淺談電脫水器不穩(wěn)定運(yùn)行原因及改善措施

石油人在北京

1 引言
隨著三次采油工業(yè)化的不斷擴(kuò)展,油
井采出液的成分越來(lái)越復(fù)雜, 以及老化油
處理的難度增加, 傳統(tǒng)的并聯(lián)式電脫水器
工藝已經(jīng)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要, 其電場(chǎng)跳
閘后很難恢復(fù)。為此, 本文經(jīng)過(guò)對(duì)電脫水
器的運(yùn)行原理進(jìn)行分析, 總結(jié)出電脫水器
不穩(wěn)定運(yùn)行的原因,提出了改善措施,從而
為三元驅(qū)原油脫水提供了技術(shù)依據(jù)。
2 電脫水器工作原理
由于水是良導(dǎo)體, 而原油的導(dǎo)電率很
小,油水乳狀液在高壓電場(chǎng)的作用下,水顆
粒發(fā)生碰撞、聚結(jié)合并, 靠油水比重差分
離沉降到脫水器底部,流進(jìn)集水室,經(jīng)排水
口放水;脫后凈化油匯集于罐頂部集油管,
經(jīng)出油口排出。電脫水過(guò)程可分為三個(gè)步
驟:先是水滴的電致聚結(jié),然后是水滴的沉
降, 最后是水滴在油水界面并入水相。
3 電脫水器不穩(wěn)定運(yùn)行的影響因素
電脫水器的運(yùn)行狀況主要由: 溫度、
壓力、沉降時(shí)間、加藥比、油水界面控制
以及油品質(zhì)量等參數(shù)的影響, 電脫水器是
否能夠平穩(wěn)的運(yùn)行,關(guān)鍵是其各種參數(shù)是
否在其穩(wěn)定運(yùn)行范圍內(nèi)。
3.1 溫度對(duì)電脫水器運(yùn)行狀況的影響
根據(jù)低、常溫集輸工作總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)及
結(jié)論:原油乳狀液粘度與溫度的關(guān)系同原油
類(lèi)似,隨溫度的升高而降低,乳狀液的穩(wěn)定
性隨溫度升高而下降,從而有利于集輸和脫
水。因此隨著脫水溫度的升高,油水混合液
的粘度降低,流動(dòng)性增加,有利于油水分離。
3.2 壓力對(duì)電脫水器運(yùn)行狀況的影響
壓力過(guò)低, 原油中的溶解氣體大量析
出,造成電脫水器“進(jìn)氣”的現(xiàn)象發(fā)生,不
利于電脫水器的穩(wěn)定運(yùn)行;壓力過(guò)高,不利
于油水分離,因此電脫水器的壓力一般控
制在0.18～0.25MPa 之間較為合適。
3.3 沉降時(shí)間對(duì)電脫水器運(yùn)行狀況的影響
一般來(lái)說(shuō),沉降時(shí)間越長(zhǎng),越有利于油
水重力沉降分離,但沉降時(shí)間過(guò)長(zhǎng),容器內(nèi)
的液體相對(duì)循環(huán)較慢, 又會(huì)導(dǎo)致油水混合
液的溫度降低,油水混合液的粘度升高,不
利于油水分離。根據(jù)油田設(shè)計(jì)規(guī)模并經(jīng)過(guò)
實(shí)踐論證,油水沉降時(shí)間在8～10h 為最佳
沉降分離時(shí)間。
3 . 4 加藥比對(duì)電脫水器運(yùn)行狀況的影響
破乳劑的作用是使原油乳化液破乳,
降低油水界面張力,促使油水分離。但破
乳劑的用量并非越多越好,破乳劑用量過(guò)
大:一是經(jīng)濟(jì)成本高,二是作為一種添加劑
導(dǎo)致脫后原油以及污水中的雜質(zhì)含量增
多,不利于原油加工及油田生產(chǎn)。
3 . 5 電脫水器油水界面對(duì)其運(yùn)行狀況的影
響
由于水是電的導(dǎo)體, 當(dāng)油水界面升高
后, 勢(shì)必導(dǎo)致電脫水器內(nèi)部的電極“ 短
路”,造成電脫水器電場(chǎng)波動(dòng)現(xiàn)象。
3.6 油品質(zhì)量差,含雜質(zhì)多
油品質(zhì)量不好,含雜質(zhì)多,是目前電脫
水器不穩(wěn)定運(yùn)行的最難解決的問(wèn)題, 油質(zhì)
不好,含雜質(zhì)多主要有兩方面的原因:一是
收油裝置所收集的“老化油”含雜質(zhì)多,這
部分原油含有大量的FeS 等導(dǎo)電性雜質(zhì)成
分,當(dāng)老化油進(jìn)入電脫水器后,由于導(dǎo)電性
雜質(zhì)的存在, 在電極之間形成“絮狀”導(dǎo)
體,使電脫水器“跳閘”。二是隨著聚合物
以及三元驅(qū)等工業(yè)化的不斷推廣應(yīng)用,原
油中雜質(zhì)的成分不斷復(fù)雜化, 原油粘度增
加, 雜質(zhì)不斷增多。
4 電脫水器不平穩(wěn)運(yùn)行的處理方法
針對(duì)電脫水器運(yùn)行不平穩(wěn)的原因分
析, 保證電脫水運(yùn)行參數(shù)在合理的范圍之
內(nèi),采取相應(yīng)的處理措施,常見(jiàn)的主要有以
下方法:
(1)合理控制電脫水器油水界面高度,
加強(qiáng)油水界面調(diào)節(jié),使油水界面控制在合
理的高度范圍之內(nèi),經(jīng)過(guò)試驗(yàn)論證,一般控
制在2.0～3.0m 之間較為合適。
(2)由于溫度低導(dǎo)致電脫水器的不平穩(wěn)
運(yùn)行,應(yīng)該及時(shí)調(diào)整加熱爐溫度。
(3)認(rèn)真控制好電脫水器運(yùn)行壓力,保
證其壓力在規(guī)定的范圍之內(nèi)。
(4)延長(zhǎng)沉降時(shí)間。電脫水器不穩(wěn)定運(yùn)
行后, 一般的處理方法是先關(guān)閉電脫水器
油出口閥門(mén), 延長(zhǎng)沉降時(shí)間, 促使油水分
離,以達(dá)到電場(chǎng)恢復(fù)目的。
(5)合理調(diào)整加藥比。電脫水器不平穩(wěn)
運(yùn)行時(shí),可以適當(dāng)提高破乳劑用量,增強(qiáng)破乳
效果,等電場(chǎng)恢復(fù)后再調(diào)回正常藥劑用量。
(6)油品質(zhì)量不好,雜質(zhì)含量多
針對(duì)油質(zhì)不好這一問(wèn)題, 目前各個(gè)聯(lián)
合站相繼建立了老化油單獨(dú)處理工藝,其
工藝原理為: 各沉降罐所收集的老化油先
經(jīng)過(guò)加入老化油專(zhuān)用破乳劑破乳再經(jīng)過(guò)相
變高效加熱爐將其加熱到70～75℃之間,
然后進(jìn)入老化油儲(chǔ)罐, 作長(zhǎng)時(shí)間的物理沉
降作用, 在保證外輸原油含水不超標(biāo)的前
提下, 將儲(chǔ)罐上部的原油與電脫水器處理
后的凈化原油以一定比例相混合后外輸,
但存在問(wèn)題是外輸油含水指標(biāo)難以控制。
5 電脫水器工藝革新的目的和意義
目前,隨著三次采油規(guī)模的不斷擴(kuò)大,
三元井采出液中雜質(zhì)成分復(fù)雜化, 其腐蝕
性增加、流動(dòng)性變差, 三元驅(qū)原油脫水與
水驅(qū)原油脫水相比較難度增加, 技術(shù)要求
高。因此電脫水器不平穩(wěn)運(yùn)行狀況日益嚴(yán)
重化, 考慮到老化油單獨(dú)處理工藝技術(shù)存
在的不足(外輸油含水經(jīng)常偏高),針對(duì)這一
問(wèn)題,為了提高電脫水器運(yùn)行的可靠性,我
們對(duì)電脫水器工藝結(jié)構(gòu)作以下改進(jìn)革新。
5.1 工藝革新內(nèi)容
改變以往電脫水器并聯(lián)的結(jié)構(gòu)運(yùn)行模
式,增加部分串聯(lián)工藝,新增工藝為:將1#
電脫水器的油出口用1 條主管線(xiàn)和1 條支
管線(xiàn)與2 ＃脫水器油進(jìn)、出口相聯(lián)接; 同
理, 將２＃脫水器的油出口與3 ＃脫水器
的油進(jìn)、出口相聯(lián)接。具體工藝如下圖:
5.2 工作運(yùn)行原理
異常情況１ 　當(dāng)1 # 電脫水器不穩(wěn)定
運(yùn)行時(shí), 2 # 脫水器穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)。第一步
是:緩慢打開(kāi)閘門(mén)①,同時(shí)關(guān)小2# 脫水器
進(jìn)口閥門(mén),使1# 脫水器上部相對(duì)油質(zhì)不好
的原油緩慢進(jìn)入2# 脫水器,該部分混合液
經(jīng)過(guò)二段重力分離,含水比較低,而且流量
控制不宜過(guò)大,對(duì)2# 脫水器平穩(wěn)運(yùn)行不會(huì)
造成較大的影響;在此同時(shí)1# 脫水器下部
產(chǎn)生沉降水。第二步是:緩慢打開(kāi)閥門(mén)②,
同時(shí)關(guān)小1# 脫水器進(jìn)口閥門(mén),打開(kāi)其放水
閥門(mén),使2# 脫水器脫出的好油一部分進(jìn)入
1# 脫水器上部,當(dāng)1# 脫水器內(nèi)部的凈化
油達(dá)到一定厚度時(shí)(0.4m 左右),1# 電脫水
器電場(chǎng)就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。
異常情況２ 　當(dāng)2 # 電脫水器不穩(wěn)定
運(yùn)行時(shí),3# 脫水器穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)。處理方法
與異常情況1 處理方法相同。
異常情況３ 　當(dāng)3 # 電脫水器不穩(wěn)定
運(yùn)行時(shí),2# 脫水器穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)。關(guān)閉3#
脫水器油出口閥門(mén),打開(kāi)閘門(mén)④,使2# 脫
水器脫除后的凈化油進(jìn)入3# 脫水器上部,
達(dá)到電場(chǎng)自動(dòng)恢復(fù)目的。
通過(guò)以上工藝改造以及流程切換, 在
電脫水器局部不平穩(wěn)運(yùn)行時(shí), 能夠達(dá)到脫
水器電場(chǎng)快速恢復(fù)的目的。
6 結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)電脫水器不平穩(wěn)運(yùn)行原因
分析,并將常見(jiàn)處理方法進(jìn)行總結(jié)對(duì)比,找
出一般處理方法及串聯(lián)工藝的不足之處,提
出對(duì)電脫水工藝改造技術(shù),改變了原有電脫
水器只有并聯(lián)運(yùn)行的模式,增加了串聯(lián)工藝
結(jié)構(gòu), 有效保證電脫水器平穩(wěn)運(yùn)行的可靠
性,為老化油的處理乃至三次采油技術(shù)原油
脫水工作提供了有力的技術(shù)依據(jù), 為油田
“平穩(wěn)輸油”奠定了科學(xué)的基礎(chǔ)。