高效汽油水三相分离技术的研究与应用

高效汽油水三相分离技术的研究与应用

朱大坤

身份证号： 37068419790131

摘要：随着油田伴生气产量下降和装置中设备的长期运行，初步分离后的污水中含油量大于100g/L，远超过污水处理场的接收标准(≤500mg/L)，只能将其排放至三气厂火炬区域的燃烧池。在此背景下，单纯采用传统的脱水工艺已经无法再满足生产需求，只有应用更加先进的油气水三相分离技术等才能够同时达到脱水净化油气及有效分离利用伴生气资源的目的。以下笔者就针对油气水三相分离器及其应用进行简要分析。

关键词：高效汽油水；三相分离技术

引言

油田生产的产物一般为油气水三相的混合物，经过一系列的油气集输过程，实现油气水三相分离，得到合格的产品外输。对油田产物的分离处理，实现油气水三相的分离，不断研究和应用油气水三相分离设备，提高混合物分离处理的效率。加强对油气水三相分离技术的研究，改造油气水三相分离器，应用油气水高效分离处理设备，达到预期的生产效率。

1、油田生产概述

在油田生产过程中，地下油层中的油流通过油井开采到地面，经过油气水三相分离后，合格产品出口。油井产品为混合物，通过重力沉降分离实现气液分离，然后分离液体中的油和水。由于油和水形成稳定的乳化液，通过常规的重力沉降分离的方式，很难将其中的乳化水分离处理，因此，应用化学破乳脱水的方法，将原油乳化液的结构破坏，实现油和水的彻底分离，既分离出原油中的游离水，又分离出原油中的乳化水，促使外输原油的含水率在0.5%以下，达到质量标准后，进行输送，完成油田油气集输生产的任务。油田产物处理后，分离出来的天然气作为燃料处理，或者输送给天然气处理厂，经过进一步的处理，成为合格的商品天然气外输。分离处理的原油，作为油田的产能，为油田生产企业创造最佳的经济效益。而分离处理的含油污水，经过处理后，作为油田注水的水源，达到水驱的开发效率。

2、油水分离方法研究

油水混合物中水状态主要有溶解水、乳化水、游离水3种。各种油水分离方法的共同点是，创造良好条件使油水依靠密度差和所受重力不同而分层。目前已知的油水分离方法主要有重力沉降分离、离心式分离、电分离、吸附分离、聚结分离等。长时间静置是测试含油污水中水状态的一种有效方法。该方法是将油水混合物试样静置于试管内，观察油水分层情况，水层厚度随沉降时间的延续而增加，油品的水含量降低。开始水层厚度随时间迅速增加，原有水含量迅速降低。一段时间后水层厚度基本不再增加，油品中水含量的降低趋于平缓。此时分出的水称游离水，水层上方的油水混合物称油水乳状液，顶层为水含量很少的油品。重力沉降方法是由于油、气、水的相对密度不同，组分一定的油水混合物在一定的压力和温度下，当系统处于平衡时就会形成一定比例的油、气、水相。当相对较轻的组分处于层流状态时，较重组分液滴根据斯托克斯公式的运动规律沉降，重力式沉降分离设备即根据这一基本原理进行设计。由斯托克斯公式可知，沉降速度与油中水分半径的平方呈正比，与水油的密度差呈正比，与油的黏度呈反比。通过增大水分密度、扩大油水密度差、减小油液黏度可以提高沉降分离速度，从而提高分离效率。

3、油气水三相分离技术措施

3.1、节能降耗的技术

应用节能降耗技术措施提高油气水三相分离效果。开发高效进动旋风分离器，防止混合液进入分离器形成涡流，影响三相分离效果。优化管道热化学脱水工艺，开发高效破乳剂，减少破乳剂用量，从而节约油田生产成本。对电化学脱水过程进行实验研究，改善电脱水器的结构组成，节约电能的消耗，达到更高的脱水效果。随着油田开发的不断深入，油田生产进入高含水期，对于油气水分离处理量而言，处理量出现增加的趋势。加剧处理设备的负担，因此，实施高效油气水分离技术，提高油田生产的效率，减少油田生产的投资。利用分离出来的含油污水来源于井下油层的特点，对其进行高效的处理，应用新工艺技术措施，达到更高的水质标准，将其注入到油层，实现油田开发后期的强化注水，提高水驱开发的效率。

3.2、三相分离器的应用

油气水三相分离主要依靠密度差实现液相和气相分离。然后，借助油气水三相分离器的内部组件，实现气体中液滴和液体中气泡的二次分离。油气三相分离器的应用解决了以往油气分离器和游离水脱除器的运行管理问题，一个设备完成油气水三相的同时分离，提高油田产物的处理效率，降低油田生产管理的成本，具有非常广阔的应用前景。提高油气水三相分离处理的效果，使处理后的原油含水达到行业标准的规定，含油污水含油也必须达标，才能满足油田开发的技术要求。分析影响油气水三相分离效果的因素，采取相应的处理措施，更好地解决油气水三相分离的技术难题。由于操作人员的管理经验不足，或者操作者的资历不够，都会影响到油气水三相分离器的操作。物的因素，如果来液高含水或者是破乳剂的配伍性差，影响到原油乳化液的破乳，引起脱水效果不佳。环境的因素，如油气水三相分离器没有及时进行排污，使分离器液位控制困难，影响到分离处理的效果。排除一切不可抗拒的因素，对能够进行整改的因素进行处理，才能达到油气水三相分离处理的最佳状态。来液的含水高，来液不稳等因素无法控制，通过对来液进行处理，及时调整三相分离设备的运行参数，使油气水三相分离的过程复合油田生产的实际，加强对油气水三相分离处理的技术研究，设计合适的破乳剂的加注量，满足原油破乳脱水的需要。

3.3、原油中乳化水处理技术

原油中乳化水的存在给油水分离带来了一定的困难。特别是当原油乳状液相对稳定时，加入化学破乳剂很难达到预期的破乳效果。对原油中的乳化水进行破乳，需要加热并依靠高效分离技术，使化学药剂渗透到油水界面膜中，削弱其强度，实现油水分离。将乳化水转换为游离水，依靠重力的作用，从油井产物中分离出去。油田生产现场的油气水三相分离的技术，主要应用油气水三相分离器，实现油气水的初步分离，然后通过管道的电化学脱水的方式，借助于电脱水器的作用，使带电的水滴通过电泳聚结、偶极聚结及振荡聚结的方式，从原油中分离。改变电脱水器的供电方式，直流电脱水或者交流电脱水，设法将原油中的乳化水分离处理，从电脱水器出口输送合格的原油。通过分析原油乳化液的类型，油包水型的乳化液还是水包油型的乳化液，选择最佳的破乳剂，如离子型的破乳剂，或者非离子型的破乳剂，经过实验室的研究，确定最合适的破乳剂的用量，以较少的投入，获得最佳的经济效益。结合油田区块的特点，选择具有针对性的化学破乳剂，降低药剂的使用量，达到更好的破乳效果。结合电脱水设备的应用，提高油气水三相分离处理的效果，保证油田油气集输生产的顺利进行。

结束语

综上所述，油气水三相分离器适用于密闭集输流程终端气相的分离，实现了伴生气资源的高效回收利用；适用于高含水、低气油比的老油气田开发，可节约成本。油气水三相分离技术不断发展，生产现场应用新工艺技术措施，缩短油气水三相分离的时间，提高油气水三相分离的效率，满足油田开发后期的生产需求。越来越多的新技术应用于油田生产过程中，促进油气水三相分离效果的提高。

参考文献：

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