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