聚驅(qū)采出液電脫水技術(shù)

石大留戀

摘要　采油三廠聚北十三聯(lián)合站是第1
座為處理聚合物驅(qū)采出液而建的聯(lián)合站,該
站采用單獨(dú)處理工藝流程, 設(shè)計(jì)規(guī)模為
5206t/ d。一期工程建有<4 ×16m 平掛電極
復(fù)合電脫水器3 臺(tái),經(jīng)過(guò)幾年的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、摸
索、改造和研究,經(jīng)歷了由平掛改為豎掛,由
交流改為直流運(yùn)行的過(guò)程,使聚合物驅(qū)采出
液電脫水技術(shù)基本成熟。電脫水是處理采出
原油凈化處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。當(dāng)一段脫后
原油含水滿足豎掛電脫水器的進(jìn)液要求時(shí),
豎掛電脫水器比較適合于聚合物驅(qū)采出液的
處理,并且直流供電方式優(yōu)于交流供電方式。
主題詞　聚合物驅(qū)　脫水　電脫水器
電極
　　采油三廠聚北十三聯(lián)合站是第1 座為處理聚合
物驅(qū)采出液而建的聯(lián)合站, 該站采用單獨(dú)處理工藝
流程, 設(shè)計(jì)規(guī)模為5206t/ d。一期工程建有<4 ×16m
平掛電極復(fù)合電脫水器3 臺(tái), 經(jīng)過(guò)幾年的現(xiàn)場(chǎng)試
驗(yàn)、摸索、改造和研究, 經(jīng)歷了由平掛改為豎掛,
由交流改為直流運(yùn)行的過(guò)程, 使聚合物驅(qū)采出液電
脫水技術(shù)基本成熟。
1. 平掛電極電脫水器存在的問(wèn)題
聚北十三聯(lián)合站采用的<4 ×16m 平掛電脫水
器, 是由4 層電極組成, 單臺(tái)設(shè)計(jì)最大處理能力
10615m3/ h。自1996 年采出液中含聚合物, 特別是
1997 年3 月份以后, 隨著北二西地區(qū)聚合物驅(qū)油
的大面積收效, 采出液中聚合物含量大幅上升, 北
十三聯(lián)的電脫水器出現(xiàn)電場(chǎng)運(yùn)行不穩(wěn)、脫水電流升
高、電器設(shè)備元件經(jīng)常燒壞的現(xiàn)象。每次電場(chǎng)破壞
后必須把電脫水器內(nèi)的乳化油用壓風(fēng)機(jī)壓出, 重新
進(jìn)液來(lái)維持電場(chǎng)平衡, 嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。
針對(duì)以上問(wèn)題, 分析主要原因如下:
(1) 聚丙烯酰胺是水溶性聚合物, 盡管可使油
相粘度降低, 有利于水滴的運(yùn)動(dòng)碰撞, 但聚合物分
子在油水相界面的分布, 增加了水化層的厚度, 使
界面膜強(qiáng)度增高, 表面張力增大, 從而形成了難于
破乳的“皮膜”, 使水滴在相互碰撞中破裂而聚集
成大水滴的幾率減小。水滴的“聚而不集”, 使原
油乳狀液分離特性變差, 增加了其破乳難度。
(2) 采出液含聚后, 水滴“聚而不集”幾率的
增加以及水滴在平掛電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的同向性, 使水滴
在平掛電場(chǎng)中成“鏈”長(zhǎng)度與存留時(shí)間較長(zhǎng)�！版湣�
長(zhǎng)導(dǎo)致電場(chǎng)運(yùn)行極不穩(wěn)定, 存留時(shí)間長(zhǎng)使電場(chǎng)破壞
后不易恢復(fù)。
(3) 采出液見聚后使乳狀液導(dǎo)電特性發(fā)生變
化, 電導(dǎo)率增加, 電場(chǎng)泄露電流增大。
根據(jù)以上分析,先后在北十三聯(lián)合站進(jìn)行了破乳
劑篩選、脫水升溫、改變供電方式等試驗(yàn),使含聚采出
液電脫水難的情況得到了一定的緩解,但是沒有從根
本上解決問(wèn)題,特別是電場(chǎng)破壞后的恢復(fù)問(wèn)題。
2. 豎掛電極電脫水器的應(yīng)用效果
針對(duì)平掛電極電脫水器處理含聚采出液出現(xiàn)的
一系列問(wèn)題, 1997 年10 月在北十三聯(lián)合站安裝了
一臺(tái)豎掛電極電脫水器。實(shí)踐證明效果比較理想,
主要表現(xiàn)在電場(chǎng)運(yùn)行比較穩(wěn)定, 電場(chǎng)破壞后容易恢
復(fù)。在此基礎(chǔ)上又進(jìn)行了改變供電方式運(yùn)行的試
驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明, 豎掛電脫水器采用直流供電方
式優(yōu)于交流供電方式。
大慶原油中的水滴帶負(fù)電荷, 平掛電極以上層
電極為負(fù), 下層電極為正。豎掛電極以左電極為
負(fù), 右電極為正。
在平掛電場(chǎng)中, 水滴的重力方向與電場(chǎng)力方向
相同, 即運(yùn)動(dòng)方向與所受合力方向一致, 具有同向
性; 而在豎掛電場(chǎng)中, 不同粒徑的水滴所受合力方
向不一致, 使其呈扇形運(yùn)動(dòng), 因此, 水滴運(yùn)動(dòng)具有
不同向性。
原油乳狀液含聚合物后,水滴“聚而不集”,使碰
撞聚集效率降低。在豎掛電場(chǎng)中,水滴運(yùn)動(dòng)的不同
向性(呈扇形) ,使“水鏈”形成的長(zhǎng)度、(下轉(zhuǎn)34 頁(yè))
　油氣田地面工程(OGSE) 　第20卷第3期(2001. 5) 　29
有刮渣刮泥機(jī), 出水端設(shè)有溢流堰(或啟閉機(jī)) 、
污水提升泵、浮渣槽和集渣池, 使用功能比圓形池
更為全面。
圓形濃縮池應(yīng)用于文三污水處理站和馬寨污水
處理站工程中, 矩形濃縮池應(yīng)用于馬寨污水處理站
改造工程、胡二污水處理站工程和文明污水處理站
工程中。無(wú)論圓形池還是矩形池, 當(dāng)控制水質(zhì)pH值
與原水pH值相近時(shí), 入池污泥含水率較高, 但排污
量較小, 故濃縮時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。另外因污水處理工
藝和投加藥劑性能差異使得出池污泥含水率相對(duì)較
高; 當(dāng)控制水質(zhì)pH值較高時(shí), 由于處理工藝和投加
藥劑不同使入池污泥量較大, 但含水率相對(duì)較小,
污泥沉降性能良好, 出池污泥含水率較低, 尤其是
矩形濃縮池, 對(duì)高固體懸浮物含量污泥濃縮效果很
好。表1 列出了控制不同水質(zhì)pH值情況下的較高固
體懸浮物含量的污泥濃縮工藝主要運(yùn)行參數(shù)。