聚驅采出液電脫水技術

石大留戀

摘要　采油三廠聚北十三聯合站是第1
座為處理聚合物驅采出液而建的聯合站,該
站采用單獨處理工藝流程, 設計規模為
5206t/ d。一期工程建有<4 ×16m 平掛電極
復合電脫水器3 臺,經過幾年的現場試驗、摸
索、改造和研究,經歷了由平掛改為豎掛,由
交流改為直流運行的過程,使聚合物驅采出
液電脫水技術基本成熟。電脫水是處理采出
原油凈化處理的一個重要環節。當一段脫后
原油含水滿足豎掛電脫水器的進液要求時,
豎掛電脫水器比較適合于聚合物驅采出液的
處理,并且直流供電方式優于交流供電方式。
主題詞　聚合物驅　脫水　電脫水器
電極
　　采油三廠聚北十三聯合站是第1 座為處理聚合
物驅采出液而建的聯合站, 該站采用單獨處理工藝
流程, 設計規模為5206t/ d。一期工程建有<4 ×16m
平掛電極復合電脫水器3 臺, 經過幾年的現場試
驗、摸索、改造和研究, 經歷了由平掛改為豎掛,
由交流改為直流運行的過程, 使聚合物驅采出液電
脫水技術基本成熟。
1. 平掛電極電脫水器存在的問題
聚北十三聯合站采用的<4 ×16m 平掛電脫水
器, 是由4 層電極組成, 單臺設計最大處理能力
10615m3/ h。自1996 年采出液中含聚合物, 特別是
1997 年3 月份以后, 隨著北二西地區聚合物驅油
的大面積收效, 采出液中聚合物含量大幅上升, 北
十三聯的電脫水器出現電場運行不穩、脫水電流升
高、電器設備元件經常燒壞的現象。每次電場破壞
后必須把電脫水器內的乳化油用壓風機壓出, 重新
進液來維持電場平衡, 嚴重影響了正常生產。
針對以上問題, 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, 有利于水滴的運動碰撞, 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中運動的同向性, 使水滴
在平掛電場中成“鏈”長度與存留時間較長。“鏈”
長導致電場運行極不穩定, 存留時間長使電場破壞
后不易恢復。
(3) 采出液見聚后使乳狀液導電特性發生變
化, 電導率增加, 電場泄露電流增大。
根據以上分析,先后在北十三聯合站進行了破乳
劑篩選、脫水升溫、改變供電方式等試驗,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
本上解決問題,特別是電場破壞后的恢復問題。
2. 豎掛電極電脫水器的應用效果
針對平掛電極電脫水器處理含聚采出液出現的
一系列問題, 1997 年10 月在北十三聯合站安裝了
一臺豎掛電極電脫水器。實踐證明效果比較理想,
主要表現在電場運行比較穩定, 電場破壞后容易恢
復。在此基礎上又進行了改變供電方式運行的試
驗。試驗結果表明, 豎掛電脫水器采用直流供電方
式優于交流供電方式。
大慶原油中的水滴帶負電荷, 平掛電極以上層
電極為負, 下層電極為正。豎掛電極以左電極為
負, 右電極為正。
在平掛電場中, 水滴的重力方向與電場力方向
相同, 即運動方向與所受合力方向一致, 具有同向
性; 而在豎掛電場中, 不同粒徑的水滴所受合力方
向不一致, 使其呈扇形運動, 因此, 水滴運動具有
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。在豎掛電場中,水滴運動的不同
向性(呈扇形) ,使“水鏈”形成的長度、(下轉34 頁)
　油氣田地面工程(OGSE) 　第20卷第3期(2001. 5) 　29
有刮渣刮泥機, 出水端設有溢流堰(或啟閉機) 、
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。無論圓形池還是矩形池, 當控制水質pH值
與原水pH值相近時, 入池污泥含水率較高, 但排污
量較小, 故濃縮時間相對較長。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較
高; 當控制水質pH值較高時, 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行參數。