代娟
鲁胜石油开发有限责任公司
摘要：众所周知，油田开采出的原油含水量较高，如果不及时进行脱水处理，不仅增加储运费用，消耗大量能源，而且，也会加快集输管道的腐蚀速度，缩减管道的使用寿命。因此，原油脱水是油田开采过程中的一个关键环节。近年来，随着脱水工艺的日渐成熟，原油脱水效果也越加显著，因此，本文将针对油田集输原油脱水工艺的优化与改进策略展开论述。
关键词：油田；原油脱水；优化改进策略
根据原油的流动性质，可以将其划分为稀油、稠油与超稠油三个种类，就我国油田目前的开采现状看，开采出的原油一般属于这三个各类的混合体，因此，原油的脱水难度也越来越大。在这种情况之下，技术人员在原有重力沉降法、加热沉降法、破乳剂脱水法、电脱水等脱水工艺的基础上，不断对其进行优化和改进，旨在减少脱水过程中的能量消耗，提升原油脱水效率，进而为油田企业创造更多的经济效益。
1 常见的原油脱水工艺
1.1 重力沉降脱水法
该脱水工艺的作用机理主要是根据油水所承载的重力大小，使原油与水相分离，目前，在油田集输脱水中，较为常用的重力沉降脱水设备包括立式沉降罐以及游离水脱除器。这种脱水方法的优势在于：设备操作简单，自动化控制水平较低，而且进入罐体内的油水混合物不需要进行加热工序，进而能够节省大量的燃料，降低脱水成本。但是，由于脱水设备成本较高，一旦出现故障，也会产生较高的维修成本，这就给油田企业增加了经济负担。另外，与其它脱水工艺相比，重力沉降脱水法的脱水效果相对较差。
1.2 加热沉降脱水法
加热沉降脱水法的常用设备包括加热炉以及加热处理器，作用机理是通过提高油水混合物的温度，对乳状液破乳以及油水进行分离。该方法的优点是处理流程简便，设备操作简单，脱水效果优于重力沉降法，但是，这种脱水方法所使用的加热设备投入成本较高[1]。
1.3 破乳剂脱水法
破乳剂主要是通过人工合成的大分子、高分子或者超高分子表面活性剂，来改善油水混合物的粘度，使原油和水相分离。破乳剂本身具有凝聚作用，能够破坏乳化水滴外围的界面膜，进而将水滴凝聚在一起，使油水形成分层结构。同时，破乳剂也能够润湿固体，由于油层当中的粘土、硫化铁、泥浆等固体颗粒物具有亲水性，当这些物质与破乳剂结合以后，这些固体颗粒将被快速吸附到水滴内，而完成原油脱水过程。
1.4 电脱水法
电脱水法主要在高压直流或者交流电场的作用下，对处于电场中的原油乳状液的液态水进行分离，主要作用机理是降低液态水界面膜的强度，进而增加水滴的碰撞频率，使之成为粒径相对较大的水滴，然后从原油乳状液中剥离出来。其中电场的聚结方式主要包括三种，即：电泳聚结、偶极聚结以及振荡聚结，电泳聚结在电泳持续作用下，使水滴之间产生不间断持续碰撞，在这一过程当中，水滴界面膜被击破。偶极聚结是依附于高压电场作用，在原油乳状混合液当中形成诱导偶极，促使水滴沿着电力线方向呈现出直线运动状态，而相互之间产生持续碰撞。而振荡聚结则是在交流电场作用下，使液态水中的正负离子表现出周期性运动状态，最终击碎水滴膜界面，而凝聚成为粒径较大的水滴。常见原油脱水工艺原理及优缺点如表1所示。
表1：常见原油脱水工艺原理及优缺点
序号 脱水工艺 基本原理 适用条件 优点 缺点
1 重力沉降法 油水密度 处理松散的不稳定乳化液 节省成本
操作简便 耗费时间长
效果差
2 加热沉降法 降低粘度、破坏界面膜 乳化液 工艺流程简单 需要加热设施
3 破乳剂脱水法 破坏界面膜 乳化液 脱水效果好 投入成本高
4 电脱水法 电场聚结 乳化液 处理效率高 需要电力设施
2 油田集输原油脱水工艺的优化与改进策略
2.1 加大集输设备日常保养力度
原油集输主要是指油气的收集、输送以及处理加工的一个完整的作业流程，一般涉及油井、计量站、接转站、集中处理站等作业场所，因此，整个作业流程需要大量集输设备的支持，比如加热炉设备、分水器设备等。原油集输属于一个持续作业流程，这就增加了各种设备的磨损度，进而埋下了重大的故障风险隐患。针对这种情况，集输设备管理部门应当进一步加大对各种关键设备保养维护力度，根据设备的使用状况，制订一套针对性强的设备保养计划，使集输设备能够始终保持良好的运转状态。另外，为了提升原油脱水效果，应对三相分离器的功能性不断进行改进，使其适应作业环境的能力达到最佳状态。
2.2 优化和改进电脱水工艺
在集输原油脱水工艺中，电脱水技术不但应用频率较高，而且脱水效果较为明显，因此，油田企业应对不同形式的电脱水器进行改造和更新。比如以卧式圆筒型电脱水器为例，相比于管道式、储罐式与球形电脱水器，该脱水器占地面积小，安装简便，其作用机理主要是经过三相多级分离器，分离出乳化原油，然后进入到电脱水器当中，完成脱水流程。在分离液态水过程中，水滴在高压直流与交流电场的作用下，其水包油外相界面变薄，外相膜的机械强度大幅减弱，这时，经过破乳、聚结、沉降等工序，原油与水实现分离。与此同时，应用圆筒型电脱水器，还可以节省大量的阀门、管线等辅助配件。基于此，为了达到最佳的脱水效果，油田企业可以结合油田规模与产油量，合理增加或者减少脱水设备的台数，进而为企业创造更多的经济效益[2]。
2.3 创新和改进化学沉降脱水技术
在应用化学沉降脱水工艺时，首先需要考虑破乳剂的种类、原油的温度以及油泥液面的高度，然后通过动态分析的方法，来确定乳化液的特征，进而结合乳化液的特征来选择脱水效果明显的破乳剂。在这一过程当中，需要对外输泵的出口高度进行调节，对油水净化系统进行更新。另外，油田企业尽量选用自动清洗设备，来对储油罐中的老化油进行清洗，当储油罐中的残留的老化油成分被清洗干净后，能够大幅提升原油的脱水效果。
结束语：
随着原油脱水工艺体系的逐步完善，各种新型的脱水技术以及脱水设备应动而生，在这一背景之下，油田企业在油田开采作业当中，应当积极采用新技术、新工艺与新方法，在提高脱水效率的同时，为原油质量的提升提供坚实保障。此外，油田也需要充分考虑原油脱水的经济性，在脱水效果相差无几的情况下，应当优先选择投入成本低的脱水技术以及脱水设备，以促使油田企业实现经济效益最大化目标。
参考文献：
[1] 周丽洋. 油田集输原油脱水工艺的优化与改进[J]. 建筑工程技术与设计,2021(2):2379.
[2] 宗晓军,刘远辉,鞠岳军,等. 油田集输原油脱水工艺的优化与改进[J]. 化工管理,2020(24):191-192.