關(guān)于青海油田原油脫水工藝的探討

岳興龍

摘要：油田生產(chǎn)過程中，油井產(chǎn)物通過分離處理，需將原油中游離水和乳化水脫除，達到外輸原油指標(biāo)要求后外輸。本文深入分析原油脫水工藝及原理，歸納了各種原油脫水工藝的特點及適用范圍，并對青海油田原油脫水工藝技術(shù)進行探討，因地制宜，采取優(yōu)化調(diào)整后的原油處理方式，以提高原油脫水效果，滿足青海油田節(jié)能降耗的技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：青海油田;原油脫水;游離水;乳化水

1 前言

注水驅(qū)動方式開采的油藏在我國油藏開發(fā)中占有極大的比例，目前青海油田原油除尕斯E13油藏采用氣驅(qū)外（目前僅處于實驗階段），其他區(qū)塊的油藏開采均采用水驅(qū)的方式，因而從油井產(chǎn)出的油、氣混合物中含有大量的采出水。原油含水不僅增大了原油的密度，降低了原油的品質(zhì)，同時在油品轉(zhuǎn)輸?shù)倪^程中增加成本，此外根據(jù)我國國家和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，商品原油的含水必須小于0.5%～2%，因此，必須在油田上對原油進行脫水處理，滿足商品原油的交接要求。青海油田下轄的各大油田均已進入開采的中后期，油田含水率不斷上升，以花土溝油田和英東油田為例，目前油田的綜合含水率已分別達到了75%與45%。

2 常用的原油脫水工藝

原油在開采及儲運的過程由于井筒、閥件、機泵等攪拌及乳化劑（原油中的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、環(huán)烷酸等等）的存在，易于形成穩(wěn)定的油水乳狀液。常規(guī)原油乳狀液主要為“W/O”型乳化液和“O/W”型乳化液兩種形式，由乳化液具有的極強的穩(wěn)定性，在不借助外在影響因素下，油水很難能夠自然分離。因此，長期以來針對如何破壞乳化液穩(wěn)定性這一關(guān)鍵性的問題，對原油的脫水技術(shù)進行了深入的研究和探索，并形成了多種原油脫水工藝。目前國內(nèi)外的主流原油脫水方法主要有以下幾種：

（1）沉降脫水：沉降法也稱重力式分離法，該方法是根據(jù)油水的密度差實現(xiàn)油水分層，而能夠自然分離的一種方法。在高含水期常用此種方法進行預(yù)脫水處理，脫水設(shè)備簡單且易操作，能夠有效的脫除原油中大量的懸浮水及機械雜質(zhì)。但是該方式的沉降時間較長、脫水效率低，不能用于粘度大、成分復(fù)雜、含水率低、密度大的原油進行脫水。

（2）離心脫水：根據(jù)油和水的密度不同，乳化液中油水在高速的離心場作用下分離，從而達到破乳的目的。由于是在高速離心場的作用下，則離心場的場強越強，破乳的效果會越好。但是離心法也存在諸多缺點，該方法的設(shè)備在日常生產(chǎn)中維護強度大，所以該方法只適用于處理量很小的情況下（如實驗室）使用。

（3）熱化學(xué)沉降脫水：該方法通過對原油進行加熱，同時添加破乳劑以破壞油水乳狀液的界面膜，使原油中乳化水聚結(jié)合并，形成較大的水珠后依靠密度差沉降出來，其中破乳過程中溶膠作用和頂替作用的強度可以隨著破乳劑用量的改變而改變。熱化學(xué)沉降脫水優(yōu)點是流程簡單、高效、快速、連續(xù)性好。缺點是破乳劑的針對性較強，同一種破乳劑無法適用于不同品質(zhì)的原油，因此對于不同質(zhì)地的原油需進行實驗室測試，以篩選出加注濃度低、脫水效果好破乳劑。由于熱化學(xué)沉降脫水的的工藝成熟，連續(xù)性、密閉性較好，目前國內(nèi)各油田的絕大部分原油脫水均采用該工藝，應(yīng)用范圍較廣。

（4）電脫水：在電場力的作用下，處于電場中的原油乳化液的小水滴被極化，兩個小液滴靠近、聚并，水滴逐漸擴大，聚結(jié)后的水滴在重力和電場力的作用下沉降出來。根據(jù)原油的不同性質(zhì)和脫水指標(biāo)，電破乳法的原油脫水分為一、二、三級。根據(jù)電脫水器的的供電方式不同，脫水電場分為直流電場、交流電池、交直流復(fù)合電場、脈沖電場四種電場形式，則對應(yīng)著四種不同的電脫水模式，分別是交流電場脫水、直流電場脫水、交直流復(fù)合電場脫水、脈沖電場脫水。其中脈沖電場脫水有高效節(jié)能、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，是最近幾年新研究出來的電場形式，慢慢的成為原油脫水電破乳法的重要發(fā)展方向。

3 青海油田原油脫水工藝的調(diào)整

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，原油脫水工藝也多種多樣，但不同的原油脫水工藝都存在著優(yōu)勢與短板。工程上常采用不同方式的組合以達到原油脫水的目的。以青海油田為例，油田密閉集輸流程的使用過的原油脫水工藝主要有兩種：第一種是熱化學(xué)沉降脫水工藝;第二種電脫水工藝。

2004年以前，油田內(nèi)部脫水工藝以電脫水工藝為主，按照以往運行經(jīng)驗，電脫水工藝在運行的過程中主要存在以下問題：

（1）流程中存在難處理的乳液層（油水過渡段）循環(huán)、積累儲存的弊端，乳液淤渣在循環(huán)過程中，由于加入了絮凝劑、防垢劑、防腐劑、殺菌劑，增加了乳液淤渣的導(dǎo)電性，淤渣越積越多形成惡性循環(huán)，干擾了脫水設(shè)備的正常運行。

（2）原油電脫水系統(tǒng)的處理效果，受到了油田開采過程中含水變化及井下酸化壓裂作業(yè)的制約和影響，同時也受到了區(qū)塊油田所采出的原油油品性質(zhì)的制約和影響。為了提高采收率采，油田采用了各種方法和措施，普遍使用了使原油增產(chǎn)的各種藥劑，使產(chǎn)出的原油中進入了能使乳化液性質(zhì)變頑固和形成“水包油”型乳化液的額外流體和固體，導(dǎo)致產(chǎn)出的原油乳化液越趨穩(wěn)定，電脫水難度也越來越大，使電脫水器經(jīng)常出現(xiàn)“倒電場”。

由于存在上述問題，2005年集輸系統(tǒng)調(diào)整后，常規(guī)電脫水工藝在青海油田已被淘汰。油田脫水工藝普遍調(diào)整為熱化學(xué)沉降脫水。但隨著含水率的不斷上升，熱化學(xué)沉降脫水也存在著明顯的不足。由于含水率的不斷上升，破乳劑的加注量及無效加熱的能耗明顯增加，為適應(yīng)油田含水率不斷上升的現(xiàn)狀，油田脫水思路調(diào)整為“沉降脫水+熱化學(xué)沉降脫水”的兩段脫水方式，首先采用沉降法脫除原油中的游離水，再經(jīng)加熱、化學(xué)破乳除去原油中的乳化水，從而達到原油脫水的目的。目前尕斯聯(lián)合站、花土溝聯(lián)合站的原油脫水均采用該工藝，并在實際應(yīng)用中取得了較好的應(yīng)用成果，取得了良好的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)束語

同一種原油脫水工藝無法適應(yīng)所有的工況，油田脫水工藝應(yīng)根據(jù)油田的開采階段、油品的性質(zhì)及原油處理需求綜合判定，通過不斷的探索和實踐尋求適合自身的方法。

參考文獻：

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[2]趙志明，趙寧.原油脫水工藝的進展研究[J].當(dāng)代化工，2021，50（03）：703-706.