集输脱水处理工艺 篇1
1 原油集输脱水处理的必要性
原油收集、处理以及运输的过程总和统称为原油集输。杂质较多、密度较大、流行性较差以及粘性较大是原油的主要特性, 换句话来讲就是原油中含有大量的水分以及泥沙、盐等悬浮颗粒与溶解质, 而这些物质则会使得原油的体积增大, 从而使得原油的提炼以及集输难度增强, 于此同时也使得原油集输设备的利用难度得以提升。除此之外, 有的地方原油出液的井口温度偏低, 因而采用掺水流程不得不增加到集输系统中去, 这就使得原油中有大量的水存在。因此, 为了使得原油质量得以提升, 对于原油中其他杂质以及水的净化不得不在原油集输前实施, 以便使得原油技术快捷化。换句话来讲, 原油集输中不可或缺的一个必要、及关键环节则是原油的脱水处理。
2 原油集输脱水处理工艺常用方法
2.1 热化学脱水法
加热含有水分的原油到一定的温度, 与此同时将少量的表面活性剂加入到原油乳状液中, 其乳化状态被破乳剂破化从而使得油与水彻底分离。相对来讲如果单纯的使用这种方法在绝大部分情况下不符合经济性原则。
2.2 重力沉降脱水法
含有水分的原油在经过破乳以后, 则需要把原油与杂质、游离水彻底分开。而重力沉降法主要是在沉降灌中利用油、水密度的不同, 而产生的上部原油水滴沉降与下部水层清洗作用使得油与水的彻底分离。在油田中此过程有一段脱水著称。
2.3 电脱水法
将原油乳状液放在交流或者高压直流电场中, 利用电场对于水的作用将水界面膜逐渐消弱致使水滴因碰撞而合并成直径较多的水滴, 从而在原油沉降中分离。振荡聚结、电泳聚结以及偶极聚结是水滴在电场中的三种聚结方式。
2.4 机械脱水法
机械脱水法主要是利用介质聚结亲水嫌油且面积较大的性质使得水因聚结而沉降的原理。不需要加热处理是机械脱水的主要优点, 而缺点则是对于含有蜡的原油或者较脏的原油过程中很容易使得聚结材料的通道堵塞。同时机械脱水法一般都是与其他脱水法配合使用而非单独处理法。
2.5 离心脱水法
此方法主要是依据离心场内重力加速度小于离心加速度的原理促使因水滴的沉降而使得油与水的分层。
3 原油集输脱水处理工艺优化措施
3.1 原油集输工艺流程的优化
原油集输脱水流程亟需优化的两个方面则是对于脱水流程的完善以及原油脱水预分离流程的建立。原油脱水流程的完善是将没有合格的原油再次进行脱水处理, 直到原油可以松紧净化罐为止。而预分离流程则是对于各个转接站的原油施行单独脱水处理及输送, 其中托水泵问题的解决是最为关键的环节。通常都是以三组分离器脱水为主。从我国原油脱水工艺的现状来讲, 对于原油流程的优化措施主要是采用加温脱水与电脱水法。
3.2 破乳剂的科学选择
原油集输脱水处理工艺的核心部分就是筛选破乳剂。由于时间及温度等条件对于化学脱水技术和使用效果具有有限制性, 因此, 在破乳剂的使用过程中要不断完善相应的管理制度, 使得相关工作人员对于破乳剂的使用要按照相关规定执行, 不仅对于药量的跟踪给予重视而且要按照科学的手法与标准使得破乳剂剂的使用合理化, 对于药物不能随意增减药量或者更换药物。
3.3 落地油的积极处理
从井场、污水罐以及蒸发厂房中回收的洒落油则为落地油。由于落地油暴露在空气中, 因此其参杂了垃圾、泥沙以及水等杂质, 因此其乳化较为严重而且脱水较为困难, 而抛弃落地油则是对于能源的较大浪费, 而直接处理则需付出很高的代价, 因此, 对于常温条件下对落地油进行单独脱水处理则成为了最有效的落地油处理措施。一般的优化处理流程如下, 每天将回收的落地有储存在单独的储存罐中, 存放到一定程度后直接对储存罐进行加热处理, 排水合格后再加入到净化油罐中进行处理, 这样不仅可以为低温脱水奠定基石而且避免落地油对脱水处理设备带来的损失。
3.4 冬季原油生产优化
原油集输脱水最为重要的影响因素之一就是温度, 假如温度比临界温度低, 则使得脱水效果不佳, 甚至对于原油集输脱水全局的进展产生一定的阻碍作用。以我国东北地区为例, 由于东北地区冬季较为寒冷, 而且有时会有高大两米以上的冻土层出现, 在这种环境中进行原油集输脱水则会出现大幅度的降热现象, 从而致使原油的温度快速化降低, 这样进入到原油脱水处理系统中后, 则必须进行升温处理才能对于脱水效果有所确保。而我国大部分地区虽然处理温带但是冬季确实干燥而且较为寒冷, 因此, 为了原油脱水效果的确保与提升, 则在冬季的时候必须进行原油加热处理。目前二级沉降罐加热是最为常用的一种加热方法, 可以确保原油温度一直处于最佳脱水温度。
4 结语
原油脱水处理工艺对于原油集输系统工作效率的有效提升具有重大的意义, 在原油集输上有着举足轻重的作用, 因此, 对于原油脱水处理工艺的优化是非常必要且具有较大现实意义的。石油工业相关负责人应不断强化原油脱水处理工艺优化的力度, 从而使得原油集输脱水处理工艺水平以及效率最大化。
参考文献
[1]刘保迎.原油常温集输条件研究[D].哈尔滨工业大学.2014, (06) .
[2]鲍云波.榆树林油田原油集输工艺关键技术研究[D].大庆石油学院.2015, (02) .
原油集输脱水处理工艺的优化 篇2
【关键词】 集输系统；脱水处理；优化
一、室内标准及原油试样的评价
1、 所用的食品及执行标准
破乳剂选择和热化学沉降脱水处理工艺的参数试验执行标准为：SY/T 5281- 2000 《原油破乳剂使用性能检测方法》。原油粘温曲线的检测按照标准：SY /T7549-2000“原油粘温曲线的认定也称做旋转粘度剂法”。所用仪器：H aake RS300流变仪。
2、 油样的试验
试验的油样为新鲜的混合原油，经过一段时间自然的沉降后，分离出的乳化油和游离水将分别作为水包油和油包水两种类型的试验介质。由净化油得出的粘温曲线和原油物性可以发现，油的密度及胶质含量的高低，粘度随着温度的变化下降的的程度，能分析出油样的粘度对温度的敏感性，从而确定油样是属于稠油范畴还是稀油范畴。
二、室内试验结果及对结果的讨论
1、 乳化油的油水反相点
油水反相点是指含水稠油的流变性的重要特征之一，对集输系统管线内压降会产生很大的影响。乳化油在低含水量的情况下易容形成W/O体系，而含水率在超出一定極度时，W/O体系的乳化油会转变为O/W体系，这时的含水率被称为乳化反相点。当乳化油转变为水包油型时，其粘稠度会大大减小，输送压降也相应减小，这利于合理输送含水稠油。
乳化油的配制是依据混合油的质量百分比，分别称取水量及原油量，油和水在50℃的温度下进行恒温预热，预热时间30min。将油样和水样放入HT-2型高速混调器中，均匀的搅拌，乳化油制备就完成了。实验所用乳化油用同样方法制备，确保乳化油性质相同。
由原油乳化反相点曲线能看出，含水稠油的粘度会随着含水率增加而增大，含水稠油在含水率在某个百分比时乳化油粘度最大，含水率大于此百分之时则发生转变，转变为乳化油、水共存体系，此时所含的水是连续相，原油粘度快速下降，这个百分比即为试验稠油本身的极限含水的反相点。建议：集输油含水在极限含水反相点条件下进行即既能使集办理系统安全运行，又不会使脱水处理的运行负担太重，有利于脱水处理。
2、 破乳剂性能的科学评价
试验方法：在100mL容量的磨口量筒中，倒入80mL的原油乳状油样，放入恒温水浴中预热15min再注入一些破乳剂溶液，进行振摇200次，再放入恒温水浴中，记录下分段时间中分离出的水的体积。由此计算出原油本身的含水率，并观察油水分界面、分离出水的颜色以及原油粘壁状况并记录。
（1）破乳剂筛选。在 80℃的温度下分别用用不同的破乳剂进行混合油破乳剂的筛选。
从不同时间的沉降原油的含水率相互对比可以发现，破乳剂是否有很好的亲油性和亲水性。原油的分子分散布于乳化油中，是否能迅速向油水界面扩散，与分散的天然乳化剂进行置换，形成一层不稳定的界面膜，使之与油中的水珠聚集成大颗的水滴，在油与水密度差异的作用下进行沉降破乳。再看脱出的水是否颜色较清。
（2）热化学脱水试验。在 60、 65、 70、 75、80℃下，筛选出的破乳剂80、100、200mg/L，对原同含水率40%、50%、60% 和70%乳化油分别进行静态的热化学脱水试验来检验原油含水率是否达标。
（3）破乳剂的配伍性试验。原油加入破乳剂混合处理后在用破乳剂的配伍性试验。结果表明按比例混合不同种类的破乳剂对混合油的脱水效果要高于单独使用一种破乳剂。由此可见用破乳剂反复配合使用对试验效果具有协助作用。
结语：
1、如果原油本身密度大，胶质的含量也高，粘稠度随着温度变化呈直线下降状态，说明该原油的粘度对温度变化的敏感性很强，这种原油则属于稠油，反之则属于稀油。
2、油水转相点的百分比决定了输油含水量在在何种条件下既能够使系统安全的运行，又不致脱水处理的负担过大，同时比较利于脱水。一般来说含水率在百分之40到70之间的不加破乳剂的乳化油其稳定性比较大，60～ 80℃的温度内热沉降24小时基本不脱出水，对温度的变化不是很敏感。
3、破乳剂脱水速度、脱水率等决定了油水界面是否较齐，脱出水是否较清。对含水4到6成的乳化油添加剂量为150～200mg/L破乳剂，脱水温度为80℃，热沉降的所用时间不超过24小时。对于含水率为百分之70的原油，推荐添加剂量100mg/L，脱水温度在70～ 75 ℃之间，热沉降所用时间超过6个小时，原油的含水率即可达到标准。
4、为原油筛选出的破乳剂和其它合格的破乳剂若具有较好的配伍性。两种破乳剂复配使用能够有很好的协同作用，按比例混配具有更好的脱水效果，脱水率定会高于单剂使用。
参考文献
[1] 师秀林. 浅析自动化仪表在延长油田原油集输中的应用[J]. 延安大学学报（自然科学版）. 2012（01）
[2] 鞠汉良、秦晓亮、唐敏. 井口电磁加热器在三塘湖油田的应用[J]. 科技创新导报. 2012（08）
[3] 曾昭英、周峤、吴新果. 原油集输系统能耗分析软件开发与应用[J]. 科学技术与工程. 2012（05）
作者简介：
李冰，男，（1986.9-），山东省菏泽市，本科，研究方向：油气集输
赵剑，男，（1985.10-），山东省泰安市，大专，研究方向：油气开采
油气集输处理工艺及工艺流程 篇3
学院：延安职业技术学院
系部：石油工程系
专业：油田化学3班
姓名：王华乔
学号：52
油气集输处理工艺及工艺流程
摘要：油气集输工程要根据油田开发设计、油气物性、产品方案和自然条件等进行设计和建设。油气集输工艺流程要求做到：①合理利用油井压力，尽量减少接转增压次数,减少能耗；②综合考虑各工艺环节的热力条件,减少重复加热次数，进行热平衡，降低燃料消耗；③流程密闭，减少油气损耗；④充分收集和利用油气资源，生产合格产品，净化原油，净化油田气、液化气、天然汽油和净化污水（符合回注油层或排放要求）；⑤技术先进，经济合理，安全适用。油气集输，作为油田生产油气整体过程中的一个环节，在整体操作过程中，有着极其重要的作用。油气集输主要负责的任务有四个方面：（1）将开采出来的石油气、液混合物传输到处理站，将油气进行分离以及脱水，使原油达到国家要求标准；（2）将合格的原油通过管道输送到原油储存库进行储存；（3）将分离出来的天然气输送到再加工车间，进行进一步的脱水，脱酸，脱氢等处理；（4）分别把经过处理，可以使用的原油和天然气输送给客户。由于油气集输涉及到整个油田的各户钻井，因此相较于其它环节，油气集输铺设范围广，注意部位多等诸多相关难题，因此，一个油田油气集输环节技术水平的高低，可能会直接波及到整个油田的整体开发水平和能力。下面笔者对油气集输进行相关介绍，希望对读者有所帮助。
一、油气收集
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。
1、集输管网 用钢管、管件和阀件连接油井井口至各种集输油气站的站外管网系统（图1）。管线一般敷设在地下，并经防腐蚀处理。
油田油气集输
集输管网系统的布局 须根据油田面积和形状，油田地面的地形和地物，油井的产品和产能等条件。一般面积大的油田，可分片建立若干个既独立而又有联系的系统；面积小的油田，建立一个系统。系统内从各油井井口到计量站为出油管线；从若干座计量站到接转站为集油管线。在这两种管线中，油、气、水三相介质在同一管线内混相输送。在接转站，气、液经分离后，油水混合物密闭地泵送到原油脱水站，或集中处理站。脱水原油继续输送到矿场油库或外输站。从接转站经原油脱水站（或集中处理站）到矿场油库（或外输站）的原油输送管线为输油管线。利用接转站上分离缓冲罐的压力，把油田气输送到集中处理站或压气站，经处理后外输。从接转站到集中处理站或压气站的油田气输送管线为集气管线。从抽油井回收的套管气，和从油罐回收的烃蒸气，可纳入集气管线。集气管线要采取防冻措施。
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。主要方法有：①井口设置水套加热炉，并在管线上配置加热炉，加热油气；②井口和出油管线用蒸汽或热水伴热；③从井口掺入热水或热油等。不加热集输是近几年发展起来的一项技术，能获得很好的技术经济效益。除油井产物有足够的温度或含水率，已具备不需加热的有利条件外，还应根据情况，选用以下技术措施：①周期性地从井口向出油管线、集油管线投橡胶球或化学剂球清蜡,同时,管线须深埋或进行保温；②选择一部分含水油井从井口加入化学剂，以便在管线内破乳、减摩阻、降粘；③连续地从井口掺入常温水（可含少量化学剂）集输。在接转站以后，一般均需加热输送。
集输管线的路径选择要求：①根据井、站位置；②线路尽可能短而直，设置必要的穿跨越工程；③综合考虑沿线地形、地物以及同其他管线的关系；④满足工艺需要，并设置相应的清扫管线和处理事故的设施。
集输管线的管径和壁厚，以及保温措施等，要通过水力计算、热力计算和强度计算确定。
2、油井产物计量 是为了掌握油井生产动态，一般在计量站上进行。每座计量站管辖油井 5～10口或更多一些，对每口油井生产的油、气、水日产量要定期、定时、轮换进行计量。气、液在计量分离器中分离并进行分别计量后，再混合进入集油管线（图2）。计量分离器分两相和三相两类。两相分离器把油井产物分为气体和液体；三相分离器把高含水的油井产物分为气体、游离水和乳化油；然后用流量仪表分别计量出体积流量。含水油的体积流量须换算为原油质量流量。油井油、气、水计量允许误差为±10％。
油田油气集输
气液分离 为了满足油气处理、贮存和外输的需要，气、液混合物要进行分离。气、液分离工艺与油气组分、压力、温度有关。高压油井产物宜采用多级分离工艺。生产分离器也有两相和三相两类。因油、气、水比重不同，可采用重力、离心等方法将油、气、水分离。分离器结构型式有立式和卧式；有高、中、低不同的压力等级。分离器的型式和大小应按处理气、液量和压力大小等选定。处理量较大的分离器采用卧式结构。分离后的气、液分别进入不同的管线。
3、接转增压 当油井产物不能靠自身压力继续输送时，需接转增压,继续输送。一般气、液分离后分别增压:液体用油泵增压；气体用油田气压缩机增压。为保证平稳、安全运行和达到必要的工艺要求，液体增压站上必须有分离缓冲罐。
4、油罐烃蒸气回收 将原油罐内气相压力保持在微正压下，用真空压缩机回收罐顶排出的烃蒸气（图2）。油罐和压缩机必须配有可靠的自控仪表，确保安全运行。
5、油气处理 在集中处理站、原油脱水站或压气站对原油和油田气进行处理。生产符合外输标准的油气产品的工艺过程。包括原油脱水、原油稳定、液烃回收以及油田气脱硫、脱水等工艺。
6、原油脱水 脱除原油中的游离水和乳化水，达到外输原油含水量不大于 0.5％的标准。脱水方法根据原油物理性质、含水率、乳化程度、化学破乳剂性能等，通过试验确定。一般采用热化学沉降法脱除游离水和电化学法脱除乳化水的工艺。油中含有的盐分和携带的砂子，一般随水脱出。化学沉降脱水应尽量与管道内的原油破乳相配合。脱水器为密闭的立式或卧式容器，一般内装多层电极，自动控制油、水界面和输入电压，使操作平稳，脱出的污水进入污水处理场处理后回注油层。中国在化学破乳剂合成、筛选和脱水设备研制方面取得成就。
7、原油稳定 脱除原油中溶解的甲烷、乙烷、丙烷等烃类气体组分,防止它们在挥发时带走大量液烃,从而降低原油在贮运过程中的蒸发损耗。稳定后的原油饱和蒸气压不超过最高贮存温度下当地的大气压。在稳定过程中，还可获得液化气和天然汽油。原油稳定可采用负压脱气、加热闪蒸和分馏等方法。以负压脱气法为例，稳定工艺过程是：脱水后的原油进入稳定塔，用真空压缩机将原油中的气体抽出，送往油田气处理装置。经过稳定的原油从塔底流出，进入贮油罐。原油稳定与油气组分含量、原油物理性质、稳定深度要求等因素有关，由各油田根据具体情况选择合适的方法。
8、油田气处理 油田气脱硫、脱水、液烃回收等工艺与天然气处理工艺基本相同（见天然气集气和处理）。
二、油气贮输(运)
将符合外输标准的原油贮存、计量后外输（外运）和油田气加压计量后外输的过程。
1、原油贮存 为了保证油田均衡、安全生产，外输站或矿场油库必须有满足一定贮存周期的油罐。贮油罐的数量和总容量应根据油田产量、工艺要求、输送特点（铁道、水道、管道运输等不同方式）确定。油罐一般为钢质立式圆筒形，有固定顶和浮顶两种型式，单座油罐容量一般为5000～20000m3。油罐外壁设有保温包覆层,为减少热损失，易凝原油罐内设加热盘管，以保持罐内的原油温度，油罐上应设有消防和安全设施。
2、外输油气计量 是油田产品进行内外交接时经济核算的依据。计量要求有连续性，仪表精度高。外输原油采用高精度的流量仪表连续计量出体积流量，乘以密度，减去含水量,求出质量流量,综合计量误差±0.35％。原油流量仪表用相应精度等级的标准体积管进行定期标定。另外也有用油罐检尺(量油)方法计算外输原油体积，再换算成原油质量流量。外输油田气的计量，一般由节流装置和差压计构成的差压流量计，并附有压力和温度补偿，求出体积流量，综合计量误差 ±3％。孔板节流装置用“干检验法”（由几何尺寸直接确定仪表精度）标定，也可用相应精度等级的音速喷嘴（临界流喷嘴）进行定期标定。
3、原油外输(运)原油集输系统的最后一个环节。管道输送是用油泵将原油从外输站直接向外输送，具有输油成本低、密闭连续运行等优点，是最主要的原油外输方法。也有采用装铁路油罐车的运输方法，还有采用装油船(驳)的水道运输方法。用铁路油罐车或油船(驳)向外运油时，需配备相应的装油栈桥和装油码头。边远或零散的小油田也有采用油罐汽车的公路运输方法，相应地设有汽车装油站（点）。
四、结论