沉降等措施提高设备处理能力 水珠相遇会产生碰撞聚结 从发挥破乳剂最佳效能来讲 增大了原油沉降脱水的难度 测试乳状液的介电常数和击穿场强 出现了一些低密度 砂粒迅速下降分出 一般宜大于50m 可以超过设计处理能力20％运行 沉降时间较长(一般处理常规稀油沉降时间9h～24h 通过试验和经济对比确定 在确定电脱水器工作台数时 “当一台脱水设备检修 水层上方为水含量较多的油水混合物称油水乳状液 接转站 空气 3 稠油热化学沉降脱水宜采用常压沉降罐 首先需要确定进入电脱水器的原油含水指标 热化学脱水沉降时间的设计主要参照下列资料 取得了较好的效果 即水洗作用 混合后 进行经济对比后确定脱水工艺方案 既要注意充分发挥破乳剂的效能 即电脱水器排出污水与来油混合进沉降罐 影响了原油电脱水器的安全平稳运行及其脱水效果 有利于提高化学沉降效果 天然气压送方式 却有助于O／W型乳状液的生成致使污水含油量较高 因此 高黏原油 大庆北十三联合站是专门处理聚合物驱采出液的联合站 测试乳状液稳定性及受化学药剂种类和含量的影响 气候 而且电脱水工艺耗电较少 至于是否要求脱水器台数必须是三的倍数 采用平流式沉降分水罐 河南油田设计院不断改进沉降分水罐结构 3 这两个阶段要求液流处于两个截然不同的流动状态 ②三次采油形成的乳化液颗粒 沉降四个步骤 可设一台备用 ②在静止或液流明显地呈层流状态时 破乳剂性能等 原油中的泥砂粒径多在0.01mm～1.0mm (1)确保输往污水处理站的污水含油指标稳定 占用了沉降罐 每台脱水器对脱水站供电负荷相平衡的影响程度也不一样 净化原油的含水率应符合现行行业标准《出矿原油技术条件》SY 30min之内含水由50％降到13％ 处理稠油一段沉降时间6h～24h 对于特稠油 压力密闭沉降罐多数为卧式容器 沉降罐投资较大 油系统出水含油量指标控制在1000mg／L较为容易 5.3.10 当采用卧式压力沉降罐脱水时 由于天然气压力变化 混合 采用空罐沉降脱水 沉降时间与沉降效果关系曲线的折点一般就是沉降罐出口比较合理的含水率 在设计中 采用常压热化学沉降脱水 污水回掺后这些破乳剂将在一段脱水中重复利用 原油含水率的降低趋于平缓 加入点距脱水容器一般不小于50m 随着西部油田的开发建设 在脱水站加入最方便 含水率 对联合站老化油进行连续处理 5.3.7 乳化水用电化学法脱除比较经济 含油量不宜大于4000mg／L 这四步又可分为两个相对独立的阶段 5.3.7 这不仅影响电脱水器和加热炉负荷 1 在具体工程设计时 对于特稠油 5.3.8 对一般原油(包括经加热的重黏原油) 采用常规药剂和处理方法无法处理的 电脱水器脱出污水与站外来的含水原油有10℃～40℃的温差 但由于基本上是乳化水或小颗粒的游离水 且油水自乳化倾向强 为避免油气挥发 油水密度差小 油水沉降时间应根据原油性质 所以条文中仅提出 (3)按照美国石油学会标准《油气分离器规范》API 需要建设独立的老化油处理系统 进口原油含水60％上下 采用热化学沉降脱水时通常需要较长的沉降时间 如图1所示 原油黏度为30mm ①加热原油 供电方式 时间长短不一 超稠油采用两段热化学沉降脱水时 加强操作管理 污水回掺有以下几个作用 可近似为沉降罐全容积和单位时间处理液量的比值 对这种脱水工艺积累了较多的经验 并采用斜板 可以采用现有的工艺进行回掺处理 由于受交通 第二段热化学沉降脱出污水中会溶解较多的破乳剂 静态沉降脱水采用泵抽底水工艺 化学沉降脱水宜与管道破乳相配合 脱水罐的结构等的不同 5.3.12 脱水站等集输流程的各部位加过破乳剂 给出脱水电流随时间变化的关系 5.3.4 采用可控硅自动调节供电电压 流动过程 计量泵体积小 二段脱水宜采用静态沉降脱水工艺和污水回掺技术 以前曾采用天然气压送 采用高效三相分离器或高效压力沉降罐进行热化学脱水 将含水70％～90％的原油脱水到10％以下 作业及原油输送过程中形成的乳化液 并应设静态混合器以确保破乳剂与含水原油的充分混合 第二阶段可在油罐内进行 因含有大量的挥发气体 对W／O型乳状液具有一定的破坏作用 电化学脱水等多种 我国各油田电脱水器的耗电量有很大差别 可不另设备用 因而适宜采用容积较大的常压沉降罐 沉降“合一”设备 处理常规稀油乳状液采用平挂电极电脱水器 油水沉降时间 电脱水器等脱水设备的有效容积 特稠油及超稠油黏度更大 乳化状态稳定的 一般在3d内可以完成 ③钻井 电脱水器均可以平稳运行 阻碍W／O型乳状液的生成 本条是添加破乳剂应符合的一些规定 只靠重力自然沉降 降低了原油脱水设备的利用率 石西油田已采用两段热化学沉降脱水工艺 2 给出原油电化学脱水可行性报告 电脱水器还要考虑保证净化原油质量稳定 出口原油含水小于20％ 尤其是脱后污水含油量较高 当油 2 污水处理站运行良好 表2 水层厚度h 又方便管理的原则 极板布置方式 再延长沉降时间 (2)乳状液性质测试 近几年已逐渐取代比例泵 5.3.9 三相分离器内的液相停留时间 该站集油采用双管掺活性水流程 污油池 7513的要求 (2)据国外资料 应根据脱水处理的总液(油)量和单台脱水设备的处理能力确定 水汇管靠近罐顶与罐底时 脱水质量不会有明显变化 给出热化学沉降脱水可行性报告 连续 原油含水率迅速降低 一般采用电化学方法处理乳状液 出水口设在沉降罐的底部 3 显然一般沉降罐不能兼有上述两种作用 可设一台备用 掺水点距沉降罐应有一定的距离 油田站场的老化原油宜进行单独处理 3 水物性测试 (5)进行原油电化学脱水模拟试验 老化原油的脱水工艺应通过试验和经济对比确定 油水密度差更小 研制或筛选经济有效的破乳剂 较长的沉降时间是24min 5.3.8 都要保证破乳剂与含水原油在进入脱水容器之前充分混合 污水回掺量及污水沉降罐或含油污水处理站收油量之和确定 在原油生产中 ③冲洗除砂 设计不同的脱水工艺 据情报资料 沉降脱水与电脱水有一合理的含水率界限 在破乳剂作用下 按具体情况确定 其效能已为管道化学破乳脱水所证明 用沉降法脱除游离水比较有效 不宜采用 乳状液的乳化程度及采出液中三次采油驱油剂的类型和含量 从大庆油田大罐沉降的实测数据看 ②冲洗破乳 结合集输工艺流程确定 会使原油中大颗粒的水珠并入掺水中实现“以水脱水” 通过技术经济对比确定 为了充分发挥水洗作用 卧式压力脱水设备的台数应符合下列规定 进入沉降脱水器的总液量按进站液量 确定电脱水器台数时 (3)药剂回用 上述计算和理论分析 在电极结构合理 顶层为含少量水的原油 添加破乳剂应符合下列规定 条文中提出 通过一些油田的生产实践 按照原油电脱水的生产实践 乳化特别严重的原油则需采用电化学方法 随沉降时间的延续而增加 热化学处理乳状液工艺技术得到发展 电脱水器应按油量核算 5.3.13 5.3.12 老化油的产生受诸多因素的影响 各条曲线的折点也有所不同 多年来 沉降时间仅16min 油水混合物性质不同 由于原油性质的差别和单台脱水器处理量的不同 当采用脱水站加药时 根据上述试验结果 在能够满足脱水要求时 油水混合液的沉降时间为3min～15min 100μm～300μm的水滴 可避免输往污水处理站的污水含油指标不稳定情况的发生 此时已分出的水称游离水 可起“破乳降黏”作用 以油水中间过渡层等形式存在 开始水层厚度随时间迅速增加 5.3.1 其中第二段脱水采用静态沉降工艺 沉降部分有效容积为26m 脱水设备的设计处理能力是按试验的最大处理量 但由于有些稠油密度大 在井口加破乳剂 3 总之 5.3.6 2 若大于120％时 如东河塘 3 观察油水分层情况 原油含水率在30％以下时 5.3.5 阀门调节误差等原因 脱水温度应由试验确定 含水率 5.3.3 破乳剂加入量经常发生波动 改善热化学沉降脱水效果 破乳剂宜定量 在三相分离器中液相的停留时间见表2 已为沉降罐分层取样资料所证实 聚合物驱采出原油的脱水与水驱采出原油相比 通过试验确定 影响水层状态 特稠油 每种方法都有自己的特点和适用范围 留有适当裕量 但是需要密切监测联合站的运行参数 采用提高脱水温度 应结合原油集输系统的流程和布局 采用沉降时间可以反映沉降罐的效能 因此 均匀地加入含水油管道 以沉降时间为横坐标 当老化油数量较少 破乳剂的加入点 大庆油田多年来一直采用热化学沉降脱除游离水和电化学处理乳状液的两段脱水工艺 因聚合物属亲水性表面活性剂 使水中的油不易分离 由脱水设备排出的含油污水含油量不应大于1000mg／L 当老化油数量较多 热化学脱水沉降时间一般为10min～30min 沉降速度已十分缓慢 污水站内 ①在液流呈紊流状态时 人们曾在井口 占地面积较大 5.3.1 污水回掺的作用不如低含水时显著 应考虑到电负荷的相平衡因素 有利于提高化学沉降效果 电脱水的作用效果不好 按照斯托克斯公式计算 将这部分污水回掺 原油沉降的开始阶段 原油脱水工艺应根据原油性质 不能将乳化水脱下来 水黏度随温度的变化关系 聚结 脱水场强等对原油脱水效果的影响 破乳剂与含水原油应在进入脱水容器之前充分混合 使乳状液部分地破坏和水滴聚结 对于普通稠油处理站 ①从脱水系统的污水沉降罐和污水处理系统的沉降除油罐中回收的污油 采用热化学和电化学两段脱水时 含水率随沉降时间变化关系 脱水工艺应根据原油性质 5.3.2 经过计算和试验 胶质沥青质 虽然含水率还在降低 并留有适当的余地确定的 如辽河油田冷一联合站油系统出水含油达3000mg／L ／s时 若大于120％时 机械杂质 一般宜采用计量泵定量 ／h)计算 维修工作量较小 含水率 含水率 沉降时间可根据实际情况适当延长 如奥地利邵克钦油田接转站上的加热 5.3 在管理上有很多实际困难 将沉降罐分层取样分析的原油含水率作为纵坐标 脱水工艺应立足于密闭流程和设备 在药剂 0081和《原油电脱水设计规范》SY／T 可按照充分发挥破乳剂性能 均匀地将破乳剂加入含水油管道 输往污水处理站的脱后污水含油量指标在3000mg／L以下 常压沉降脱水罐应选用固定顶罐 5.3.10 本条是原油脱水工艺参数应符合的一些规定 大于300μm的水滴5min可以分离出来 卧式压力沉降罐的沉降距离基本上是一定值 所以应选用固定顶油罐 分离时间要45min到3h 抽底水泵操作时 5.3.2 从管理的角度出发 5.3.11 随着罐内油水界位下降 对联合站的运行产生了较大的影响时 辽河油田对于此类原油采用二段热化学沉降脱水 老化原油宜单独处理 老化油大都集中在沉降罐 4 乳状液的处理比较困难 0045-2008 在油井井口加入破乳剂可从根本上抑制油包水型乳化液的生成 由于水的黏度远小于原油 卧式脱水设备进行检修 电化学脱水等方式或不同方式的组合 若在脱水站加入 破乳剂品种和用量应由试验确定 用大股水掺入含水原油中 原油脱水方法有热化学沉降脱水 电化学脱水沉降时间一般为30min～60min 另外 可采用二段电脱水的污水回掺技术 其余脱水设备负荷不大于设计处理能力(额定处理能力)的120％时 按六组数据平均处理量(90m 计量站 (2)加热原油 考虑上述因素 超稠油处理站由于油水密度接近 以大庆中三站为例 只能采用常压沉降进行脱水 低黏度原油 加大破乳剂用量 应符合现行行业标准《原油热化学沉降脱水设计规范》SY／T 原油脱水工艺参数应符合下列规定 考虑破乳剂加入部位 游离水脱除器宜采用卧式压力容器 原油脱水工艺方式的选择要根据各油田生产实际和原油物性特点等 破乳剂性能 油系统出水含油量指标较难控制 3 是否采用污水回掺 在短时间内 悬浮在黏度较高的原油中不易沉降分出 原油脱水装置的设计 后来 脱水温度 在接转站加入一般还是可行的 4 这一指标应综合考虑沉降脱水和电脱水两个方面来确定 对于聚合物驱采出原油 在确定原油脱水工艺流程时 乳状液的乳化程度及采出液中三次采油驱油剂的类型和含量 并经过经济对比确定 细菌 通过试验和经济对比确定 抽出污水含油量增加 评价破乳剂加入浓度 经过70min含水率才下降2个百分点 油水自乳化倾向极强 (1)20世纪80年代初 除垢 循环剪切等因素的作用下长期积累形成的 沉降脱水器单台处理能力一般按液量核算 造成污水含油量较高 沉降时间对沉降脱水效果的影响 清砂等作业 聚结材料 5.3.4 又要考虑方便管理 难度有较大幅度的提高 稠油黏度大 管道化学破乳 并且在站内不定期地循环 多数曲线具有明显的折点 采用水溶性破乳剂脱水时 连续 作出沉降时间与沉降效果关系曲线 5.3.3 原油脱水工艺流程如下 沉降脱水器应按液量核算 5.3.6 这是考虑到长期生产中控制参数和破乳剂质量可能发生波动 测试油水相对(质量)密度随温度的变化关系 0045的有关规定 是很不合理的 1 使油水分离 处理乳状液主要采用热化学方法和电化学方法 由于原油性质 使进沉降罐原油温度升高 电脱水器的处理能力是指在一定含水率波动范围内的净化油生产能力 那就只起破乳作用 因此 无论在哪里加入 2 含油量不宜大于3000mg／L 当采用热化学沉降法和电化学法两段脱水时 沉降时间仅18min 上述分析和实测资料说明 使进沉降罐原油温度升高 操作不当时甚至会造成抽出原油情况发生 根据辽河油田经验 5.3 原油脱水 折点所对应的含水率大多数为10％～20％之间 将电脱水排出的污水输到接转站回掺 当一台脱水设备检修 老化原油是原油生产和处理过程中 即一段热化学沉降脱水把原油含水降到多少较为合理 对于轻质及中质原油 若在计量站或接转站加入 脱水能力进一步提高 在热化学和电化学两段脱水的处理流程中 5.3.5 常压沉降脱水罐的沉降时间应根据原油性质 主要来源于几个方面 脱除游离水通常用化学或热化学沉降方法 脱水设备的台数不宜少于2台 影响联合站的稳定运行 可按脱水站供电负荷相平衡情况确定 分离 处理聚合物驱乳状液采用竖挂电极电脱水器 还影响到一段沉降设备的结构形式和数量 特油公司二号处理站油系统出水含油达4000mg／L 聚合物使水相黏度增大 w 故在设计上采用沉降时间比采用表面负荷率更确切 对系统影响不大时 微弱的扰动都会影响脱水效果 当采用热化学和电化学两段脱水工艺时 混合后 脱水后的特稠油及超稠油含水率可根据原油用途和用户要求确定 其余脱水设备负荷不大于设计处理能力(额定处理能力)的120％时 应以充分发挥药剂的效能并方便生产管理为原则 但不应大于5％ 破乳剂用量应计量 图1 超稠油 各油田不同地区的原油乳化程度差别较大 防止老化油的数量增加 乳化水沉降速度十分缓慢 ⑤细菌作用下产生的含油悬浮物 (3)破乳剂研制(筛选)试验 一般为3min～20min)后水层厚度基本不再增加 测试判断乳状液类型 测试原油 (1)整个化学沉降脱水包括注入破乳剂 ④回收的落地油 这一能力不随含水率的变化而变化 沉降时间指沉降罐内沉降段的有效容积和单位时间处理液量的比值 破乳方法的不同 ” 乳状液的乳化程度 乳状液的乳化程度 条文中对破乳剂加入地点未作硬性规定 不宜多于6台 有些脱水罐的油水总沉降时间可以降至10min 原油性质较好时可采用热化学方法 处理聚合物驱采出原油时 给脱水站的运行管理带来了很大的困难 破乳剂的加入方式 结合工艺流程 进入常压沉降脱水罐的不稳定原油 进电脱水器的原油含水不宜大于30％ 用热水搅拌冲洗 破乳剂应尽量在进站阀组处加入 产品质量符合要求 国外游离水脱除器的沉降时间为2min～24min (1)原油 (4)进行含水原油的静置分层试验 经济效益是较好的 原油含水包括游离水和乳化水两部分 影响脱水效果 脱水温度 黏度高 4 因此 一段时间(各种不同密度的原油 原油脱水 可不另设备用 1 污水回掺有以下几个作用 证明第一阶段可在矿场集输管道内完成 浪费破乳剂 试验内容包括 12JR(2009)中规定 (2)原油脱水可采用污水回掺的工艺流程 破乳剂溶液配制等条件限制 把油水混合物试样静止置于试管内 根据油田原油脱水的实践经验 对原油脱水系统有较大影响的原油乳状液 通常第二段沉降脱出污水与站外来的含水原油有20℃～30℃的温差 卧式压力脱水设备包括卧式压力沉降罐和电脱水器 用计量泵或比例泵输入几种方式 脱水设备的结构等通过试验确定 我国多数油田的原油黏度和密度较高 当采用接转站沉降放水时 当原油含水较高时(例如70％以上) 原油脱水工艺宜采用热化学沉降脱水 处理1t净化油耗电仅为0.2kW·h 二段沉降时间10h～40h) 原油内含水率降低 Spec 评价破乳剂加入浓度 脱水后的原油含水率可根据脱水难度和原油去向综合确定 其沉降面积随油水界面的升降而改变 进电脱水器的原油含水率 1 大量的游离水迅速地沉下来 电化学脱水沉降时间的设计见《原油电脱水设计规范》SY／T 河南油田双河联合站的“三合一”设备 应考虑电负荷的相平衡因素