程更加安全；石油資源的開發逐漸由陸地轉向海洋。現階段就原油脫水處理工藝而言，雖然取得了一定的進步，但是原油的脫水處理還是采用一些較為傳統的方法，無法滿足海上油田生產需求。目前原油的脫水過程主要是對原油中水和油進行簡單的分離處理，傳統的處理方法雖然能夠滿足一般的原油脫水要求，但是就海上油田處理量大、產出液成分復雜、處理設備空間受限的情況而言又顯得有所不足。同時，在傳統原油脫水處理的過程當中還存在一些問題，如環境污染、危害系數大、處理方式單一、處理溫度較高、原油含水偏高等。因此，為了解決這些問題，需要對原油脫水處理的工藝進行進一步的研究和探討，期望研究出新的脫水處理方法，對原油脫水處理工藝進行優化和完善。

1 原油脫水處理原理分析

原油脫水處理的原理簡單來說，就是將由地下產出的含水原油中的油與水進行分離。由于含水原油中含有大量的油包水型乳化液，在分離的過程中，需要用到破乳劑。破乳劑作用過程是將含水原油中的乳化油和破乳劑進行充分的混合，在進行混合的過程中，會發生一定的化學反應。化學反應能夠破壞油與水之間的接觸膜，接觸膜被破壞，乳化液中的水就會被釋放。由于水和油的密度是不同的，受重力影響含水原油中的水和油就進行了有效的分離。在原油脫水處理的具體操作過程中，還需將原油進行加熱處理，提高其分子活性，使油和水更加容易分離。這是比較傳統的一種方法，在一定程度上能夠滿足原油脫水處理的一些要求。但是，傳統方法還存在著很多的缺點。比如，原油加熱過程中會消耗大量的能源，安全性難以保證，原油的純度不夠高等。鑒于以上的問題，本文將提出一些新的處理方法，對原油進行更好的脫水處理。新的脫水方法要充分考慮到以下幾個方面：（1）減少對能源的消耗；（2）提高安全性能；（3）提高原油的純度。

2 原油脫水方法分析

2.1 微波輻射法

微波輻射脫水法首先是利用微波的形式對原油進行加熱，其次，在利用微波的同時，利用高頻電磁場，通過高頻變化的電磁場作用，使原油乳化液當中的油與水的接觸膜破壞，將水從乳化液當中釋放出來，實現原油的脫水處理。微波輻射脫水法的優點，主要有以下2個方面。（1）用微波代替傳統加熱媒介，在有效提高原油分子活性的同時，減少對傳統能源的消耗，簡化熱媒工藝；（2）微波輻射脫水法利用電磁波高頻特性，使原油中的水在電場的作用下進行轉移和旋轉，原油中水分子的雙電層結構會受到不同程度的損害，能夠在較短的時間內減小電位，提高原油的脫水效率。

2.2 高頻脈沖法

高頻脈沖脫水法的原理主要是利用油和水電導率的差異，使含水原油當中的乳化液，在高強度電場的作用下被極化的一個過程。其中，乳化液遭到破壞時，接觸膜會發生松弛，在較高的電場作用下，在誘導偶極子的作用下，具有不同電性的粒子會相互吸引，并結合到一起。在此過程中，分散相的流體流速不同，其極化程度也會不同。此外，乳化液中具有不同的分散相，分散相中的各相具有不同的介電常數和不同的電導率，這在一定程度上也會影響電荷的極化，有利于粒子的碰撞凝結。

2.3 生物方法

生物方法主要是采用生物破乳劑，在原油脫水過程中發揮一定作用。其主要原理是利用生物破乳劑當中的一些微生物將乳化液表面的活性劑進行消耗，微生物借助于表面活性劑進行生長。微生物在生長的過程中，將乳化液接觸膜破壞，且其生長過程中還會發生代謝，分泌出一些代謝物質，這些代謝物質又具有天然活性的表面活性劑。此外，生物破乳劑還具有一定的活性，借助細菌和微生物將含水原油中的乳化液液滴相互接觸，從而能夠實現原油當中連續性與非連續性的乳化液相互接觸，并在細胞表面上聚結。生物方法利用破乳劑主要有以下優點：（1）環保無污染；（2）實現對原油的高效

脫水處理；（3）脫水效率高，脫水速度快。因此，生物方法是原油脫水處理較好的一種方法。

3 原油脫水工藝的優化

3.1 原油的預處理

對含水原油進行脫水之前，首先要對原油進行合理的處理。因為含水原油自井口產出后，其本身還存在一些問題影響脫水，比如原油溫度過低；原油乳化程度較高問題等等。為了實現對含水原油進行高效的脫水處理，需要對脫水的難易程度進行分析，選擇合適的脫水處理方法對含水原油進行進一步的脫水處理。另外，含水原油自井口產出后，可加注適當的破乳劑并進行加熱，有條件下可進行自然沉降初步脫水。

3.2 破乳劑的選擇

在原油脫水過程工藝中，破乳劑是必不可少的，因此破乳劑的選擇非常重要。科學的選擇原油破乳劑可實現對原油脫水效率的提高。破乳劑在進行選擇時，要根據不同的處理溫度，合理地進行選擇。海上油田可根據產出液溫度和熱媒加熱能力，充分考慮到使用溫度，脫水速度等因素，選取適應于本生產設施工藝的破乳劑，實現最有效利用。另外，在使用破乳劑的過程中，還要考慮到它的一個重要影響，破乳劑的脫水作用存在很嚴重的滯后問題，脫水效果不能立即顯示出來。實驗發現，其脫水效果一般在經過半個小時之后才能夠顯示出來。因此，破乳劑在使用過程中，要制定完善的使用制度，并科學的添加破乳劑的使用量。

3.3 脫水處理過程的優化

對原油進行脫水處理，其中脫水過程是非常關鍵的，不斷改進和優化海上油田原油脫水處理工藝可以從以下方面進行：

（1）優化預分離過程。原油脫水處理過程中的預分離主要是在原油進行深度脫水之前來完成。因此，相應的設備要對原油進行加熱、靜置、分離、輸送。在這個過程中實現對原油的初步脫水處理。

（2）優化脫水設備。原油脫水處理過程中設備的完善是保證脫水工作高效進行的關鍵。原油脫水過程中使用的三相分離器是脫水工藝中重要的設備。在三相分離器上增加微波輻射、高頻脈沖等設備，充分考慮溫度、濃度以及沉降時間等因素向其中加入適量的生物破乳劑，實現海上油田含水原油中的水和油高效分離。

4 結語

隨著社會發展和技術進步，海上油田在開采、處理、管輸等過程中的技術有很大的提升。不斷進行研究和創新，不斷發現其中各個環節存在的問題，并探索改進方法，更好地促進油田發展。海上油田在原油脫水過程中存在無法滿足生產需求的問題，比如，處理方式單一、原油含水偏高等。為了解決相關問題，不斷進行研究探索，改進脫水技術，使脫水工藝朝著安全環保、高效節能的方向進步，并且創新原油脫水方法，突破生產設施空間限制，有效提高其原油處理效果。本文對原油脫水方法的主要原理進行介紹，重點分析幾種原油脫水處理工藝，對傳統的脫水處理工藝進行改進和優化，并且提出一些有效改進措施，實現對原油脫水的高效處理，提高對含水原油的處理效果，以保證海上油田安全生產與經濟效益。