原油集输系统油水分离过程控制经验浅谈

解兆友 赵泉安 陈娜

摘要：针对安塞油田某集输站点处理后净化油含水高的问题，本文详述了在解决过程中，对比试验及现场数据，各个节点在不同工况下对最终效果产生的影响。

关键词：集输工艺;原油处理;油水分离;净化油含水

一、工艺流程及问题简介

集输站内工艺流程有很多类型，本文选取的XX集中处理站工艺比较具有代表性，其采用前端转油站计量液量、含水分析仪测算含水、计量净化油量及含水量;在集输站经过三相分离器进行油、气、水分离，脱水后的净化油进入沉降罐进行二次脱水，进入净化罐待外输。

二、存在问题及影响因素

1、存在主要问题：各线来油通过流程处理之后，最终外输出口体积含水率无法正常达到要求（要求体积含水低于0.5%）。

2、进系统之后的未处理原油，每次经过一道工序都会产生变化，前端投加药品催化剂、加热炉进行加温、三相分离器压力控制、沉降罐自然沉降时间长短等，各个参数指标都对最终的处理结果产生影响。

三、各节点分析

1、前端催化剂

目前安塞油田区块所使用的催化剂主要有两种，YT-100，KS-1型破乳剂，主要通过部分取代稳定膜的作用使乳状液破坏。用作脱水剂，能把原油及重油中的水分脱出来，使含水率达到要求。

用于油井中可降低原油粘度，使油井不堵。由脂肪醇、环氧丙烷、环氧乙烷聚合而得。易溶于水，淡黄色或乳白色粘稠液体。肥皂气味。凝固点25～40℃。羟值≤60毫克氢氧化钾/克，水溶液呈乳白色。目前，此站点投加的破乳剂为端点投加，投加浓度120mg/l，在整个处理工艺中最重要的环节三相分离器分离之后，出口含水由加药浓度的增大而减小，达到一定的浓度（160mg/l）之后，趋于平缓。

结论：含水原油中投加的催化剂对原油破乳有直接影响，且一定的区间内随加药量增大出口含水率相应减小，达到一定的破乳效果之后再随着加药提升效果不大。但实际应用过程中，一般要考虑药品成本等问题，所以实际加药量并不是越大越好。

2、加热温度

一般要求各个转油点要对原油进行加温，使原油进站温度不低于35℃，进站之后通过加热炉二次加热，进入三相分离器的温度一般保持在42-45℃左右，达到原油最佳破乳温度。三相分离器出口含水率随着加热温度的升高逐步降低，但是，随着温度的升高原油蒸发量随之增大，蒸发损耗也随之增多，所以温度控制有一个最佳区间，一般实际运行时要求三相分离器运行温度在40-42℃最适宜。

3、三相分离器运行

三相分离器工作原理：油气水混合物高速进入预脱气室，靠旋流分离及重力作用脱出大量的原油伴生气，预脱气后的油水混合物经导流管高速进入分配器与水洗室，在含有破乳剂的活性水层内洗涤破乳，进行稳流，降低来液的雷诺系数，再经聚结整流后，流入沉降分离室进一步沉降分离，脱气原油翻过隔板进入油室，并经流量计计量，控制后流出分离器，水相靠压力平衡经导管进入水室，从而达到油气水三相分离的目的。

三相分离器作为最重要的原油处理环节，运行过程中的温度、压力、进液量等都对最终处理效果产生影响。温度上面已经分析过，压力跟进液量有相辅相成的联系，因为三相分离器内部空间有限，所以进液量的快慢影响着上部气相空间的大小，同时影响上部空间的气压，出口浮球阀及气相调压阀实际调节过程受现场工况影响比较严重，容易发生冻堵、堵塞、失灵、时间滞后、偏流等问题;一旦发生上述情况，就可能出现油室串水、进液偏流、气相串油等问题。

所以，实际生产运行过程中，应该重点对三相分离器的进液量、压力、温度等进行控制，按照处理量1000m3/d的三相分离器为例，控制每小时进液量38-45m3/d，气相压力0.16-0.18mp，温度控制在40-42℃。

4、沉降罐液位控制

沉降罐工作原理：含水原油由进口管线，经配液管中心汇管和辐射状配液管流入沉降罐底部的水层内，在水层内进行水洗，由于油水密度的差异，使部分含水油在上升的过程中，较小粒径的水滴向下运动，油向上运行，实现了油水分离。在原油上升到沉降罐集油槽的过程中，其含水率逐渐减小。经沉降分离后的原油进入集油槽后，经原油溢流管流出沉降罐;分离后的污水经上部水箱，由脱水立管排出。

沉降罐作为配合三相分离器的二次处理单元，本身也可以单独进行原油处理。配合三相分离器使用时，罐内油水层分液面可变范围比较大，以12米高的5000m3罐为例，油水层分界线可以从0变化到10米，因为三相分离器处理后的原油已经基本合格，通过水层之后比较难形成“水包油”型乳化液。如沉降罐单独使用，则必须对相关参数进行要求，还是以12米高的5000m3沉降罐为例，油水层分液面控制在3.5-4.5米，罐温35-45℃，进液量控制在150m3/h之内为宜。明水层过低，则水洗效果不明显;明水层过高，则沉降时间减少，两者都会影响最终溢流口的出油含水。

5、净化罐操作

净化罐作为整个处理工艺最后一个环节，最终的油品要求必须达标。但实际运行时，净化罐内的净化油由于多种原因，如某一阶段系统不正常导致高含水油进入净化罐，生产运行组织困难导致净化罐储水等，会导致净化罐被污染，无法满足油品的达标要求。此时就要对净化罐进行操作，清除污染，采用如加药、加温、静置沉降、清罐等方法。但实际运行时最常用的是倒罐操作，满罐A下部含水净化油，通过倒罐流程，压入空罐B，再由B罐排污口逐步排入污油池，净化罐倒罐操作作为原油脱水流程的最后一个环节，在实际生产过程中非常具有时效性与可操作性，是保障净化油外输达标的一个关键操作。

四、总结

1、过程控制是一个整体的环节，有一个环节出现问题，将使系统内其他节点被污染，一旦发生污染，清除过程比较漫长。

2、对于集输系统中，重点环节应分类控制，制定各级控制措施，在实际运行中，定时对过程中各项温度、沉降时间、压力、来液量等参数进行监控，发现问题及时调节，确保平稳运行。

参考文献：

[1]李振林，董守平，张建，et al.重力式油气水三相分离器内部流动研究[J].石油机械，1999，27 （7）.

[2]魏国晟，张宗愚.原油破乳剂的研究与应用[J].油田化學，1995 （2）：24-26.

[3]任卓琳，牟英华，崔付义.原油破乳剂机理与发展趋势[J].油气田地面工程，2005，24 （7）：16-17.