《。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0.2—kW：·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】～24h处理稠油一！段沉降？时，间6h～《2，4h二？段沉降？时间1？0h～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1》0，℃～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0.0！1mm～1.0【mm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～3【0min电》化，学，脱，水沉降？时间一般为30【min？～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 ？0045-》2008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(9】0m3／h)计【算沉降时间仅18m！in较长的沉降时间！是2：4，min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10min 【 》。    (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》～15min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70％【～9：0％的原油脱水【到10％以下沉【降时间仅16mi】n据情报资料国【外游离？水脱：除器的沉降时—间为2min～2】4，min 《  —   ？(，3)按照美》国，石油学会标准油气分！离器规？范API《 Sp？ec 1《。2JR(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，。30mm2》／，s时大于3》00：μm的水滴5—min可以分离出来！10：0μm～3》00μm的水滴分离！时间要？45：min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3》min～20—min？)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】30min》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70m】。in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：3d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2》0％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1《。20％时可》不另设备《用；若大于》。120％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10》00：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3000》mg／L《特，油公司二号处—理站油系《统出水含油达400！。0mg／《。L 5】。.3.12  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 —