浅谈电脱水器不稳定运行原因及改善措施

石油人在北京

1 引言
随着三次采油工业化的不断扩展,油
井采出液的成分越来越复杂, 以及老化油
处理的难度增加, 传统的并联式电脱水器
工艺已经不能满足生产的需要, 其电场跳
闸后很难恢复。为此, 本文经过对电脱水
器的运行原理进行分析, 总结出电脱水器
不稳定运行的原因,提出了改善措施,从而
为三元驱原油脱水提供了技术依据。
2 电脱水器工作原理
由于水是良导体, 而原油的导电率很
小,油水乳状液在高压电场的作用下,水颗
粒发生碰撞、聚结合并, 靠油水比重差分
离沉降到脱水器底部,流进集水室,经排水
口放水;脱后净化油汇集于罐顶部集油管,
经出油口排出。电脱水过程可分为三个步
骤:先是水滴的电致聚结,然后是水滴的沉
降, 最后是水滴在油水界面并入水相。
3 电脱水器不稳定运行的影响因素
电脱水器的运行状况主要由: 温度、
压力、沉降时间、加药比、油水界面控制
以及油品质量等参数的影响, 电脱水器是
否能够平稳的运行,关键是其各种参数是
否在其稳定运行范围内。
3.1 温度对电脱水器运行状况的影响
根据低、常温集输工作总结的经验及
结论:原油乳状液粘度与温度的关系同原油
类似,随温度的升高而降低,乳状液的稳定
性随温度升高而下降,从而有利于集输和脱
水。因此随着脱水温度的升高,油水混合液
的粘度降低,流动性增加,有利于油水分离。
3.2 压力对电脱水器运行状况的影响
压力过低, 原油中的溶解气体大量析
出,造成电脱水器“进气”的现象发生,不
利于电脱水器的稳定运行;压力过高,不利
于油水分离,因此电脱水器的压力一般控
制在0.18～0.25MPa 之间较为合适。
3.3 沉降时间对电脱水器运行状况的影响
一般来说,沉降时间越长,越有利于油
水重力沉降分离,但沉降时间过长,容器内
的液体相对循环较慢, 又会导致油水混合
液的温度降低,油水混合液的粘度升高,不
利于油水分离。根据油田设计规模并经过
实践论证,油水沉降时间在8～10h 为最佳
沉降分离时间。
3 . 4 加药比对电脱水器运行状况的影响
破乳剂的作用是使原油乳化液破乳,
降低油水界面张力,促使油水分离。但破
乳剂的用量并非越多越好,破乳剂用量过
大:一是经济成本高,二是作为一种添加剂
导致脱后原油以及污水中的杂质含量增
多,不利于原油加工及油田生产。
3 . 5 电脱水器油水界面对其运行状况的影
响
由于水是电的导体, 当油水界面升高
后, 势必导致电脱水器内部的电极“ 短
路”,造成电脱水器电场波动现象。
3.6 油品质量差,含杂质多
油品质量不好,含杂质多,是目前电脱
水器不稳定运行的最难解决的问题, 油质
不好,含杂质多主要有两方面的原因:一是
收油装置所收集的“老化油”含杂质多,这
部分原油含有大量的FeS 等导电性杂质成
分,当老化油进入电脱水器后,由于导电性
杂质的存在, 在电极之间形成“絮状”导
体,使电脱水器“跳闸”。二是随着聚合物
以及三元驱等工业化的不断推广应用,原
油中杂质的成分不断复杂化, 原油粘度增
加, 杂质不断增多。
4 电脱水器不平稳运行的处理方法
针对电脱水器运行不平稳的原因分
析, 保证电脱水运行参数在合理的范围之
内,采取相应的处理措施,常见的主要有以
下方法:
(1)合理控制电脱水器油水界面高度,
加强油水界面调节,使油水界面控制在合
理的高度范围之内,经过试验论证,一般控
制在2.0～3.0m 之间较为合适。
(2)由于温度低导致电脱水器的不平稳
运行,应该及时调整加热炉温度。
(3)认真控制好电脱水器运行压力,保
证其压力在规定的范围之内。
(4)延长沉降时间。电脱水器不稳定运
行后, 一般的处理方法是先关闭电脱水器
油出口阀门, 延长沉降时间, 促使油水分
离,以达到电场恢复目的。
(5)合理调整加药比。电脱水器不平稳
运行时,可以适当提高破乳剂用量,增强破乳
效果,等电场恢复后再调回正常药剂用量。
(6)油品质量不好,杂质含量多
针对油质不好这一问题, 目前各个联
合站相继建立了老化油单独处理工艺,其
工艺原理为: 各沉降罐所收集的老化油先
经过加入老化油专用破乳剂破乳再经过相
变高效加热炉将其加热到70～75℃之间,
然后进入老化油储罐, 作长时间的物理沉
降作用, 在保证外输原油含水不超标的前
提下, 将储罐上部的原油与电脱水器处理
后的净化原油以一定比例相混合后外输,
但存在问题是外输油含水指标难以控制。
5 电脱水器工艺革新的目的和意义
目前,随着三次采油规模的不断扩大,
三元井采出液中杂质成分复杂化, 其腐蚀
性增加、流动性变差, 三元驱原油脱水与
水驱原油脱水相比较难度增加, 技术要求
高。因此电脱水器不平稳运行状况日益严
重化, 考虑到老化油单独处理工艺技术存
在的不足(外输油含水经常偏高),针对这一
问题,为了提高电脱水器运行的可靠性,我
们对电脱水器工艺结构作以下改进革新。
5.1 工艺革新内容
改变以往电脱水器并联的结构运行模
式,增加部分串联工艺,新增工艺为:将1#
电脱水器的油出口用1 条主管线和1 条支
管线与2 ＃脱水器油进、出口相联接; 同
理, 将２＃脱水器的油出口与3 ＃脱水器
的油进、出口相联接。具体工艺如下图:
5.2 工作运行原理
异常情况１ 　当1 # 电脱水器不稳定
运行时, 2 # 脱水器稳定运行时。第一步
是:缓慢打开闸门①,同时关小2# 脱水器
进口阀门,使1# 脱水器上部相对油质不好
的原油缓慢进入2# 脱水器,该部分混合液
经过二段重力分离,含水比较低,而且流量
控制不宜过大,对2# 脱水器平稳运行不会
造成较大的影响;在此同时1# 脱水器下部
产生沉降水。第二步是:缓慢打开阀门②,
同时关小1# 脱水器进口阀门,打开其放水
阀门,使2# 脱水器脱出的好油一部分进入
1# 脱水器上部,当1# 脱水器内部的净化
油达到一定厚度时(0.4m 左右),1# 电脱水
器电场就会自动恢复。
异常情况２ 　当2 # 电脱水器不稳定
运行时,3# 脱水器稳定运行时。处理方法
与异常情况1 处理方法相同。
异常情况３ 　当3 # 电脱水器不稳定
运行时,2# 脱水器稳定运行时。关闭3#
脱水器油出口阀门,打开闸门④,使2# 脱
水器脱除后的净化油进入3# 脱水器上部,
达到电场自动恢复目的。
通过以上工艺改造以及流程切换, 在
电脱水器局部不平稳运行时, 能够达到脱
水器电场快速恢复的目的。
6 结语
本文通过对电脱水器不平稳运行原因
分析,并将常见处理方法进行总结对比,找
出一般处理方法及串联工艺的不足之处,提
出对电脱水工艺改造技术,改变了原有电脱
水器只有并联运行的模式,增加了串联工艺
结构, 有效保证电脱水器平稳运行的可靠
性,为老化油的处理乃至三次采油技术原油
脱水工作提供了有力的技术依据, 为油田
“平稳输油”奠定了科学的基础。