油水界面对仰角式游离水脱除器分离效果的影响

董珂 大庆油田设计院

油水界面对仰角式游离水脱除器分离效果的影响

董珂 大庆油田设计院

仰角式游离水脱除器是一种以浮力分离方法为主的新型高效脱水装置，主要适用于含水90%以上的油井采出液。油水界面仪安装在仰角式游离水脱除器试验样机的上部，仪器的探杆为连续检测元件，在全浸没的状态下，可测得油水界面位置。在较大的处理量下，油水界面的较小变化会引起脱后油中含水率的较大变化。主要原因是当处理量较大时，油相脱水效果对沉降时间的变化较为敏感，当油水界面变化时，引起油相沉降时间变化，使脱后油中含水率发生明显变化。

油水分离；高效；仰角式；游离水；含水率

仰角式游离水脱除器是在油田生产中应用的一种新型高效脱水装置，适用于含水90%以上的油井采出液。其关键技术在于仰角幅度、总体结构、设计参数的确定，及适用的工况条件和技术界限，本文针对油水界面高度与分离效率的关系进行研究。

1 工作原理

仰角式游离水脱除器是一种采用浮力分离方法为主的油水分离设备，其主要原理为：当设备有一定倾角时，特高含水油水混合物进入设备之后，首先在密度差的作用下，使油相聚集于容器的上段，水相聚集在容器的下段。而后，油相聚集段开始重力分离进程，水滴在重力的作用下，不断从油连续相中沉降下来，脱除油相中的水；而水相聚集段开始浮力分离进程，油滴在浮力的作用下，不断从水连续相中浮升上来，除去水相中的油。由于水量在进液量中占90%左右，因而浮力分离在采出液分离过程中占主导地位。

2 水界面仪安装位置

油水界面仪安装在仰角式游离水脱除器试验样机的上部，仪器的探杆为连续检测元件，在全浸没的状态下，可测得油水界面位置。探杆以垂直于容器轴线的方向插入，在容器内的长度为800 mm，探杆端头距容器底部100 mm。对于卧式容器，其理论可测油水界面的高度为120～880 mm。在样机试验过程中，界面仪的安装姿态固定不变，当容器处于倾角设置状态时，通过将仪器实测数据关联仰角度数进行换算，来确定实际的界面高度。

3 界面高度对油水分离效果的影响

仰角游离水脱除器以12°仰角时处理效果为最佳，因而以12°仰角游离水脱除器水驱采出液油水界面高度与脱后油中含水、脱后水中含油的试验数据为分析依据，并绘制关系曲线，见图1。

图1 油水界面高度与脱后油中含水的关系曲线

从图1可以看出，随着油水界面高度的上升，脱后油中含水率升高，脱后水中含油量降低。当油水界面高度在700～550 mm范围内变化时，界面高度的变化对脱后水中含油量的影响非常明显，最大变化率达到67.8%，而对脱后油中含水率的影响较弱些，最大变化率仅为34.1%。由此表明，在较大的处理量下，油水界面的较小变化会引起脱后油中含水率的较大变化。主要原因是当处理量较大时，油相脱水效果对沉降时间的变化较为敏感，当油水界面变化时，引起油相沉降时间变化，使脱后油中含水率发生明显变化。仰角式游离水脱除器的脱后水中含油量的最大变化率随进液量的增大呈变小趋势。主要原因是当处理量较大时，采出液在容器的流速增大，水相浮升空间的介质紊动程度加剧，由界面变化引起的水相沉降时间变化对脱后水中含油量的影响减弱。

（栏目主持 杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.022