稠油低温预脱水工艺

郭爽(中油辽河工程有限公司， 辽宁 盘锦 124010)

稠油低温预脱水工艺

郭爽(中油辽河工程有限公司， 辽宁 盘锦 124010)

随着油田开发进入中后期，采出液含水率持续上升，联合站脱水能耗增加。为了降低脱水能耗，采用低温预脱水工艺，降低联合站运行成本。结合辽河油田预脱水现状，浅析几种预脱水工艺。

低温预脱水；稠油；原油脱水

随着辽河油田开发进入中后期，采出液含水率持续上升，原油乳化严重，部分区块含水已达85%以上。目前，辽河油田原油脱水多采用二段热化学沉降脱水工艺，脱水合格原油外输，原油脱出的含油污水进入污水处理系统进行深度处理。为了保障联合站的脱水效果，二段的原油脱水温度较高，造成脱水加热负荷较大，加热负荷的90%左右都用来加热原油中的水，并且加药量也较大，导致联合站脱水能耗增加。因此，联合站油水分离系统存在巨大的节能增效空间。

1 预脱水工艺介绍

1.1 大罐沉降预脱水工艺

大罐沉降预脱水工艺是目前油田联合站常用的预脱水工艺，该工艺是通过重力沉降原理，依靠油水互不相溶，并存在着密度差，在重力和浮力的双重作用下使连续相中的液滴浮升或沉降实现分离。油水混合物由入口管经中心管和配液管流入沉降罐底部的水层内。当油水混合物向上通过水层时，由于水洗作用使原油中的游离水和亲水固体杂质等并入水层，水洗过程至沉降罐油水界面处终止。经沉降分离后的原油由浮动收油装置排出沉降罐。罐内污水自压排至下端污水处理系统。

1.2 高频聚结预脱水工艺

高频聚结脱水装置根据原油乳状液的击穿伏秒特性，通过调整高频高压脉冲的频率和脉冲时间，使高频脉冲输出时间小于原油乳状液在电极间形成短路击穿所需的时间，在击穿形成前关闭脉冲输出，从而建立起稳定的高压高频电磁场。高频高压电场使乳状液中的水珠在电场中产生振动、变形。当外加电场频率接近界面膜谐振频率时两者形成共振，界面膜因振动、变形幅度增大而破裂，实现破乳，并在电场力的作用下实现快速聚结合并，而后沉降。

根据油品物性的不同，初选电压、电流、频率范围值，现场工艺调试时根据处理效果找到适合该油品的最佳频率、电压、电流及脉冲占空比。

常规电脱水器对入口含水要求较高，一般≤30%，对于乳化严重导电性强的原油含水要求≤10%。随着原油采出液乳化程度的加剧，电导率增大，造成常规电脱水器易发生短路，能耗增加。高频电脱水器即能克服常规电脱水器易短路、能耗高的缺点，又能发挥电场破乳的技术优势。

1.3 旋流聚结预脱水工艺

旋流分离技术是利用两种不同密度、互不相溶的两相液体混合介质高速旋转时，各相产生不同的离心力而进行分离的。

旋流分离器由一个分离腔、一或两个入口、两个出口组成。常用的分离腔为柱锥型。当油水混合物以一定压力从旋流器周边切向进入旋流器时，在分离腔内产生高速旋转流场，流体产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。由于油水两相存在密度差，其受到的离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，混合物中的水在旋转流场的作用下沿轴向向下和沿径向向外运动，经由旋流器底流口排出；混合物中的油向中心轴线方向运动，并在轴线中心形成向上运动的内旋涡，经由溢流口排出，从而达到两相分离的目的。

1.4 管式预脱水工艺

管式预脱水工艺通过提高原油预脱水率，使30-55%的游离水在加热前，从原油中脱出来，达到节约能耗的目的。管式预脱水工艺，由“梯形斜管、立式旋流器、卧式减压气浮罐”组成。油水混合液从入口管道进入梯形管中，利用一级梯形管的高效沉降功能，对来液进行油、气、水、砂的初分离，分出含水油气直接进油系统，分出的泥砂定期外排，分出的游离水经加药后进入到二级旋流器；通过二级旋流器旋流粗粒化功能将小油滴聚并成大液滴，将油相分出进油系统，将水相分出进三级梯形管进一步除油；三级梯形管分离出的水进四级减压气浮罐，再次沉降，水从底部自压至下端污水处理系统，油用泵抽至油处理系统。

2 预脱水工艺优缺点分析

大罐沉降预脱水工艺高频聚结预脱水工艺 旋流聚结预脱水工艺管式预脱水工艺优点：1、脱水率高，85～95%；缺点：1、占地面积大；2、油品性质不同，出水水质变化较大。3、油品适用范围较大。优点：1、对来液波动变化适应性较强，运行稳定。2、压降小0.05MPa。3、电场破乳，脱出污水含油量低。4、调整设备电场布置，可用于精脱水。缺点：1、装置若并联运行，脱出污水悬浮物较高。优点：1、脱出水水质较好，适合于污水的处理。缺点：1、旋流管易堵塞。2、压降较大0.3MPa。优点：1、一级管脱水效果较好。缺点：1、对来液量波动变化、措施井适应性较差。2、水相压降大0.75MPa。3、流程长，主要用于处理一级脱出污水。

3 结语

(1)在较低的处理温度下，当进站来液含水率达到80%以上时，可采用预脱水工艺，节约天然气和破乳剂。

(2)根据原油的油品性质、处理液量及脱水温度的不同，应采取不同的预脱水工艺，从技术指标和经济性综合研究最合适的预脱水工艺。

郭爽(1990- )，女 黑龙江大庆人，工程师，本科，主要从事油气田地面工程设计与研究。