影响油田三相分离器分离效果的因素分析

冶海宁 冯超 牛彦锋

摘要：油田三相分離器使用过程中要想取得良好的分离效果，把油气水进行分离，必须对影响三相分离器的因素进行控制。本文主要通过分析影响油田三相分离器分离效果的因素，制定相应的解决措施，以便能不断增进三相分离器的分离效率和分离效果，促进油田的生产运行和管理。

关键词：分离效果、脱水、三相分离器、油水混合物

随着采油技术的发展，三次采油技术在油田采油过程中大规模应用，让原油的产量在原有基础上得到了稳定提升，由于油田原油采集过程中采出的水黏度和油水乳化程度都在呈不同程度的提升，使得原油脱水这一技术环节处理起来也越来越难，这样造成的后果就是油田生产成本也随之上升，所以如何采取措施提高三相分离器的分离技术是石油行业普遍要面对的难题。油田三相分离器能否正常运行受到很多方面的因素影响，除油气分离效果之外，还与原油生产过程、油气损耗的程度、采出液的稳定程度、油井采出液的含沙程度以及油井采取的措施等因素都有密切的关联，油田三相分离器分离效果变差，会直接影响对油田油井原油产量分析的正确判断情况，也不利于油田油井的生产运行与科学管理过程。

1 三相分离器工作原理

三相分离器广泛地应用于石油行业，是一种主要用于控制原油的稳定性和原油的脱水效果的装置。油田使用的三相分离器是一种能把油、气、水分别进行分离并加以计量的大型机械设备，主要应用了离心力和重力沉降分离的原理实现气液分离，油水在药品和适当温度的催化下进行分离。先是气液的分离主要是靠三相分离器设备内的两个捕雾器，一级捕雾器主要负责把油、气、水混合物中的绝大部分气体分离出来，紧接着气体会由导管被输送进二级捕雾器，然后和三相分离器内分离出的气体汇合并一起由放空管线排出。剩下的就是油水进行分离的过程：油水混合物进入三相分离器的内部，在预分离室初步进行分离，在沉降室油水层形成。为了保持一个稳定可控的油水分离界面，需要不断根据实际情况调控导水管的高度。最后，实现油水成功分离，原油经隔板进入油室，处理后的污水则进入污水除油罐。

含水原油经过加热炉加热以后被送进三相分离器内进行分离，首先是进行气液的分离，分离出的气体进入气系统，油水混合物液体进入到沉降室。油水混合物在经过沉降、破乳等步骤处理后分别进入油室和水室，最后从油室和水室的出口分别进入站内的油处理系统和水处理系统。在分离过程中混合物中的杂质，例如不可利用的污油废油、沉积的泥沙等，都会被各个分离室底部的排污管线输送到污油池中进行储存。

2 三相分离器运行中存在的问题

1）油井采出液含有泥沙过多，导致调节机构灵敏度下降，过滤器被杂物堵塞或液体流量计变卡反应迟钝，无法正常使用。

2）采出液温度过低，造成的输送管线产生结蜡现象，结蜡会导致管线管道内径变小，分离效果变差。

3）三相分离器压力不稳定，变数大。在压力波动较大时，三相分离器内液面波动失衡，油水分离界面不稳定可靠，也会影响三相分离器的分离效果变差。

（4）作业井和措施井过多，也会直接导致了破乳剂的破乳效果大幅下降达不到技术要求。

3 影响三相分离器分离效果的因素分析

1）调节机构失灵

调节机构是指浮漂连杆机构，是一种调节三相分离器液面的机构。调节机构主要用于控制三相分离器内油水液面空间的稳定与平衡。当油水液面过低时，浮子会向下拨动内里的小轴，通过杠杆作用，让连杆向上推动，使出油和出水凡尔闭合，控制油水稳定避免在仓内乱流；在液面上升过高时，原理同上相同，步骤相反，出油和出水凡尔开度变大，放出油和水，降低油、水仓的液面高度并保持液面稳定。调节机构这样做的目的是为了提高三相分离器的分离效率，三相分离器要成功运行，稳定的液相和气相空间是必不可少的。如果液面太高，液体会进入气体本该在的空间，甚至进入到气管线中，会加大气管线堵塞的风险，使分离效果变得很差。如果液面过低，气体又全进入油管线，轻则因停留时间过短导致分离效果变差，重则会出现油管线漏气的危险状况，威胁生产安全。导致三相分离器这些分离效果变差的原因可主要有二种：一是油井采出液中含有大量泥沙杂质，堵塞了油、水凡尔，卡住了连杆机构，导致调节机构失灵不能正常运转，进而不能控制三相分离器内液面的平衡；二是因为油井采出液具有强烈的侵蚀作用，导致浮球腐蚀穿孔进液，导致浮力下降，或水路调节阀因受到采出液的腐蚀，导致无法灵活控制关闭，也会影响三相分离器最后的分离效果。

2）破乳剂浓度的影响

破乳剂主要作用是帮助破坏油水界面膜，缓解液滴聚结阻力，促进油水分离的进程。破乳剂浓度过高或者过低都不能达到理想的破乳效果。当破乳剂浓度过低时，将不利于原油的充分脱水；当破乳剂浓度过高时，会增加成本，甚至可能会出现新的乳化层，更不能破乳。

3）采出液温度的影响

温度直接影响着分离后原油的含水率能否达标，再者温度高低影响着破乳剂是否能发挥最大药效，破乳剂依赖于温度，温度越高破乳效率越高，还有就是温度也影响着原油的粘度和脱水的快慢。在采出液持续低温的情况下，三相分离器运行结果只能是原油含水率超标。而且，采出液温度也密切影响着加热炉内原油温度的变化。

4）压力变化的影响

压力影响三相分离器分离效果的重要因素。压力要适当控制，当压力过大时会对输油管线的回压产生不良效果，导致分离后的原油出现比其他油水更多的溶解气；当压力过低时，油、水就缺少能沉降到自然除油罐和沉降罐中的动力，天然气管线就会产生窜油或跑油的现象。所以，最好的情况是让三相分离器在适合的压力条件下工作。

5）停留时间和进液量的影响

一般来说，原油在三相分离器中停留时间为1～3min，起泡原油为5～20min，原油在三相分离器内部停留的时间和三相分离器的分离效果是成正比的，原油停留时间越长，对油、气、水的分离效果越充分。但当通过三相分离器的原油处理量增大的时候，原油在三相分离器内停留时间就会减少，造成油水界面失衡，导致分离效果变差。另外，上游来液量的波动会大幅降低三相分离器脱水效果，因为它会影响到破乳剂的浓度和加热后的温度。因此要尽可能让进液、脱水、出液这一连续环节保持平稳进行。

6）措施井的影响

措施井在投产后，如果处理不当会增加原油的脱水难度，阻碍三相分离器的分离效果。这是因为措施井里的采出液有极强的碱性或酸性，它会和破乳剂发生反应，削弱破乳剂的药效，使破乳效果大幅度降低。

结束语

影响三相分离器运行效果的因素主要包括调节机构失灵、采出液温度、破乳剂浓度、来液压力、原油停留时间与进液量等。为了让三相分离器在运行过程中发挥更好的分离效果，产生更大的经济效益，就要对影响三相分离器分离效果的因素进行分析，采取相应的解决措施，保证三相分离器的正常运转。

参考文献：

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