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～24】h处理？稠油：。一段沉降时间—6h～？24：h二段沉《。降时间10h～40！h)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！0.0？1mm～1.0m】m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10mi—n～30min电】化学脱水沉降时【间一般为《。30min～60m！in：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 0【04：5-：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，8，0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1》8，。mi：n，。。较，长，的沉降时间是24m！。in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【～15？mi：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70％～9！0％的原油脱水【到10％以》下沉降时间仅—16m？in：据情报资料国外游】离水脱？除器：的沉降时间为2m】。in～2《4min ！     (3)按！照美国石油》学会标准油气分离】。器规范？。API 《S，pec？ 12JR(200！9)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300μ》。m的水滴5》min可以分—离出来1《。00μm～30【0μm的水滴分离】。时间要45m—in：到3：h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～2《0min)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3—。0min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？i，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》。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120％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30—00mg／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1000—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4！000mg／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】 ：