大庆油田有限责任公司第六采油厂培训中心
摘要：联合站采用电脱水工艺脱除乳化水，随着油田开发的深入，影响电脱水器平稳运行的因素也随之增加，本文分析电脱水器运行的差异，从各项运行参数、来液性质、温度等方面入手，找出导致电脱水器垮电场或电流升高的主要原因，寻求改善电脱水器运行的有效方法。
主题词：电脱水器 垮电场 改善方法
1.原油乳状液
油田开发过程中所获得的油井采出物是一种复杂的混合物。原油它与所含水一般都形成具有一定稳定性的“油包水”型乳状液，通常称为原油乳状液。原油中所含的水分，有的在常温下用简单的沉降法短时间内就能从油中分离出来，这类水称为游离水；有的则很难用沉降法从油中分离出来，这类水称为乳化水，它与原油的混合物称油水乳状液，或原油乳状液。乳化水需采取专门的措施才能脱除。
2.原油脱水方法
原油脱水包括脱除原油中的游离水和乳化水。乳状液的破乳过程是由分散水滴相互接近、碰撞、界面膜破裂、水滴聚并、在油相中沉降分离等一系列环节组成，常称为水滴的聚结和沉降。原油乳状液的破乳的关键是破坏油水界面膜，促进水滴的聚结和沉降。
原油脱水的基本方法：（1）注入化学破乳剂在汇管内破乳；（2）重力沉降脱水；（3）利用离心力脱水；（4）利用亲水固体表面使乳化水粗粒化脱水；（5）电脱水。在油田应用中，通常是综合应用上述的脱水方法以求的最好的脱水效果。在众多原油脱水方法中，电脱水方法以其高效、快速、处理量大等优点，被广泛使用于原油乳化液的脱水处理。
乳状液置于高压直流或交流电场中，由于电场对水滴的作用，削弱了水的界面膜的强度，促进水滴碰撞，使水滴聚结成粒径较大的水滴，在原油中沉降分离出来。水滴在电场中聚结的方式主要有电泳聚结、偶极聚结、振荡聚结三种。
3.电脱水器垮电场原因分析及恢复措施
电脱水器以其高效、快速等优点被广泛应用于原油乳状液的处理。但随着原油特高含水期的到来，油田长期开发、各种化学驱的开展及各种使原油增产的化学药剂的使用，导致了产出的原油乳状液越趋稳定，原油的脱水难度也越来越大，致使脱水设备不能正常工作。
3.1 工作压力
《原油电脱水器设计规范》中规定原油电脱水器的工作压力应保持在0.15-0.25MPa之间，其最低工作压力应大于当前温度下油品饱和蒸气压0.015MPa。当电脱水器的工作压力从0.2MPa降低到0.12MPa时，一是部分溶解在油品中的气会析出，气体上升过程中会干扰水滴的聚结沉降，影响油水分离效果。二是电脱水器中脱出水会进入液位高达10m的3000m3的沉降罐，3000m3的沉降罐底部入水口压力近似等于0.1MPa。随着电脱水器工作压力的降低，两者之间压力差变小，水的流动速度变慢，油水分离效果不好。当电脱水器的工作压力从0.2MPa升高到0.25MPa时，电脱水器处理后原油会进入液位高达8m的3000m3的净化油罐，两者之间压差便大，使得出油、出水速度均变快，在电脱水器中一部分还没处理好的原油，在液体流速变快的作用下，上升到电极板间，使得电极板之间导电性增强，电流升高，容易造成垮电场。
当电脱水器“进气”时，我们通常采取开大油出口的方式让气体随油流进净化油罐，在开大油出口的过程中，要时刻注意电脱水器电流变化情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电脱水器内部“进气”主要是由于系统压力太低，而开大油出口会使压力继续变低，当系统压力没有恢复到正常水平时，通常采用关两台电脱油出口开一台电脱油出口放气的方式。整个系统的压力靠一二段共同维持，而二段的电脱水器的水出口和油出口对整个系统压力的调控能力有限，对于压力的控制，采取一段调控为主、二段配合为辅的操作手段。
3.2温度
温度对原油乳化液的影响主要有以下几个方面：（1）温度升高，油水界面膜强度降低；（2）由于油水受热体积膨胀系数不同，温度升高，油水密度差变大；（3）温度升高，粘度降低，水滴在乳状液中沉降速度变快。
当温度降低时，油水分离效果不好，看窗放水会出现肉眼可见的黑色颗粒。但原油温度升温过高，既增加了烧料的消耗又增加了轻质馏分的损耗，在经济很不合理。我站保证进入电脱水器的温度在45℃左右，油水分离效果很好。
3.3一段来油含水率
当一段来油含水率升高时，由于水的导电性比油强，会使电极板间溶液的导电性增强，致使电流升高。造成这种现象的主要原因是一段游离水分离器压力降低，放水速度变慢，油水界面上升，沉降空间变小，致使一部分还没有沉降下去的水滴随油流进入电脱水。
要想使游离水分离器的水位下降，首先必须要恢复工作压力到0.16-0.18MPa之间，保证放水速度变快，我们通过采用关小油出口，起到升压增油厚的作用。
3.4油水界面
油水界面上升，水淹没最底层电极，会造成电击穿，垮电场。油水界面下降，界面降低到排水口以下时，油会随着排水口进入沉降罐再重新回收，浪费能耗。
电脱水的排水口距底端0.52m，我们将油水界面控制在0.60m左右，既保证了上部的沉降空间，也降低了污水含油。
3.5老化油
老化油处理是油田聚合物驱和三元复合驱的开发引起的一部分难脱水原油的回收过程，采出油中含有机、无机药剂增多，在脱水处理时投加的破乳剂若使用不当，就不能破坏较为顽固的乳化颗粒，随着时间的延长这种颗粒逐渐增多，从而使油水中间过渡层厚度不断增加，原油逐渐老化。老化油的主要危害在于回收至油管线并与正常原油混合后，干扰了后续脱水系统的正常运行，导致外输原油含水率超标，油水界面不清，或直接破坏脱水电场导致电脱水器频繁跳闸，造成生产事故，无法正常工作。
我们在处理回收老化油时，通常采用小排量连续收油，混入来液汇管中时，用正常的小站来液对老化油起到混合稀释的作用。如遇脱水器电流升高等现象，可以暂停回收老化油。等脱水器电场平稳时，再继续小排量回收老化油。并通过关小油出口延长沉降时间、升温等措施来处理老化油。
4.电脱水器平稳运行的几点建议
（1）联合站平稳外输的实质在于保证脱水系统压力平稳、界面平稳、电场平稳。只有上面三者保持平稳时，才可实现联合站的平稳外输。
（2）对于各项生产参数的变化，要及时调控，打好提前量。
（3）应用自动化控制后，减轻了劳动强度。但是对特殊情况不能准确判断，应改为手动操控系统，保证系统运行平稳。
（4）延长沉降时间。电脱水器不稳定运行后，一般的处理方法是先关小电脱水器油出口阀门，延长沉降时间，促使油水分离，以达到电场恢复目的。
（5）合理调整加药比。电脱水器不平稳运行时，可以适当提高破乳剂用量，增强破乳效果，等电场恢复后再调回正常药剂用量。
论文作者:潘春清,胡延军,李松林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/16
标签：原油论文; 油水论文; 乳状液论文; 电场论文; 聚结论文; 水滴论文; 平稳论文; 《基层建设》2019年第25期论文;