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