《5.3  原油【脱水 》 5.【3，.1  原油脱【水方法有热化学沉降！。脱水、电化学脱水】等多：种每：种方法都有自己的特！点和适用范围因此】脱水工艺《应根据原油性—质、含水率》、，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、】破乳剂性《能等通过试验—和经济对比确定试验！内容包括《 《     (【。1)原油、水物【性测试？测试原油《、水：黏度随温度的变化】关系测试油水相对(！。质量)密度随—温度的变化关系 】 《     》(2：。。。)乳状？液，性质：测，试，测试：判断：乳状液类型测试乳】状液稳定性及—受化学药剂种—类和含量的影响测】试乳状液的》介电：常数和击穿场强 ！     】(3)破乳剂研【制(筛？选)：。。试验研制或筛选经】济有效的破乳剂【 —    (4)进行！含水原油《的静置分层试—验评价破乳剂加入浓！度、脱？水温度、《沉降时间对沉降【脱，水效果？的影响给出热化学】沉降脱水《可行性？报告 】  ：  ：(5)进行原—油电化学脱水模【拟试验评《价破乳剂加》入浓度、脱水温度】、供电方式、—。极板布置《方式、脱水场强等】对原油脱水效—果的影响给出脱水电！流随时间变化的【关系：给出原油电化学脱水！。可行性报告 ！ ，     》根据上述《试验：结果设计不同—的脱水工《艺进行？经济对比后确定脱水！工艺方？案 5】.3.2 》 脱除游《离水通常用化学【或热化学沉降方【法并采用斜板—、聚结材料、管道化！学破乳、《。沉降等措施》提高设？备处理能力 — ？     处理】。乳状液主要采用热】。化学方法和电化学】方法原？油性质？较好时可采用热【化学方法高》黏，原油、？乳化特别严重的原】油则：需采用电化学方【法 《     我国！多数油田的原—油，黏度和密《度较高乳《状，液的处理比较困难一！。般采用电化学—方法处理乳状—。液大庆油田多年来一！。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—这种脱？水工艺？积累了较多的—经验处理常规—稀油乳状液采用平挂！电极电脱水器—处理聚合物驱—乳状液？采用竖？。挂电极电脱水器而】且电脱水工》艺耗电较少处理1t！净化油耗电》仅为0.《2kW·《h随着西《部油田的开发建设出！现，了，一些低密度、低黏度！原油热化学处理乳状！液工：艺技术？得到发展如东河塘】、石西？油田已？采用两？段热化？学沉降脱水工艺【采用高效三相分【离器或高效》压力沉降《。。罐进行热化学—。脱水在能够》满足脱水《要求时经济效益是】较好的 《  —   采用常压【热化学沉降脱—水沉降时间较长(】一般处理常》。规稀油沉《降时间9h～24】h处理稠油一段【沉降时间6h～24！h二段沉降时间【10：h～40h)—沉降罐投资较大【占地面？积，较大：但由于有些稠油【密度大、黏》度高电？脱水：。的作用效果不—好只：能采用？。常压沉降进行脱水】 》     总之原】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？等通：过技术经济》对比确定 》 ？ 5？.3.3  原油】脱水工艺流》程如下 —     【(1)整个化学沉降！脱水：包括注入破乳剂、】混合、？聚结、沉降四—个步骤这《四步又可分为两【个相对独立的阶【段  】     》 ， ①在液流》呈，紊流状？态时在破《乳剂作用《下使：乳状液部分地破坏和！水滴聚结 ！   ？。   ？   ②在静止或液！流明显地呈层流状】态时使油《水，分离 》     【这两个阶《段要：求液流处《于两个截然不同【的流动状《态显然一般沉降罐】不能兼？。有上：述两种作《用经过计算和试验】证明第？一阶段可在矿—场，集输管道内》完成第二阶段可【在油罐内进》行 【 ，  ：。 (2)原油脱水】可，采用污水回掺的工艺！流程即电脱》水器：排出污水与来—油混合进沉降—罐通过？一些油田的生产实践！污水回掺有以下几个！作用 》       ！。  ：①加热原油电—。脱水器脱《出，污水：。与站外？来的：含水原油有10【℃，～40℃的温—差混合后使进沉【降罐原油温度升高有！利于提高化学沉【降效：果 ？    【     ②冲洗破！乳水珠？相遇会产生碰—撞聚结用大股—。水掺入含水》原，油，中，会使原油中大—颗粒的水珠并入【掺水中？实现“以水》脱水：”即水洗《作用 —       】  ③冲洗除砂原油！中的泥砂粒径—多，在0.01》mm～1.0mm】悬，浮在黏度较高—的原油中不易—沉降分出《用热水搅拌冲洗【由于水的黏度远小于！原油砂粒迅》速下降分出 【     为！了，充分发挥水》洗作：用掺水点距》沉降罐应有》一定的？距离一般宜大—于50m 》 》  ：。。  当？采用接转站沉—降放水时将电脱水】排出：的污水输到接转站】回，。掺，是很不合理的另【外当原油含》水，较高：。时，(例如70％以上)！污水回掺的作用不如！低含水时显著—因此在具体工程【设计：时是否采用污—水回掺应《结合原油集输系【统的流程和布—局并经过经济对【比确定？ —5.3.4  稠油！黏度：大，油水密？度，差小且油水自乳化】倾向强采《用热化学沉降脱水】时通常需要较长【。的沉降时间因而【适，宜采用容积较大的常！压沉降罐 【  《   特稠油—及，超稠油黏度》更大油水《。密度差更小》油水自？乳化倾？向极强微弱的—扰动都会影响脱水效！果辽河油田对于【。此类原油《采用二段热化—学沉降脱水其—。中，第二段脱水采用静】态，沉降：工艺取得了较好的】效果  ！   污《水回掺有《以下几？个作用 【 ：   ？ (1)确保输往污！水处：理站的污《水含油指标稳定静】态沉降脱《水，采用泵抽底水工【艺出水口设》。在沉降？罐的底？部，抽底水泵操》作时随着罐内油水界！位下降抽出》污水含油《量增加？操作不当时甚至【。会，造，。成抽出原油情—况发生？将这部分污水回【掺可避免输》往污水处理站—的污水含油指标【不稳定情况的发【生，。 ？ ：     (2)加！热原油？通常第二《段沉降脱《出污水与站外来的含！水原油有20—℃～：30℃的温差混合后！。使进沉降罐原油温度！升高有利于提高【化学沉降效》果   ！  (3)药—剂回用采用水溶性】破乳剂？脱水时第二段热化学！。沉降脱出污》水中会溶解较—多，的破：乳剂污水回掺后这】些破乳剂将》在，。一段脱水中重复利】用 》。 5.3.5 】 对于轻质及中质原！油为：。避免油气挥发脱水工！艺应立足于密—闭流程和设》。备进入常压沉降脱水！罐的不稳《定，原油因含有大量的】挥发：。气，体所以应选用固定】顶油罐 【 5.3.6【  本条是原油脱水！工艺参数应符合【的一些？规定 【 ，    3》  油水沉降—。时间 —    》 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【量的比值当油、【水汇管靠近罐顶与】罐，。底时可近似》为沉降罐全》。。容积和？单位时？间处理液量的比值常！压沉降脱水》罐的沉？降时间应根据原油】性质、乳状液的乳化！程，度、含水率、脱【水罐的结构等—的不同通《过试验？确定  ！   压力密闭【沉降罐多数为卧【式，容器其沉降面积随】油水界面的升—降而改？变故在设计上采用】沉降时间比采用表面！。负，荷率更确切卧—式压力沉降罐—的沉降？。距离基？本上是一定值采用】。沉降时？间，可以反映沉降罐【的效能当采用卧式】压力沉降《罐脱水时热化学脱水！沉降时间一般为【10min》～，30min电化学】脱，水沉降时《间一般为30m【in：～60min处理】聚合物驱采》出原油时沉降时间】。。。可根：据实际情况适当延】长电：化学：脱，水沉：降，时间：的设计见原油电脱水！。设计规范SY／【T 004》5-2？008热化学—脱水沉？降时间？的设计主要参—。照下：列资料 【   《  ：(1)20》世纪80《年代初河南油田【双河联合《站的：“三合一”设备采】用平流式沉降分水】罐，沉降部分《。有效：容积为26m3按】六组数据平均处理】量(90《m3／h)计算沉】降时间仅1》8min较长的【沉，降时间是24mi】n进口原《油含水60％—上，。下出口原油》含，。水小于20％该站集！油采用双管》掺活性水流程后来】河南油田设计院不】断改进沉降分水【罐结构？脱水能力进一—步提高有些脱水罐的！油水总？沉降时间可以降【至10m《in —。 ：    《(2)据国外资【料对一般原》油(包括经加热【的重：黏原油)油》水混合液的沉降【时间为3min～】15mi《n，如奥：地，利邵克钦油田接转站！上的加热、分离、沉！降“合一”设—备采用空《罐沉降脱《水，将含：水7：0％～90％的原油！脱水到？10：％以下沉降时—间仅：16min据情报资！料，国外游离水脱除器的！沉，降，。时，间，为2min》。～24min 】  》  ： (：3)按照美国—石油：。学，会标准油气分离【器规范API— Spec —12J？R(2009—)中规？定在三相分离器中液！相的停？留时间？见表2 《 表2【  三？相，分离器内《的液相停留时间 ！ 》 ？  ？   4  进电】脱水器的原油—含水：。率，    ！ 在热化《学和电化学两段脱水！的处理流程中首【先需要确定进入电】脱，水器的原油含水指】标即一段热化—学沉降脱水把原油含！水降到多少较为合】理这：不仅影响《。电脱水器和加—热炉负荷还》影响到一段》沉降设备的结—构形：式和数量因此这一】指标应综合考—虑沉降脱水和—电脱水？两，个方面来确定 】 《    原油—含水包括游离水【和乳化水两部分乳化！水沉降？速度十分《缓慢只？靠重力自然沉降不】能将乳化水脱—下来按照《斯托克斯公式—计算原油黏度为30！mm2／s时—大于300》。μ，m的水滴5》min可以分离出】来100μm～3】00μm《的水滴分离时间要4！5min到3h把油！水混合物试样静止】置于试管内观察油】水分层情况水层【厚度hw随沉降时】间的：延续而增《加原油内《含水率降《低如图1《所示开始水》层厚：。度随时？间，迅速增？加、原油含水率迅】速降低？一段时间(》各种不同《密度的？原油油水混合物性】质不同时间》长短不一一般为3m！in～20m—in)后水层厚度】。基，本不再增加原—油，含水率的降低趋于】平缓此时已》分出的水称游—离水水层上方为水含！量较多的《油水混合物称油【水乳状液顶层为含】少量：水的原油《 ： ！ 图1？  ：。含，水率随沉降时间【变化关系 — ：     上述】计算和理论分析【已为沉降罐分—层取样资料》所证实？。将沉降罐分》层，取样分？析的原油含水率作为！纵，。坐，标以：沉降时间为横坐【标作：出沉降时间与—。沉降效果关》。系曲线多数曲线具】有明显？的折点以《大庆中三站为—例原油沉降的开始】阶段大？量的游离水》。迅速地沉下》来30mi》n之内含水由50】％降到13％再延长！沉降：时间虽然含水率【还在降？低但由于基本上是】乳化水或小》颗粒的？游离：水沉降速度已—十分缓慢《经过：70mi《n含水率才下降2个！百，分点 《。    【 上述分析》和实测资料说明当采！用热化学《沉，降，法和电化学》法两段脱《水时沉降《脱水与？。电脱水有一合—。理的含水率》界限用沉降》法脱除游离》水比较有效乳化【水，用，电化学法脱除比【较经济沉《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：理的含水率由于【原油性质、流动过】程、破乳方法—的不同各油》田不同地区的原油乳！化程度差别》较大各条《曲线的？折点：也有所不同从大【庆油田大《罐沉降的实》测，数据看折点所对【应的含水率大多【数为10％～—20％？之间 】    按》照原油电《脱水的生产实—践在：电，极结构合理、采用可！控硅自动调节—供电电压、原—油含水率在30％】以下时电脱水器均可！以平稳运行产—品质量符合》要求 【 5.3.7—  ：卧，式压力？脱水：设备包括卧式压力】沉降罐和电脱水器】 》      沉降】脱水器单台》处理能？力一般按液量核【算电脱水器的处【。理能力是指在一定含！水率波动范围—内的净化《油生产能《。力，这，一能力？不随：含水率的变》化而变化脱》水设备的设计处【理能力是按试—验的最大处理量并】留有：适当的余地确—定的这是《考虑到长期生—产中控制参数—。和破乳剂质量可【能发生？波动电脱水器还要考！虑保证？净化原油《质量稳定留有适当】裕量 《 ：     在【原油生产中卧式脱】水设备？进行检修、》除垢、清《砂等作业一般在3】d内可以完成在【。短时间内《采用提高脱》水温度改善》热化学沉《降脱水效果加—大破乳？剂用量加强操作管理！可以超过设》计处理能力20％】运行脱水《质量：不会有明显变化 ！ ？ ，。    考虑—。上述因素条文—中提出？“当一台脱水—设备检修其余脱【。水设备负荷不大于设！计处：理能力(额定—处理能力)的12】0％时可不另—设备用；《若大：。于12？0％时可设一台【备，用，” ：     ！。由于：原油性？质的差？别和单台《脱水器？处理量的不》同我国各油田电脱水！器的耗电量有—很大差别每》台脱水器对脱水站】供电负荷相平—衡的影响程度也【不一样所以条文【中仅提出《在确定电脱水器【工作台数时》。应考虑？到电负？荷的相平衡》因素至？于是否要求脱水器】台数必须是三的【倍数可按脱水站【供电负荷相》平衡情？况确定 【 ， 5.3《.8  本条是【添，加破乳剂应符合的】一，些规定 》     】1  ？考虑破乳剂加入部位！既要：注意充？分发挥破《乳剂的效能又要考虑！方便管理多年—来，。人们曾在井口、计量！站、接转站、—脱水站等《集输流程的》各部位加过破—乳剂：。从发挥破乳剂最佳】效能来讲在油井井口！加入破乳《剂可从根本上抑【制油包？水型乳化液的—生成；若在计—量站或接转站加入】可起“破乳降黏”作！用其效能已为管【道化学破乳脱水所】证，明；若在脱水站【加入那就只起—破乳作用从管理【的角度出发在—脱，水站加入最》方便在接《转站加入一》般还是可行的在井】口加破乳剂由于受交！通、气候、破乳剂】溶液配制等条—件限制在管理—上有很多实际困【难条文中对破乳【剂加入地点未作【硬性规定可按照充分！发挥破乳剂性能又】方便：管理的原《则，结合工艺流程—按具体？情况确定无论在哪里！加入都要保证破【乳剂与含水原油【在进入脱《水容器之前充—分混合？根据油？田原油？脱水的实践经验【。当采用脱水》站加药？时破乳？剂应：尽量在进站阀组处加！入加入？点距脱水容器一般不！小于：50m并应设静【态混：合器以确保破乳剂与！。含水原油的充分【混，合 —     3  破！乳剂的加入方式以前！曾采用天然气压送用！。计量泵或比》例泵输？。。入几种？方式天然气压送方】式由于天然气压力变！化、阀？门，调节误差等原因【破，乳剂加入量》经常发生波动—浪，费破乳剂影》响，脱水效？果不宜？采用计量泵》体积小维修工作量较！小近几年已》逐渐：取代：比例泵？因此一般《宜采用计《量泵定量、连续、】均匀地将破乳剂加入！含水油管道 — 5.3】.10  聚合【物驱采出《原油的？脱水：与水：驱采出原油相比【难度有较《大幅：。度的提？。高尤其是脱后污水含！油量较高因聚合物】属亲水性表》面活性剂对》W／O型乳状—液具：有一定的破坏作用阻！碍W：。／O型？乳状液的生》成却有？。助于O／W》型乳：状，液的生成致使—污水含油量》较高；聚合物使水相！。黏度增大影响水层状！态使水中的油—不易：分离造成污水含油量！较高大庆北十三【联，合站是？专门处理聚合物驱采！出液的联合站在设】计中输往污水—。处理站？的脱：后污水含油量指标】在3000》mg／L《以下污水处理站【运行良好 】     根据】辽，河油田经验对于普】通稠油处理站油【系统出水含油—量指标控制》在1：。000？mg／L较为容【易对于特稠油、超稠！油处理站由》于油水密度接近油】系统出水含油量【。指标：。较难：控制如辽河》油田冷一联》合站油系统出水含】油达30《00mg／L特油公！。司二号？处理站？油系：统出：水，含，油达4000mg／！L 5】.3.1《2  老化油的产】生受诸多因素的【影响主要来源于几】个，方面：。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；②三次—采油形成的乳化液颗！粒；：③钻井、作业及原】油输送？过程：中形成的乳化液；④！回收的落地油；⑤】细菌作？用下产生的含油悬】浮，物   ！  老？化，原油是原油生产和】处理过？程中：在药：。剂、机械杂质、胶】质沥：青质、细菌、空【。气，、循环剪切等因素的！作用下长期积累形成！的乳：化，状态稳定的采用【常规：药剂和处理方法无】法处理的对原油脱】水，系统有较大影—响的原？。油，乳状液 《    】 老化油大都集中在！沉降：罐、：污油池、污水—。站内：以油水中间过渡层】等形式？存在并且在站—内不定？期地循环占用了沉降！罐、电脱水器等【脱水设备《的有效容积降—低了原油脱水设备】的利用率增大—了原油沉降脱水的】难度影响了原油电】。脱水器的安全平稳运！行及其？。脱水效果给脱水站】。。。的运：行管理带来了很大】的困难老化原油【宜单独处理 】     【当，老化油数量较少对】系统影？。响不大时可以—采用现有的工艺进行！回，。掺处理但是需要密】。切监测联合》站的运行参》数防止老化油的数】量增加影响联合站】的稳定运《行当老？化，油数：量较多对联合站的运！行产生了《较，。大的影响时》需要建设独》立的老化油处理系】统对联合《站老：化油进行连》。。续处理 》