淺談電脫水器不穩定運行原因及改善措施

石油人在北京

1 引言
隨著三次采油工業化的不斷擴展,油
井采出液的成分越來越復雜, 以及老化油
處理的難度增加, 傳統的并聯式電脫水器
工藝已經不能滿足生產的需要, 其電場跳
閘后很難恢復。為此, 本文經過對電脫水
器的運行原理進行分析, 總結出電脫水器
不穩定運行的原因,提出了改善措施,從而
為三元驅原油脫水提供了技術依據。
2 電脫水器工作原理
由于水是良導體, 而原油的導電率很
小,油水乳狀液在高壓電場的作用下,水顆
粒發生碰撞、聚結合并, 靠油水比重差分
離沉降到脫水器底部,流進集水室,經排水
口放水;脫后凈化油匯集于罐頂部集油管,
經出油口排出。電脫水過程可分為三個步
驟:先是水滴的電致聚結,然后是水滴的沉
降, 最后是水滴在油水界面并入水相。
3 電脫水器不穩定運行的影響因素
電脫水器的運行狀況主要由: 溫度、
壓力、沉降時間、加藥比、油水界面控制
以及油品質量等參數的影響, 電脫水器是
否能夠平穩的運行,關鍵是其各種參數是
否在其穩定運行范圍內。
3.1 溫度對電脫水器運行狀況的影響
根據低、常溫集輸工作總結的經驗及
結論:原油乳狀液粘度與溫度的關系同原油
類似,隨溫度的升高而降低,乳狀液的穩定
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,流動性增加,有利于油水分離。
3.2 壓力對電脫水器運行狀況的影響
壓力過低, 原油中的溶解氣體大量析
出,造成電脫水器“進氣”的現象發生,不
利于電脫水器的穩定運行;壓力過高,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 沉降時間對電脫水器運行狀況的影響
一般來說,沉降時間越長,越有利于油
水重力沉降分離,但沉降時間過長,容器內
的液體相對循環較慢, 又會導致油水混合
液的溫度降低,油水混合液的粘度升高,不
利于油水分離。根據油田設計規模并經過
實踐論證,油水沉降時間在8～10h 為最佳
沉降分離時間。
3 . 4 加藥比對電脫水器運行狀況的影響
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
大:一是經濟成本高,二是作為一種添加劑
導致脫后原油以及污水中的雜質含量增
多,不利于原油加工及油田生產。
3 . 5 電脫水器油水界面對其運行狀況的影
響
由于水是電的導體, 當油水界面升高
后, 勢必導致電脫水器內部的電極“ 短
路”,造成電脫水器電場波動現象。
3.6 油品質量差,含雜質多
油品質量不好,含雜質多,是目前電脫
水器不穩定運行的最難解決的問題, 油質
不好,含雜質多主要有兩方面的原因:一是
收油裝置所收集的“老化油”含雜質多,這
部分原油含有大量的FeS 等導電性雜質成
分,當老化油進入電脫水器后,由于導電性
雜質的存在, 在電極之間形成“絮狀”導
體,使電脫水器“跳閘”。二是隨著聚合物
以及三元驅等工業化的不斷推廣應用,原
油中雜質的成分不斷復雜化, 原油粘度增
加, 雜質不斷增多。
4 電脫水器不平穩運行的處理方法
針對電脫水器運行不平穩的原因分
析, 保證電脫水運行參數在合理的范圍之
內,采取相應的處理措施,常見的主要有以
下方法:
(1)合理控制電脫水器油水界面高度,
加強油水界面調節,使油水界面控制在合
理的高度范圍之內,經過試驗論證,一般控
制在2.0～3.0m 之間較為合適。
(2)由于溫度低導致電脫水器的不平穩
運行,應該及時調整加熱爐溫度。
(3)認真控制好電脫水器運行壓力,保
證其壓力在規定的范圍之內。
(4)延長沉降時間。電脫水器不穩定運
行后, 一般的處理方法是先關閉電脫水器
油出口閥門, 延長沉降時間, 促使油水分
離,以達到電場恢復目的。
(5)合理調整加藥比。電脫水器不平穩
運行時,可以適當提高破乳劑用量,增強破乳
效果,等電場恢復后再調回正常藥劑用量。
(6)油品質量不好,雜質含量多
針對油質不好這一問題, 目前各個聯
合站相繼建立了老化油單獨處理工藝,其
工藝原理為: 各沉降罐所收集的老化油先
經過加入老化油專用破乳劑破乳再經過相
變高效加熱爐將其加熱到70～75℃之間,
然后進入老化油儲罐, 作長時間的物理沉
降作用, 在保證外輸原油含水不超標的前
提下, 將儲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,
但存在問題是外輸油含水指標難以控制。
5 電脫水器工藝革新的目的和意義
目前,隨著三次采油規模的不斷擴大,
三元井采出液中雜質成分復雜化, 其腐蝕
性增加、流動性變差, 三元驅原油脫水與
水驅原油脫水相比較難度增加, 技術要求
高。因此電脫水器不平穩運行狀況日益嚴
重化, 考慮到老化油單獨處理工藝技術存
在的不足(外輸油含水經常偏高),針對這一
問題,為了提高電脫水器運行的可靠性,我
們對電脫水器工藝結構作以下改進革新。
5.1 工藝革新內容
改變以往電脫水器并聯的結構運行模
式,增加部分串聯工藝,新增工藝為:將1#
電脫水器的油出口用1 條主管線和1 條支
管線與2 ＃脫水器油進、出口相聯接; 同
理, 將２＃脫水器的油出口與3 ＃脫水器
的油進、出口相聯接。具體工藝如下圖:
5.2 工作運行原理
異常情況１ 　當1 # 電脫水器不穩定
運行時, 2 # 脫水器穩定運行時。第一步
是:緩慢打開閘門①,同時關小2# 脫水器
進口閥門,使1# 脫水器上部相對油質不好
的原油緩慢進入2# 脫水器,該部分混合液
經過二段重力分離,含水比較低,而且流量
控制不宜過大,對2# 脫水器平穩運行不會
造成較大的影響;在此同時1# 脫水器下部
產生沉降水。第二步是:緩慢打開閥門②,
同時關小1# 脫水器進口閥門,打開其放水
閥門,使2# 脫水器脫出的好油一部分進入
1# 脫水器上部,當1# 脫水器內部的凈化
油達到一定厚度時(0.4m 左右),1# 電脫水
器電場就會自動恢復。
異常情況２ 　當2 # 電脫水器不穩定
運行時,3# 脫水器穩定運行時。處理方法
與異常情況1 處理方法相同。
異常情況３ 　當3 # 電脫水器不穩定
運行時,2# 脫水器穩定運行時。關閉3#
脫水器油出口閥門,打開閘門④,使2# 脫
水器脫除后的凈化油進入3# 脫水器上部,
達到電場自動恢復目的。
通過以上工藝改造以及流程切換, 在
電脫水器局部不平穩運行時, 能夠達到脫
水器電場快速恢復的目的。
6 結語
本文通過對電脫水器不平穩運行原因
分析,并將常見處理方法進行總結對比,找
出一般處理方法及串聯工藝的不足之處,提
出對電脫水工藝改造技術,改變了原有電脫
水器只有并聯運行的模式,增加了串聯工藝
結構, 有效保證電脫水器平穩運行的可靠
性,為老化油的處理乃至三次采油技術原油
脫水工作提供了有力的技術依據, 為油田
“平穩輸油”奠定了科學的基礎。