集输系统脱水工艺优化与改进对策

宋春玲

摘 要：影响油田集输和脱水效果的原因有很多，如稠油的温度过高或过低、掺入的稀油的比例过高或过低、加入的催化剂的量不当、油水界面不合适等因素都将影响原油的脱水。原油脱水处理工艺其实是原油受原油破乳剂的化学作用而致使油水界面膜的平衡稳定受到破坏，释放出膜内包覆的水，进而推动状态上的油水分离，并基于油水密度的不同而发生的重力作用在沉降罐内自然沉降以达到最终的油水分离目的。原油脱水处理工艺对原油集输系统来说，有着至关重要的意义，在集输过程中会采用掺水流程，更是增加了原油中的水含量，为原油集输造成很大不便，因此，需要在原脱水处理技术基础上更加优化脱水工艺，才能有效提高原油集输系统的运行效率。本文就是对原油集输脱水处理工艺的优化进行分析和探讨。

关键词：脱水处理；集输；运行效率；优化

原油集输即是指油田原油的收集与处理以及运输，原油中含有大量水以及溶解或悬浮于水中的泥沙类机械杂质与盐等，这些物质的存在提高了原油集输与炼制的难度，不仅使原油液流体积流量增大，而且也使得设备与管路的有效利用率大大降低。因此，在原油集输前就必须净化处理原油中的水及杂质等，为原油集输创造更好的条件，也就是说，脱水处理是提高原油集输效率的必要措施。传统的原油集输脱水工艺在原油脱水方面取得很大成就，但还是会受到一些方面的限制，所以原油脱水处理工艺的优化就变得相当重要了。

1原油脱水工艺原理

油田各油井生产的原油和油田气进行收集、处理，并分别输送至矿场油库或外输站和压气站的过程。包括集输管网设置、油井产物计量、气液分离、接转增压和油罐烃蒸气回收等，全过程密闭进行。集输管线热力条件的选择 根据中国多数油田生产"三高"原油（含蜡量高、凝固点高、粘度高）的具体情况，为使集输过程中油、气、水不凝，作到低粘度，安全输送，从油井井口至计量站或接转站间，一般采用加热集输。原油脱水处理工艺其实是原油受原油破乳剂的化学作用而致使油水界面膜的平衡稳定受到破坏，释放出膜内包覆的水，进而推动状态上的油水分离，并基于油水密度的不同而发生的重力作用在沉降罐内自然沉降以达到最终的油水分离目的。本文就是在此原理基础上对原油脱水处理工艺进行优化试验，并对试验结果进行分析和讨论。

2优化试验的执行标准与实验油样

SY/T5281-2000<原油破乳剂使用性能检测方法>为热化沉降试验与破乳剂筛选的执行标准，而SY/T7549一2000<原油粘温曲线的确定（旋转粘度计法）>则为原油粘温曲线测定的依据标准。实验采用的仪器为HaakeRS300流变仪，而试验原油油样则为胜利油田某区块的新鲜混合原油，在短时间内的自然沉降后分出的乳化油与游离水则分别为水包油与油包水型试验的试验介质。该区块原油具有胶质含量高且密度大、粘度高的特点，而其粘度会随着温度变化而变化，即是说，该区块原油的粘度受温度影响较大，属稠油。

3试驗过程与结果分析

此次优化实验主要包括两个方面，即乳化油的油水反相点试验及破乳剂的性能评价试验。

3.1乳化油的油水反相点试验

含水稠油的油水反相点很大程度上影响着集输管线压降，低含水量的乳化油油包水体系在向含水量超过极限值的水包油体系转变时的含水量即为乳化反相点，过反相点的乳化油粘度大大降低，减小了原油集输系统的运行压力，这就是此项试验的必要性。要配制乳化油，首先要以油样混合油的质量比称取水量和原油量，并在SOC恒温下持续预热30分钟，然后将其放入高速混调器均匀搅拌，完成乳化油的配制。而用配制好的乳化油进行试验，则发现该区块含水稠油的粘度在含水率增高时随之增大，并在含水率为76%时达到最大粘度，而乳化油在含水率超过76%时转变为油水共存体系，原油粘度降低而水则为连续相，也就是说，该区块稠油的含水反相点为76%。

3.2破乳剂的性能评价试验

破乳剂性能评价试验方法：将80毫升的乳化油装入100毫升容量的磨口量筒并放入恒温水浴内预热，15分钟后加入适当液状破乳剂并振摇后再次放入恒温水浴，对不同时间的脱水体积、油水界面、原油粘壁状况以及脱出水色等进行实时地观察记录，然后由记录数据计算出原油含水量。

（1）原油破乳剂筛选。温度为SOC时，在试验用混合油中投加剂量为每升100毫克与每升200毫克的准备好的1#破乳剂、2#破乳剂与在用破乳剂。根据原油含水率在不同沉降时间时的对比中发现，亲油亲水性较好的为2#破乳剂，其在加入混合油后，分子分散开来并扩散至整个油水界面，置换出油水界面膜上的分散天然乳化剂并形成界面膜，而油中的水聚结成大水滴并因为油水密度差异而在重力作用下自然沉降破乳。综述，较之于1#破乳剂与在用破乳剂，2#破乳剂因其脱水率、脱水速度以及脱水效果等方面的优势使其成为最佳原油破乳剂。

（2）热化学脱水试验。在温度分别为60C、65C、70C、75C以及80C的条件下进行静态的热化学脱水试验，分别对含水量为70%、60%、50%以及40%的乳化油投加2#破乳剂，剂量为80mg/L、100mg/L以及200mg/L。通过投加200mg/L的2#破乳剂至含水40%的乳化油中的热化学脱水实验与沉降效果可知，含水率为40%的乳化油中含有亲油性活性物质，如胶质与沥青质等，且由较强的界面稳定性。投加剂量为20mg/L的2#破乳剂至原油，并经过24小时的80C下热沉降，原油的含水率并未达到标准要求，仅为4.6%。而投加200mg/L的2#破乳剂至70%的含水乳化油中的热化学脱水试验与沉降效果表明，油水界面膜上分散的天然乳化剂会随乳化油含水率的增大而相对减少，同时也减弱了界面膜的稳定性，并且70%的含水乳化油受温度影响较大，投加10mg/L的2#破乳剂并在70C条件下进行超过6小时的热沉降，则原油含水率可达到标准要求。

4优化试验结论

根据试验结果可得出以下结论：（1）76%为该试验区块的原油油水转相点，而集输油含水在40%至70%之间时，不加剂乳化油具有较强的稳定性，而汗水在76%至80%之间时，原油集输系统在安全运行的前提下容易脱水，还不会有太重的脱水处理负担。（2）为使原油含水量达标，对于含水70%的集输油，乳化油加剂量最宜为每升100毫升，脱水温度控制在70C到75C之间，热沉降时间应超过6小时。而40%至60%的含水油，乳化油加剂量最佳应保持在每升150至200毫克内，脱水温度80C为最佳，而热忱将时间则应超过24小时。

5 结束语

原油脱水处理在原油集输方面发挥着很大作用，为有效提高原油集输系统的运行效率，对原油脱水处理工艺的研究是相当必要而有意义的，尤其是在现有技术基础上对脱水工艺进行优化改进，这是值得原油集输系统研究领域深入分析和探讨的课题，为提高原油集输效率提供有力可靠的基础保障。

参考文献：

[1] 刘晓辉. 原油集输脱水处理工艺优化分析[J]. 工业， 2015（2）：42-42.

[2] 王宁. 原油集输脱水处理工艺优化措施分析[J]. 中国石油和化工标准与质量， 2016， 33（9）：290-290.