油氣集輸技術(shù)知識(shí)課件

油氣集輸技術(shù)知識(shí)油氣集輸技術(shù)知識(shí)1油氣集輸技術(shù)發(fā)展之一小型分離器分離技術(shù)油氣集輸技術(shù)發(fā)展之一小型分離器分離技術(shù)2分離技術(shù)分離技術(shù)的現(xiàn)狀傳統(tǒng)分離器改進(jìn)

旋風(fēng)分離器螺旋葉片式分離器水力旋流器分離技術(shù)

GLCC分離技術(shù)分離技術(shù)分離技術(shù)的現(xiàn)狀3分離技術(shù)的發(fā)展分離技術(shù)的發(fā)展4分離器簡(jiǎn)化圖圖3-1簡(jiǎn)化后分離器的外形圖分離器簡(jiǎn)化圖圖3-1簡(jiǎn)化后分離器的外形圖5入口裝置圖1-1A旋風(fēng)分離式入口裝置圖1-1B立式單旋風(fēng)分離器入口裝置圖1-1A旋風(fēng)分離式入口裝置圖6入口構(gòu)件圖3-2倒T形入口構(gòu)件圖3-3耙形入口構(gòu)件入口構(gòu)件圖3-2倒T形入口構(gòu)件7整流構(gòu)件圖3-6豎板整流構(gòu)件3-7橫板整流構(gòu)件

3-8圓筒整流構(gòu)件3-9田字板整流構(gòu)件整流構(gòu)件圖3-6豎板整流構(gòu)件38聚結(jié)構(gòu)件圖1-2DPlate-Pack波紋板圖1-2EStokes-Pack垂直波紋板圖1-2FStokes-Pack水平波紋板圖1-2A平行板波紋填料圖1-2B自支撐式波紋填料圖1-2C峰谷搭片式波紋填料圖1-2規(guī)整填料圖1-2G孔板波紋填料圖1-2H瓷質(zhì)規(guī)整波紋填料圖1-2I全塑蜂窩直管填料聚結(jié)構(gòu)件圖1-2DPlate-Pack波紋板圖1-29聚結(jié)構(gòu)件圖3-14平板平行板組圖3-15斜板平行板組圖3-16蛇形板相向平行板組圖3-17蛇形板相背平行板組圖3-18田字板平行板組圖3-19斜板交錯(cuò)搭接平行板組聚結(jié)構(gòu)件圖3-14平板平行板組10波紋板波紋板11波紋板型式波紋板型式12集液構(gòu)件

圖1-3集液構(gòu)件圖1-3C筒堰板式圖1-3B可調(diào)堰板式圖1-3A固定堰板式圖1-3B溢流堰板式集液構(gòu)件13油氣集輸技術(shù)知識(shí)課件14旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器15緊湊型氣液分離器緊湊型氣液分離器16液塞捕集器液塞捕集器17井下螺旋葉片式分離器在該分離器中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)零件。多相液流沿井筒上行進(jìn)入到螺旋段，在這里固定不動(dòng)的螺紋漿葉之間的螺距使得液流受力開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，離心力使得液體沿油管內(nèi)壁流動(dòng)，氣體在油管中心流動(dòng)。一部分氣體會(huì)通過(guò)油管內(nèi)壁上的孔眼排出，并經(jīng)過(guò)旁通管進(jìn)入油套環(huán)空。液體和一部分氣體（舉升流體所需要的氣體）沿油管被向上舉升。工作性能取決于螺旋的螺距、直徑和長(zhǎng)度，以及液流和氣流的流量。井下螺旋葉片式分離器在該分離器中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)零件。多相液流沿井筒18地面螺旋分離器在地面條件下應(yīng)用分離器的直徑不必按井底用時(shí)限制在小于3.75in，所以在地面應(yīng)用中使用了可減少壓降的大直徑螺旋分離器。螺旋分離器的直徑為5.5in，被安放在一段6in的管子中。在6in管子的外邊再套上一段8in的管子，安裝一個(gè)測(cè)壓孔，從而可通過(guò)環(huán)空中的壓力探測(cè)到內(nèi)管的沖蝕或腐蝕，防止發(fā)生原油泄漏。地面螺旋分離器在地面條件下應(yīng)用分離器的直徑不必19螺旋葉片式分離器試驗(yàn)結(jié)果螺旋分離器是一種既可用于井下油管也可用于地面，可從液流中分離出部分氣體的結(jié)構(gòu)緊湊且經(jīng)濟(jì)可行的分離設(shè)備對(duì)井下分離器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明，可將80%的氣體從采出液流中分離出來(lái)，且液體夾帶很少。當(dāng)分離的氣體量小于60%時(shí)，在分離的氣流中幾乎測(cè)不到任何液體在油井中，分離器可以穩(wěn)定地進(jìn)行氣體分離，不會(huì)出現(xiàn)將液體夾帶到環(huán)空中的現(xiàn)象。在這些試驗(yàn)中，分離器最多從液流中可將43%的氣體分離出來(lái)當(dāng)將螺旋分離器安裝在地面時(shí)，它可成功地為氣舉作業(yè)提供舉升所需的天然氣。有50%～60%的產(chǎn)出氣可用于舉升作業(yè)地面分離器的費(fèi)用約為安裝設(shè)傳統(tǒng)分離器容器費(fèi)用的2%。雖然作業(yè)場(chǎng)所不同所需的費(fèi)用有所差異，但粗估費(fèi)用的節(jié)省是相當(dāng)可觀的螺旋葉片式分離器試驗(yàn)結(jié)果螺旋分離器是一種既可用于井下油管也可20Gas-LiquidCylindricalCycloneGLCC由帶有傾斜切向入口的垂直圓柱管和氣液兩個(gè)出口組成。氣液混合物由切向入口進(jìn)入GLCC并產(chǎn)生旋流流動(dòng)，流體在離心力、浮力和重力的綜合作用下分離出氣液兩相。液體流向器壁并作螺旋線形向下運(yùn)動(dòng)，氣體流向中心并從頂部逸出。Gas-LiquidCylindricalCyclone21GLCCGLCC22GLCC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入口設(shè)計(jì)GLCC主體結(jié)構(gòu)液位控制綜合分離系統(tǒng)GLCC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入口設(shè)計(jì)23入口設(shè)計(jì)傾斜入口入口噴嘴雙入口入口設(shè)計(jì)傾斜入口24傾斜入口傳統(tǒng)的立式分離器都使用一垂直入口，最近的研究表明傾斜入口將提高GLCC的性能，原因是減小了氣體帶液率。首先，下傾入口有利于分層并提供了在入口噴嘴處的初步分離；另外，下傾入口使液體在GLCC內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周后仍位于入口以下，阻止液體與氣體一起流向GLCC上部。傾斜入口傳統(tǒng)的立式分離器都使用一垂直入口，最近25入口噴嘴噴嘴是影響氣液流動(dòng)分布以及進(jìn)入GLCC切向速度的最終因素。切向入口噴嘴形式是最難加工的部分，因此相應(yīng)結(jié)構(gòu)的GLCC的價(jià)格也十分昂貴。為了優(yōu)化水力性能，在具有相同流通面積的情況下試驗(yàn)了幾種不同的噴嘴結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)同心圓形噴嘴（漸縮管）性能最差，月牙形次之，矩形最好。入口噴嘴噴嘴是影響氣液流動(dòng)分布以及進(jìn)入GLCC切向速度的最終26雙入口雙傾斜入口將入口流預(yù)分為兩股流動(dòng)：低入口的富液流和高入口的富氣流。雙入口的試驗(yàn)表明中等大小的氣體流量（在入口處段塞流轉(zhuǎn)為分層流）下，氣體帶液率有明顯降低，當(dāng)氣體流量較高時(shí)（在入口處為環(huán)空流），無(wú)多大變化。雙入口雙傾斜入口將入口流預(yù)分為兩股流動(dòng)：低入27GLCC主體結(jié)構(gòu)入口位置長(zhǎng)徑比分離體錐度GLCC主體結(jié)構(gòu)入口位置28液位控制對(duì)于GLCC緊湊的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，無(wú)法擁有直接有效的適應(yīng)各種流動(dòng)條件的液位控制。試驗(yàn)中研究幾種不同的液位控制方案：氣相的流動(dòng)控制、液相的流動(dòng)控制以及兩者同時(shí)控制。未來(lái)的主要工作是研制更加穩(wěn)定有效的液位控制方案。液位控制對(duì)于GLCC緊湊的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，無(wú)法擁有直接有效的適29綜合分離系統(tǒng)GLCC可用于部分或完全分離。部分分離使下游的設(shè)備得以減小并使其效率提高。特別地，當(dāng)GLCC與多相儀表、除砂器和液-液水力旋流器一起使用時(shí)，其性能更優(yōu)。不管是單獨(dú)的GLCC還是綜合分離系統(tǒng)，都可以大大降低費(fèi)用和減輕重量，這一點(diǎn)對(duì)海上平臺(tái)來(lái)說(shuō)尤為重要，因?yàn)榻ㄔ炱脚_(tái)所節(jié)省的費(fèi)用可能是分離裝置的好幾倍。另一種綜合分離系統(tǒng)是將兩個(gè)GLCC串聯(lián)使用，理論研究已預(yù)測(cè)出其氣體帶液率可達(dá)到理論上的極限值。除了以上的結(jié)構(gòu)改進(jìn)外，還有如面積可變的入口流道和氣液出口結(jié)構(gòu)等，但有關(guān)這方面的性能研究結(jié)果還比較少。綜合分離系統(tǒng)GLCC可用于部分或完全分離。部分分離使下游的設(shè)30GLCC應(yīng)用在石化工業(yè)中的應(yīng)用在石油工業(yè)中的應(yīng)用

單相流量計(jì)計(jì)量用GLCC

多相計(jì)量傳統(tǒng)容器式分離器或液塞捕集器預(yù)分離裝置

完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離器

不完全分離

小型分離系統(tǒng)

海底應(yīng)用GLCC應(yīng)用在石化工業(yè)中的應(yīng)用31在石化工業(yè)中的應(yīng)用

圖

傳統(tǒng)轉(zhuǎn)油線流程

圖

增加GLCC后的轉(zhuǎn)油線流程在石化工業(yè)中的應(yīng)用圖傳統(tǒng)轉(zhuǎn)油線流程32單相流量計(jì)計(jì)量用GLCC單相流量計(jì)計(jì)量用GLCC33多相計(jì)量多相計(jì)量34多相計(jì)量多相計(jì)量35預(yù)分離用GLCC預(yù)分離用GLCC36完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離器具有切向入口的立式分離器在油田中已經(jīng)相當(dāng)普遍，采用GLCC之前的分離器大多龐大而笨重，并帶有垂直的低速切向入口管。切向速度通常很低，以至于重力、離心力和浮力基本平衡而起不到分離的作用。GLCC硬件及軟件的發(fā)展使其體積減小，改善了立式分離器的分離性能，這樣節(jié)省占地或平臺(tái)面積、減少投資，對(duì)海洋油氣田的開(kāi)發(fā)具有重要意義。完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離器具有切向入口的立式分離器在油田中已經(jīng)相37不完全分離小型GLCC更適合于需要?dú)怏w部分（不完全）分離的場(chǎng)合，其中一種應(yīng)用是高壓油井中通過(guò)不完全分離而產(chǎn)生的氣體用作低壓油井的氣舉操作。在Oklahoma州的Chevron石油公司設(shè)計(jì)的海上氣舉系統(tǒng)中，GLCC是作為核心裝置的，它不需要?dú)怏w壓縮機(jī)和氣舉管線。不完全分離小型GLCC更適合于需要?dú)怏w部分（不完全）分離的38小型分離系統(tǒng)小型分離系統(tǒng)通過(guò)尺寸及重量的減少使采油成本和油氣處理費(fèi)用大幅度降低。另外，去除液體中的大部分氣體會(huì)減少液流的擾動(dòng)，并可以提高下游分離設(shè)備（如井口除砂水力旋流器、原油預(yù)分水型和脫水型水力旋流器）的分離性能，以此提高除砂效果和改善排出水的質(zhì)量。目前，某些石油公司正在研究GLCC與以上幾種設(shè)備的系列組合裝置。GLCC也可用來(lái)控制進(jìn)入多相泵的兩相混合介質(zhì)氣液比的大小，以此來(lái)提高泵效。另一項(xiàng)研究表明，幾種GLCC與噴射泵的組合裝置可以用來(lái)從高壓多相流油井中吸取能量，來(lái)提高低壓油井的采收率。小型分離系統(tǒng)小型分離系統(tǒng)通過(guò)尺寸及重量的減少使采油成本和油39海底應(yīng)用

GLCC技術(shù)對(duì)石油工業(yè)最大的沖擊可能就是在海底分離方面的應(yīng)用。Baker.A.C.等人在“TheVASPSSubseaSeparationandPumpingSystem”（Trans,Inst.ofChemicalEngineers,1992年1月）一文中得出的結(jié)論表明，“井口分離及泵送是用于采出液長(zhǎng)距離輸送的熱效率最高的一種方法”。在一項(xiàng)最新的研究中，Prado等人認(rèn)為此項(xiàng)技術(shù)也適用于淺海及中深海應(yīng)用。海底應(yīng)用要求分離器的設(shè)計(jì)及性能具有高度的可靠性，要求設(shè)備簡(jiǎn)單、小巧、強(qiáng)度高，且經(jīng)濟(jì)性好。GLCC的優(yōu)點(diǎn)使其在競(jìng)爭(zhēng)力極大的眾多技術(shù)當(dāng)中表現(xiàn)尤為出色。海底應(yīng)用GLCC技術(shù)對(duì)石油工業(yè)最大的沖擊可能就40GLCC的其它優(yōu)點(diǎn)GLCC還可以采用雙入口、并聯(lián)或串聯(lián)等型式，以此來(lái)適應(yīng)不同范圍的氣液處理量，并降低出口的氣體帶液率和液體帶氣率，提高GLCC的分離效果。GLCC的其它優(yōu)點(diǎn)GLCC還可以采用雙入口、并聯(lián)或串聯(lián)等型式41油氣集輸技術(shù)發(fā)展之二負(fù)壓排泥技術(shù)油氣集輸技術(shù)發(fā)展之二負(fù)壓排泥技術(shù)42負(fù)壓排泥技術(shù)原理

負(fù)壓排污泥技術(shù)是利用液體射流原理設(shè)計(jì)的負(fù)壓排污器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其原理是：將負(fù)壓排污器安裝在污水沉降罐底部原排污管與沖泥管之間，當(dāng)助排液經(jīng)沖泥管進(jìn)入負(fù)壓排污器時(shí)，形成負(fù)壓，罐底污泥在負(fù)壓作用下不斷被抽吸并涌入排污器，在與助排液混合后，從排污管排出。在負(fù)壓排污泥工藝過(guò)程中，不但增加了罐底污泥與排出口之間的壓差，而且增加了排出液的流速，助排液與污泥混合后相對(duì)降低了排出液的粘度，增加了流動(dòng)性，保證了污泥從罐底有效排出。負(fù)壓排泥技術(shù)原理負(fù)壓排污泥技術(shù)是利用液體射43目前各油田大力研究排泥技術(shù)，其中較為成熟的為負(fù)壓排泥技術(shù)。負(fù)壓排污采用液體射流原理，首先在罐底排污口處安裝一個(gè)由噴嘴、混合管、擴(kuò)散管、引泥室組成的負(fù)壓排污裝置，噴嘴與助排管相連接，混合管、擴(kuò)散管與排污管連在一起。當(dāng)助排液經(jīng)過(guò)噴嘴時(shí)，由于噴嘴直徑很小，助排液將產(chǎn)生節(jié)流，使助排液速度增大，壓力降低，從而在噴嘴與混合管之間產(chǎn)生低壓區(qū)，罐底污泥在壓差作用下將不斷涌入低壓區(qū)，又被高速流動(dòng)的助排液抽吸進(jìn)入混合管，然后經(jīng)擴(kuò)散管增壓，從排污管排出。在該負(fù)壓排泥工藝中，不但增加了罐底污泥與排出口之間的壓差，并且還增加了排出液的流速，同時(shí)助排液與污泥混合后相對(duì)降低了排出液的粘度，增加了其流動(dòng)性，因而保證了污泥有效地從排污管中排出。88目前各油田大力研究排泥技術(shù)，其中較為成熟的為負(fù)壓排泥技術(shù)。844負(fù)壓排污器總長(zhǎng)1800mm，每個(gè)可控制20m2的罐底排污面積。在安裝負(fù)壓排污器時(shí)，不用改變現(xiàn)有容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，安裝簡(jiǎn)單，操作方便。排出的污泥進(jìn)入污泥池，污泥經(jīng)單螺桿泵輸送至壓濾機(jī)，壓出的污泥不含水，便于存放和運(yùn)輸。負(fù)壓排泥技術(shù)

原來(lái)每半年或一年需要采用人工清除水罐的淤泥，如果采用了負(fù)壓排污技術(shù)，可不用進(jìn)行人工清罐。同時(shí)一級(jí)沉降罐的出口水中雜質(zhì)含量可大幅度降低，使罐內(nèi)水質(zhì)明顯改善。另外，在使用了負(fù)壓排污技術(shù)的系統(tǒng)后，過(guò)濾罐的反沖洗周期可由原來(lái)12小時(shí)一次，延長(zhǎng)到24小時(shí)一次；水質(zhì)提高后可至少使過(guò)濾器濾料壽命延長(zhǎng)一倍。該技術(shù)的使用具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。負(fù)壓排污器總長(zhǎng)1800mm，每個(gè)可控制20m2的罐底排污面積45現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況河南油田應(yīng)用了123套負(fù)壓排污器，排出液取樣分析對(duì)比結(jié)果顯示，排污泥效果從原來(lái)的20%提高到了80%。使用半年后罐內(nèi)污水中雜質(zhì)含量從80～100mg/L下降為50mg/L以下。同時(shí)由于污水處理質(zhì)量的提高，也減少了污水回注對(duì)儲(chǔ)層的污染，延長(zhǎng)了注水井的措施有效期?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況河南油田應(yīng)用了123套負(fù)壓排污器，排出液取樣分46油氣集輸技術(shù)發(fā)展之三高效工藝和設(shè)備的優(yōu)化組合油氣集輸技術(shù)發(fā)展之三高效工藝和設(shè)備的優(yōu)化組合47正確選用高效工藝和設(shè)備的原則選用確實(shí)先進(jìn)而又成熟的高效工藝和設(shè)備；“因地制宜”，切實(shí)從油田實(shí)際出發(fā)，選用適應(yīng)的工藝設(shè)備；充分利用油田及油氣物性的特點(diǎn)，發(fā)揮油田的優(yōu)勢(shì)，形成有特色的高效系統(tǒng)；從實(shí)際出發(fā)，通過(guò)技術(shù)開(kāi)發(fā)或科研攻關(guān)，開(kāi)拓新工藝和設(shè)備；注意整體效益，不但考慮各項(xiàng)工藝和設(shè)備的效益，還要綜合考慮全系統(tǒng)的效益，各項(xiàng)工藝和設(shè)備要配套，形成系統(tǒng)能力，發(fā)揮系統(tǒng)效益。正確選用高效工藝和設(shè)備的原則選用確實(shí)先進(jìn)而又成熟的高效工藝和48優(yōu)化組合新油田開(kāi)發(fā)建設(shè)老油田改造優(yōu)化組合新油田開(kāi)發(fā)建設(shè)49新油田開(kāi)發(fā)建設(shè)單井產(chǎn)量較高，原油性質(zhì)較好的整裝油田，都應(yīng)以全密閉流程為總目標(biāo)，并應(yīng)采用“一級(jí)半”流程、中壓多級(jí)分離流程和不加熱集輸流程等高效流程，在油氣分離、脫水和計(jì)量等方面盡量采用新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備，使地面工程達(dá)到先進(jìn)的技術(shù)水平。同時(shí)，應(yīng)用較高水平的自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)管理技術(shù)（SCADA或DCS系統(tǒng)），減少操作人員，使油田管理達(dá)到先進(jìn)水平。新油田開(kāi)發(fā)建設(shè)單井產(chǎn)量較高，原油性質(zhì)較好的整裝油田，都應(yīng)以全50東河塘油田油氣集輸流程?hào)|河塘油田油氣集輸流程51鄯善油田油氣集輸流程鄯善油田油氣集輸流程52老油田改造從油田實(shí)際出發(fā)，可以以取得某一、二個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能降耗效果為目的，逐步改造。中、高含水期油田都可考慮推廣不加熱集輸流程，集輸系統(tǒng)提高系統(tǒng)能源利用率，改造輸油泵和加熱爐，注水系統(tǒng)提高系統(tǒng)效率，改造注水泵和注水管網(wǎng)，集輸處理系統(tǒng)密閉改造，配套原油穩(wěn)定和輕烴回收裝置，實(shí)現(xiàn)全密閉流程等，都是許多油田已經(jīng)實(shí)施并已見(jiàn)到明顯效果的做法。河南油田對(duì)包括江河、雙河和下二門(mén)等油田在內(nèi)的全油區(qū)進(jìn)行節(jié)能降耗改造，基本實(shí)現(xiàn)不加熱集輸和全油區(qū)全密閉流程，密閉率100％，油氣損耗0.1％。老油田改造從油田實(shí)際出發(fā)，可以以取得某一、二個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能降耗53系統(tǒng)優(yōu)化原則之一因地制宜，優(yōu)選方案確定集輸處理系統(tǒng)技術(shù)方案要從油田實(shí)際出發(fā)，反復(fù)優(yōu)選和比較，即通過(guò)對(duì)設(shè)想的幾套工藝流程從投資和能耗等指標(biāo)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比，最后選出最優(yōu)方案。新油田地面工程，當(dāng)單井產(chǎn)重不太高時(shí)要特別注意“簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)”，能夠做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝往往就是先進(jìn)的技術(shù)。系統(tǒng)優(yōu)化原則之一因地制宜，優(yōu)選方案54油氣集輸技術(shù)知識(shí)課件55系統(tǒng)優(yōu)化原則之二推廣簡(jiǎn)單實(shí)用的工藝和設(shè)備，簡(jiǎn)化油田地面工程系統(tǒng)優(yōu)化原則之二推廣簡(jiǎn)單實(shí)用的工藝和設(shè)備，簡(jiǎn)化油田地面工程56系統(tǒng)優(yōu)化原則之三采用整體優(yōu)化技術(shù)為使油田地面工程做到高效益、高水平，需與油田開(kāi)發(fā)方案、采油工藝密切結(jié)合，使“地面與地下相適應(yīng)”，地下與地面整體優(yōu)化。系統(tǒng)優(yōu)化原則之三采用整體優(yōu)化技術(shù)57油氣集輸技術(shù)知識(shí)課件58油氣集輸技術(shù)發(fā)展之四脫水技術(shù)油氣集輸技術(shù)發(fā)展之四脫水技術(shù)59原油乳狀液的定義乳狀液是一種非均相液體體系，它由兩種不互溶的液體組成，而且其中一種液體以液滴形式直接分散在第二種液體中。乳化液與一種液體在另一種液體中的簡(jiǎn)單分散體不同，乳化液中存在著一種能抑制聚結(jié)現(xiàn)象的乳化劑，因此液滴相互接觸時(shí)發(fā)生聚結(jié)的概率大為減小。乳化液中以小液滴形態(tài)存在的那一部分則稱(chēng)作內(nèi)相、分散相或非連續(xù)相。

在原油和水組成的大部分乳化液中，水是細(xì)分散在油中的。水滴的球形是界面張力作用的結(jié)果。界面張力作用于水滴，使水滴與油接觸的面積盡可能小。這就是油包水型乳化液，被稱(chēng)為“正?！比榛骸Ｓ鸵部梢苑稚⒃谒?，形成水包油乳化液，后者被稱(chēng)為“反向”乳化液。

原油乳狀液的定義乳狀液是一種非均相液體體系，它由兩種不互溶的60乳化液的類(lèi)型原油中所含的水分，有的在常溫下用簡(jiǎn)單的沉降法短時(shí)間內(nèi)就能從油中分離出來(lái)，這類(lèi)水稱(chēng)為游離水；有的則很難用沉降法從油中分離出來(lái)，這類(lèi)水稱(chēng)乳化水，它與原油的混合物稱(chēng)油水乳狀液，或原油乳狀液。乳化水需采取專(zhuān)門(mén)的措施才能脫除。一種是水以極微小的顆粒分散于原油中，稱(chēng)為：“油包水”型乳狀液，用符號(hào)w／o表示，此時(shí)水是內(nèi)相或稱(chēng)分散相，油是外相或稱(chēng)分散介質(zhì)，因外相液體是相互連接的，故又稱(chēng)連續(xù)相；另一種是油以極微小顆粒分散于水中，稱(chēng)為：“水包油”型乳狀液，用符號(hào)o／w表示，此時(shí)油是內(nèi)相，水是外相。

乳化液的類(lèi)型原油中所含的水分，有的在常溫下用簡(jiǎn)單的沉降61油包水乳狀液油包水乳狀液62油相多重乳化油相多重乳化63油氣集輸技術(shù)知識(shí)課件64乳化液形成的三個(gè)必要條件是:(1)油田采出物有原油和水，二者不互溶。

(2)原油中有足夠的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸、地層巖屑、泥砂等，它們都是天然的、高性能的乳化劑。

(3)在油田開(kāi)發(fā)和油氣集輸過(guò)程中，油、水、乳化劑三者共聚一體，在油井井筒、油嘴、管道、閥件、機(jī)泵中充分接觸混合。特別是在油田伴生氣的參予下，其攪拌更為激烈。原油乳化液的形成乳化液形成的三個(gè)必要條件是:原油乳化液的形成65乳化的防止

集油過(guò)程原油中水珠粒徑變化情況

取樣部位油井井口油井井口分離器進(jìn)口離心泵出口水珠粒徑uml一2005-253-103-5泵進(jìn)口水珠粒徑變化情況

取樣部位有水分層時(shí)間分出游離水油相顏色泵進(jìn)口3060黑泵出口6020紅褐色乳化的防止集油過(guò)程原油中水珠粒徑變化情況取樣部位油井井口66采油時(shí)能使油完全與水隔絕和(或)防止油井產(chǎn)出流體受到各種形式的攪拌，就不會(huì)生成乳化液。在一些油井中，要把水完全隔絕是困難的或者是不可能的，同時(shí)，防止攪拌幾乎也是不可能的。所以，許多油井必然會(huì)產(chǎn)生乳化液。然而，在一些場(chǎng)合下，乳化作用是由于操作方法不當(dāng)而加重的。

桿式泵抽油井抽油速度過(guò)大，柱塞和凡爾維護(hù)不良;利用重力流動(dòng)輸送的地方用泵輸送流體，都會(huì)造起不必要的擾動(dòng)。如果條件許可，在油一水分離之前要盡量減少因流經(jīng)離心泵，油嘴和控制閥而引起的壓力降。

乳化的防止

采油時(shí)能使油完全與水隔絕和(或)防止油井產(chǎn)出流體受到67加入化學(xué)破乳劑正確選用增壓泵乳化的防止

正確設(shè)計(jì)和建設(shè)管道正確布置脫水設(shè)備的位置加入化學(xué)破乳劑正確選用增壓泵乳化的防止68原油脫水的基本方法沉降分離：包括自然沉降、熱沉降、離心沉降和斜板、斜管沉降等；化學(xué)破乳：該方法是向含水原油中添加化學(xué)破乳劑，經(jīng)攬拌混臺(tái)使其到達(dá)原油乳化液的油一水界面上，降低界面張力，破壞乳化狀態(tài)．破乳后的水珠相互聚結(jié)并沉降分離；電破乳：包括交流電、直流電、交一直流電、高頻脈沖供電等，用電場(chǎng)力破壞原油乳化液，使水珠相互聚結(jié)，自原油中分出；潤(rùn)濕聚結(jié)：利用高比表面材料對(duì)油與水親和力的懸殊差差異，使原油中的油或水珠在其表面聚結(jié)，并沉降(油上浮)分離。一般原油脫水的工業(yè)生產(chǎn)裝置是聯(lián)合上述方法中的幾種綜合使用，以便形成較完善的工藝過(guò)程，使原油脫水生產(chǎn)過(guò)程效率高、凈化油質(zhì)量好、生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟(jì)效益高。原油脫水的基本方法沉降分離：包括自然沉降、熱沉降、離心沉降和69沉降分離合理不合理沉降分離合理不合理70

電脫水器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)電脫水器的下部設(shè)有雙H型進(jìn)油分配器、原油沿水平方向流出，減少對(duì)水層的擾動(dòng)油水界面控制：采用進(jìn)口的射頻導(dǎo)納電脫水專(zhuān)用油水界面檢測(cè)儀，防掛料、防高壓電場(chǎng)干擾設(shè)計(jì)，檢測(cè)精確、工作穩(wěn)定可靠。上部設(shè)有出油收集器，與雙H型進(jìn)油分配器對(duì)稱(chēng)布置，流場(chǎng)均勻，空間利用率高。增大脫水器底部水層的沉降空間，強(qiáng)化高溫脫出水對(duì)含水原油的破乳和洗鹽作用。在電脫水器底部設(shè)有放水收集器，它的進(jìn)水口采取了防渦流措施，以免脫水器排放污水時(shí)將油帶入放水收集器，確保脫出水。電脫水器上部設(shè)有網(wǎng)狀平板電極組和絕緣棒引電裝置，電極組采用平掛電極，絕緣吊掛采用聚四氟乙烯材料。電脫水器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)電脫水器的下部設(shè)有雙H型進(jìn)油71電脫水器內(nèi)部設(shè)有沖砂系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)沖砂。內(nèi)部設(shè)有專(zhuān)用檢修通道和檢修平臺(tái)，方便安裝和檢修。電脫水器上設(shè)有高、中、低液位觀察管，用于觀察電脫水器內(nèi)的油水界面，在自動(dòng)放水裝置調(diào)試或儀表檢修期間，通過(guò)放水觀察孔觀察油水界面，手動(dòng)控制壓力放水閥，調(diào)節(jié)控制油水界面。電脫水器內(nèi)部設(shè)有沖砂系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)沖砂。內(nèi)部設(shè)有專(zhuān)用檢修通72

脫水控制柜采用可控硅自動(dòng)調(diào)壓恒流控制柜，變壓整流器采用交-直流雙電場(chǎng)供電方式，比直流脫水和交流脫水節(jié)電60%，原油脫水裝置具有穩(wěn)定、高效節(jié)能的優(yōu)良性能。脫水控制柜采用可控硅自動(dòng)調(diào)壓恒流控制柜，變壓整流器采用交73電脫水器的安全保障措施電脫水器頂部設(shè)有放氣孔和液位控制器，防止誤送電。脫水器下部設(shè)有安全閥，保證電脫水器安全運(yùn)行的同時(shí)，避免油泄壓排油。電脫水器設(shè)有電氣聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)、變壓整流器采用防爆結(jié)構(gòu)，保證人身及設(shè)備安全。電脫水器的安全保障措施電脫水器頂部設(shè)有放氣孔和液位控制器，防74

脫水變壓器和高壓整流器采用一體化防爆設(shè)備，采用專(zhuān)用耐高溫、耐老化的絕緣材料，減少了高壓接線環(huán)節(jié)，提高了設(shè)備的可靠性。高壓防爆接口裝置耐電壓100kV，耐密封壓力1.6MPa，安全可靠。脫水變壓器和高壓整流器采用一體化防爆設(shè)備，采用專(zhuān)用耐75微波輻射法

微波輻射法原油脫水是利用微波輻射來(lái)破乳的一種技術(shù)。微波破乳時(shí)，形成高頻變化的電磁場(chǎng)，使極性分子高速旋轉(zhuǎn)，破壞油水界面膜的Zeta電位；當(dāng)水(油)分子失去Zeta電位的作用后，自由上下運(yùn)動(dòng)，碰撞聚結(jié)，使得油水分離。同時(shí)，由于水分子吸收微波的能力比界面膜的油分子吸收能力強(qiáng)，則內(nèi)相水滴吸收更多的能量而膨脹，使界面膜受內(nèi)壓變薄。另一方面，界面膜中的油由于受熱而溶解度增高，使得界面膜的機(jī)械強(qiáng)度變低而更容易破裂。除此之外，微波形成的磁場(chǎng)還使非極性的油分子磁化，形成與油分子軸線成一定角度的渦旋電場(chǎng)，該電場(chǎng)能減弱分子間的引力，降低油的粘度，從而增大油水的密度差。這些作用都使得油水分子能有效地碰撞聚結(jié)。水滴聚結(jié)到一定程度在重力作用下沉降到底層，實(shí)現(xiàn)油與水的分離。微波輻射法微波輻射法原油脫水是利用微波輻射來(lái)76特點(diǎn)微波輻射具有破乳速度快、節(jié)能、脫水率高、脫出的水含油少等特點(diǎn)，尤其對(duì)稠油和礦化度高、油水相對(duì)密度差小、粘稠的聚合物井液具有更好的效果。但微波輻射技術(shù)應(yīng)用于乳狀液破乳還有許多理論和技術(shù)問(wèn)題尚未突破和解決，如微波破乳脫水的模型，微波與化學(xué)法耦合或協(xié)同破乳脫水的機(jī)理還不十分清楚，并且缺乏充分、有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持現(xiàn)有微波輻射破乳理論。特別是對(duì)微波輻射破乳的非熱效應(yīng)的認(rèn)識(shí)還不夠，還無(wú)法表述它的作用過(guò)程和作用機(jī)理。特點(diǎn)微波輻射具有破乳速度快、節(jié)能、脫水率高、脫出的水含油少等77超聲波法液體中傳播的超聲波屬縱波，超聲波的穿能力很強(qiáng)，可以容易地穿透油、水層；超聲波方向性好，能夠定向傳播，同時(shí)具有聲波反射、折射、散射、衰減及吸收等性質(zhì)。對(duì)超聲波作用于原油破乳的機(jī)理分析和研究表明，“位移效應(yīng)”是超聲波原油破乳的主要機(jī)理。超聲波能量輻射到乳化原油中，對(duì)油水乳結(jié)構(gòu)產(chǎn)生凝聚、破乳、振動(dòng)等作用。由于位移效應(yīng)的存在，水珠不斷向波腹或波節(jié)移動(dòng)，聚集并發(fā)碰撞，生成直徑較大的水滴，然后在重力作用下原油中沉降分離。超聲波法液體中傳播的超聲波屬縱波，超聲波的穿能力很強(qiáng)，可以78聲化學(xué)法原油脫鹽脫水的聲化學(xué)法是將聲波能量輻射到加入了少量破乳劑的原油乳狀液中，使之產(chǎn)生一系列超聲效應(yīng)，如攪拌、聚結(jié)、空化、溫?zé)帷⒇?fù)壓等，從而達(dá)到破壞油水(油包水或水包油)相界面膜，起到破乳脫鹽脫水的作用。由于超聲波在油和水中均具有較好的傳導(dǎo)性，故這種方法使用于各種類(lèi)型的乳狀液，對(duì)于3次采油采出的水包油型乳化原油、污水回收油、老化油等，由于其化學(xué)成分及乳狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，難以用常規(guī)方法破乳脫鹽脫水，聲化學(xué)法可用于此類(lèi)油的脫鹽脫水，且具有較好的結(jié)果。聲化學(xué)法原油脫鹽脫水的聲化學(xué)法是將聲波能量輻射到加入了少量破79特點(diǎn)聲化學(xué)法可以提高原油破乳脫水率；超聲與破乳劑具有良好的協(xié)同作用，可降低破乳劑用量35%以上；聲化學(xué)法可以在室溫條件下破乳脫水；具有顯著的降粘作用，且長(zhǎng)時(shí)間放置后粘度不恢復(fù)。特點(diǎn)聲化學(xué)法可以提高原油破乳脫水率；超聲與破乳劑具有良好的協(xié)80磁處理技術(shù)脫水磁處理技術(shù)應(yīng)用原理的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)很多，無(wú)成熟理論。通過(guò)對(duì)水(水溶液)、原油、原油乳狀液和破乳劑進(jìn)行的磁處理前后的對(duì)比試驗(yàn)表明，對(duì)水（水溶液）、原油、原油乳狀液和破乳劑進(jìn)行磁處理，可改善原油乳狀液的流變性和脫水性能，降低原油脫水溫度，脫水率大幅提高；油層水的表面張力和潤(rùn)濕角降低，溶解能力提高；原油的粘度降低，相對(duì)密度和凝點(diǎn)有下降趨勢(shì)；低溫蠟晶減小，呈微細(xì)顆粒狀；原油乳狀液的粘度有所降低，擊穿電壓減小，表面張力有下降趨勢(shì)；破乳劑的活性提高，有利于原油脫水工藝。磁處理技術(shù)脫水磁處理技術(shù)應(yīng)用原理的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)很多，無(wú)成熟理論。81高頻脈沖電脫水

高頻脈沖電脫水法是基于常規(guī)電脫水的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。其機(jī)理比較一致的看法是：由于連續(xù)相(油)和分散相(水)的電導(dǎo)率相差很大，液滴能被外電場(chǎng)極化，極化液滴通過(guò)碰撞在極短時(shí)間內(nèi)完成聚結(jié)過(guò)程。直流脈沖電場(chǎng)如同交流電場(chǎng)有誘導(dǎo)偶極子，松弛過(guò)程作為乳狀液破乳機(jī)理的一部分其電場(chǎng)中不僅有液滴的極化，也有相互吸引、碰撞導(dǎo)致的聚結(jié)。由于脈沖電場(chǎng)的振動(dòng)，分散相周?chē)騼?nèi)部的流體速率發(fā)生變化，界面張力誘導(dǎo)界面流動(dòng)。分散相中兩相的電導(dǎo)率、介電常數(shù)不連續(xù)，也導(dǎo)致界面電荷的累積，根據(jù)P．j．Bailes等人的觀點(diǎn)，面電荷的累積有利于碰撞聚結(jié)。在電場(chǎng)中，特別是施加交流電、直流脈沖電的情況，增加了液滴接觸、相遇的頻率，液滴界面振動(dòng)加劇，界面膜容易破裂，從而加速液滴間的相互聚結(jié)。高頻脈沖電脫水高頻脈沖電脫水法是基于常規(guī)電脫82生物脫水生物脫水法就是應(yīng)用生物破乳劑進(jìn)行原油脫水。生物破乳劑起主要破乳作用的是細(xì)菌胞體，破乳劑的表面活性是衡量破乳劑能否作用的關(guān)鍵指標(biāo)。微生物胞體的尺寸一般為幾個(gè)微米左右，并且胞體表面含有-COO-、-NH、-SH、-0H等活性基團(tuán)。由于細(xì)胞表面有活性，能被原油乳狀液的非連續(xù)相(液滴)充分潤(rùn)濕，又不是完全潤(rùn)濕，則細(xì)菌細(xì)胞最終會(huì)在連續(xù)相和非連續(xù)相的界面上占據(jù)一個(gè)平衡位置，其一半以上浸入非連續(xù)相之中。在破乳過(guò)程中，非連續(xù)相的兩個(gè)單元(兩個(gè)乳狀液液滴，或者一個(gè)乳狀液液滴與一個(gè)已分層的非連續(xù)相)只要在同一個(gè)細(xì)胞表面接觸、潤(rùn)濕并鋪展，則這兩個(gè)單元在到達(dá)平衡前就會(huì)在細(xì)胞表面上凝聚。由于細(xì)胞尺寸一般要比聚合物等乳化劑的尺寸大若干數(shù)量級(jí)，加上其相對(duì)較高的表面活性，使液滴能較快地潤(rùn)濕、鋪展，使兩個(gè)液滴凝聚并排液。另外，該生物胞體的橢球形外型也有利于破乳。生物脫水生物脫水法就是應(yīng)用生物破乳劑進(jìn)行原油脫水。生物破乳83特點(diǎn)生物破乳劑是一種環(huán)保型的原油脫水新技術(shù)，有可能逐漸取代化學(xué)脫水技術(shù)。該技術(shù)藥劑使用量低，脫水快，脫水率高，脫出水水質(zhì)好，運(yùn)行費(fèi)用低。生物破乳劑無(wú)毒，對(duì)人體無(wú)害。特點(diǎn)生物破乳劑是一種環(huán)保型的原油脫水新技術(shù)，有可能逐漸取代84底水回?fù)焦に?/p>

在原油中回?fù)礁邷氐姿?，可以提高原油的溫度。溫度增高，原油乳狀液穩(wěn)定性下降。其主要原因是：(a)溫度增高時(shí)降低了原油的粘度，水滴易于沉降；(b)由于油水體積膨脹系數(shù)不同，原油體積膨脹系數(shù)較大，使水和油的密度差增大，水滴易于在油相中下沉；(c)原油乳狀液粘度隨含水率的變化卻呈現(xiàn)較為復(fù)雜的關(guān)系，當(dāng)改變油水比例時(shí)，能使W/O型乳狀液轉(zhuǎn)相為O型乳狀液；(d)在原油中回?fù)降姿?，提高原油中水含量，可以促進(jìn)原油的破乳主要原因?yàn)樵椭兴刻岣呖梢栽黾臃稚⑺蜗嗷ソ咏鲎驳臋C(jī)率，促進(jìn)界面膜破裂水滴合并，即原油中水滴的聚結(jié)和沉降。另外，底水中含有一定量的破乳劑也可以促進(jìn)預(yù)脫水。底水回?fù)焦に囋谠椭谢負(fù)礁邷氐姿梢蕴岣咴?5原油脫水裝置的操作管理技術(shù)原油脫水裝置的運(yùn)行管理，是理論與實(shí)踐的具體結(jié)合，是依據(jù)破壞原油乳狀液的基本方法原理，運(yùn)用各種機(jī)械和電器設(shè)備的不同功能，通過(guò)人的主觀努力來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的高效、連續(xù)、穩(wěn)定和安全運(yùn)行。它是提高油田商品原油質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益的具體措施。操作管理水平的高低會(huì)產(chǎn)生截然不同的效果。因而是非常重要的。原油脫水裝置的運(yùn)行管理包括：脫水段數(shù)的選擇及各段負(fù)荷的分配、油水界面控制的重要性、油氣集輸與原油脫水的正確配合、原油脫水與其他與其他油氣處理過(guò)程的結(jié)合、無(wú)罐流程中的流量緩沖調(diào)節(jié)、耐壓密閉容器的吹掃操作、降低原油脫水成本的途徑。原油脫水裝置的操作管理技術(shù)原油脫水裝置的運(yùn)行管理，是理論與實(shí)86原油脫水裝置的操作管理技術(shù)含水<30％，采用一段電－化學(xué)脫水原油含水率油水乳化狀態(tài)脫水難易脫水能耗采用適當(dāng)脫水段數(shù)合理分配各段負(fù)荷含水>30％，采用二段電－化學(xué)脫水負(fù)荷分配原則

負(fù)荷分配應(yīng)當(dāng)有利于充分發(fā)揮重力沉降和電場(chǎng)聚結(jié)的最佳效益，從而減少原油脫水過(guò)程中化學(xué)破乳劑、熱能和電能的消耗，降低生產(chǎn)成本和提高運(yùn)行質(zhì)量。油氣分離器一次罐二次罐加熱爐脫水器好油罐外輸泵去污水罐去污水罐1、脫水段數(shù)的選擇及各段負(fù)荷的分配原油脫水裝置的操作管理技術(shù)含水<30％，采用一段電－化學(xué)脫水87原油脫水裝置的操作管理技術(shù)含水<30％，采用一段電－化學(xué)脫水1、脫水段數(shù)的選擇及各段負(fù)荷的分配原油含水率油水乳化狀態(tài)脫水難易脫水能耗采用適當(dāng)脫水段數(shù)合理分配各段負(fù)荷含水>30％，采用二段電－化學(xué)脫水負(fù)荷分配原則重力沉降特點(diǎn)

添加化學(xué)破乳劑后重力沉降段，一般稱(chēng)為化學(xué)脫水段。目的將高含水處理成只含W/O型乳化液的低含水油，然后進(jìn)行第二段電脫水。原油脫水裝置的操作管理技術(shù)含水<30％，采用一段電－化學(xué)脫水88原油脫水裝置的操作管理技術(shù)含水<30％，采用一段電－化學(xué)脫水1、脫水段數(shù)的選擇及各段負(fù)荷的分配原油含水率油水乳化狀態(tài)脫水難易脫水能耗采用適當(dāng)脫水段數(shù)合理分配各段負(fù)荷含水>30％，采用二段電－化學(xué)脫水負(fù)荷分配原則重力沉降特點(diǎn)電脫工作特點(diǎn)

利用高壓電場(chǎng)對(duì)W/O型乳化液，進(jìn)行偶極聚結(jié)和電泳聚結(jié)，在電場(chǎng)的作用下，相鄰的水珠聚結(jié)在一起后再與別的臨近水珠聚結(jié)，當(dāng)聚結(jié)到足夠大時(shí)，自原油中沉降分離出來(lái)，受水珠數(shù)量、密度和粒徑的影響，含水控制在10％～30％較為合適；降低到3％～5％時(shí)，脫水效率和脫水質(zhì)量較低；含水過(guò)高、電導(dǎo)率上升，運(yùn)行不穩(wěn)定。原油脫水裝置的操作管理技術(shù)含水<30％，采用一段電－化學(xué)脫水89原油脫水裝置的操作管理技術(shù)含水<30％，采用一段電－化學(xué)脫水1、脫水段數(shù)的選擇及各段負(fù)荷的分配原油含水率油水乳化狀態(tài)脫水難易脫水能耗采用適當(dāng)脫水段數(shù)合理分配各段負(fù)荷含水>30％，采用二段電－化學(xué)脫水負(fù)荷分配原則重力沉降特點(diǎn)電脫工作特點(diǎn)負(fù)荷最佳分配

負(fù)荷分配應(yīng)當(dāng)有利于充分發(fā)揮重力沉降和電場(chǎng)聚結(jié)的最佳效益，從而減少原油脫水過(guò)程中化學(xué)破乳劑、熱能和電能的消耗，降低生產(chǎn)成本和提高運(yùn)行質(zhì)量。原油脫水裝置的操作管理技術(shù)含水<30％，采用一段電－化學(xué)脫水90原油脫水裝置的操作管理技術(shù)2、油水界面控制的重要性油氣分離器一次罐二次罐加熱爐脫水器好油罐外輸泵污水罐電脫水器的油水界面控制沉降脫水罐的油水界面控制原油脫水裝置的操作管理技術(shù)2、油水界面控制的重要性油氣分離器91原油脫水裝置的操作管理技術(shù)改用破乳劑、提高脫水溫度、提高電器設(shè)備操作的恒流點(diǎn)。3、油氣集輸與原油脫水的正確配合原油收集部分與原油脫水部分的正確結(jié)合儲(chǔ)運(yùn)部分與原油脫水部分的正確結(jié)合原料油品種變化油井酸化作業(yè)摻活性水輸送添加適當(dāng)破乳劑、淡水、燒堿中和、提高設(shè)備操作恒流點(diǎn)。選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)降粘劑。儲(chǔ)罐中靜置沉降管道水動(dòng)力作用化學(xué)破乳劑殘存水不均勻分布，質(zhì)量不合格盡量采用電脫水工藝不應(yīng)依靠管道和末站儲(chǔ)罐進(jìn)行沉降脫水?dāng)嚢杌蛘{(diào)和外輸原油脫水裝置的操作管理技術(shù)改用破乳劑、提高脫水溫度、提高電器92原油脫水裝置的操作管理技術(shù)4、原油脫水與其他與其它油氣處理過(guò)程的結(jié)合（1）原油脫水與油氣分離相結(jié)合（2）原油分離與除砂過(guò)程相結(jié)合（3）原油脫水與原油穩(wěn)定、加熱降粘輸送或熱處理輸送的結(jié)合（4）原油脫水與含油污水處理、污水回注過(guò)程相結(jié)合原油脫水裝置的操作管理技術(shù)4、原油脫水與其他與其它油氣處理過(guò)93原油脫水裝置的操作管理技術(shù)5、無(wú)罐流程中的流量緩沖調(diào)節(jié)（1）油氣集輸系統(tǒng)中的物流波動(dòng)及影響（2）減緩物流波動(dòng)的措施讓各條來(lái)油干線的物流波動(dòng)峰值相互參差順序進(jìn)站適當(dāng)加大分離或緩沖設(shè)備的緩沖體積讓氣－液、油－水界面的調(diào)節(jié)速度適當(dāng)滯后6、耐壓密閉容器的吹掃操作。防止負(fù)壓收縮變形。原油脫水裝置的操作管理技術(shù)5、無(wú)罐流程中的流量緩沖調(diào)節(jié)（1）94原油脫水裝置的操作管理技術(shù)7、降低原油脫水成本的途徑原油脫水過(guò)程中的油氣損耗燃料油消耗電能消耗化學(xué)破乳劑消耗絕緣材料消耗人員工資設(shè)備折舊維修費(fèi)。原油脫水裝置的操作管理技術(shù)7、降低原油脫水成本的途徑原油脫水95請(qǐng)各位批評(píng)指正請(qǐng)各位批評(píng)指正96油氣集輸技術(shù)知識(shí)油氣集輸技術(shù)知識(shí)97油氣集輸技術(shù)發(fā)展之一小型分離器分離技術(shù)油氣集輸技術(shù)發(fā)展之一小型分離器分離技術(shù)98分離技術(shù)分離技術(shù)的現(xiàn)狀傳統(tǒng)分離器改進(jìn)

旋風(fēng)分離器螺旋葉片式分離器水力旋流器分離技術(shù)

GLCC分離技術(shù)分離技術(shù)分離技術(shù)的現(xiàn)狀99分離技術(shù)的發(fā)展分離技術(shù)的發(fā)展100分離器簡(jiǎn)化圖圖3-1簡(jiǎn)化后分離器的外形圖分離器簡(jiǎn)化圖圖3-1簡(jiǎn)化后分離器的外形圖101入口裝置圖1-1A旋風(fēng)分離式入口裝置圖1-1B立式單旋風(fēng)分離器入口裝置圖1-1A旋風(fēng)分離式入口裝置圖102入口構(gòu)件圖3-2倒T形入口構(gòu)件圖3-3耙形入口構(gòu)件入口構(gòu)件圖3-2倒T形入口構(gòu)件103整流構(gòu)件圖3-6豎板整流構(gòu)件3-7橫板整流構(gòu)件

3-8圓筒整流構(gòu)件3-9田字板整流構(gòu)件整流構(gòu)件圖3-6豎板整流構(gòu)件3104聚結(jié)構(gòu)件圖1-2DPlate-Pack波紋板圖1-2EStokes-Pack垂直波紋板圖1-2FStokes-Pack水平波紋板圖1-2A平行板波紋填料圖1-2B自支撐式波紋填料圖1-2C峰谷搭片式波紋填料圖1-2規(guī)整填料圖1-2G孔板波紋填料圖1-2H瓷質(zhì)規(guī)整波紋填料圖1-2I全塑蜂窩直管填料聚結(jié)構(gòu)件圖1-2DPlate-Pack波紋板圖1-2105聚結(jié)構(gòu)件圖3-14平板平行板組圖3-15斜板平行板組圖3-16蛇形板相向平行板組圖3-17蛇形板相背平行板組圖3-18田字板平行板組圖3-19斜板交錯(cuò)搭接平行板組聚結(jié)構(gòu)件圖3-14平板平行板組106波紋板波紋板107波紋板型式波紋板型式108集液構(gòu)件

圖1-3集液構(gòu)件圖1-3C筒堰板式圖1-3B可調(diào)堰板式圖1-3A固定堰板式圖1-3B溢流堰板式集液構(gòu)件109油氣集輸技術(shù)知識(shí)課件110旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器111緊湊型氣液分離器緊湊型氣液分離器112液塞捕集器液塞捕集器113井下螺旋葉片式分離器在該分離器中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)零件。多相液流沿井筒上行進(jìn)入到螺旋段，在這里固定不動(dòng)的螺紋漿葉之間的螺距使得液流受力開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，離心力使得液體沿油管內(nèi)壁流動(dòng)，氣體在油管中心流動(dòng)。一部分氣體會(huì)通過(guò)油管內(nèi)壁上的孔眼排出，并經(jīng)過(guò)旁通管進(jìn)入油套環(huán)空。液體和一部分氣體（舉升流體所需要的氣體）沿油管被向上舉升。工作性能取決于螺旋的螺距、直徑和長(zhǎng)度，以及液流和氣流的流量。井下螺旋葉片式分離器在該分離器中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)零件。多相液流沿井筒114地面螺旋分離器在地面條件下應(yīng)用分離器的直徑不必按井底用時(shí)限制在小于3.75in，所以在地面應(yīng)用中使用了可減少壓降的大直徑螺旋分離器。螺旋分離器的直徑為5.5in，被安放在一段6in的管子中。在6in管子的外邊再套上一段8in的管子，安裝一個(gè)測(cè)壓孔，從而可通過(guò)環(huán)空中的壓力探測(cè)到內(nèi)管的沖蝕或腐蝕，防止發(fā)生原油泄漏。地面螺旋分離器在地面條件下應(yīng)用分離器的直徑不必115螺旋葉片式分離器試驗(yàn)結(jié)果螺旋分離器是一種既可用于井下油管也可用于地面，可從液流中分離出部分氣體的結(jié)構(gòu)緊湊且經(jīng)濟(jì)可行的分離設(shè)備對(duì)井下分離器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明，可將80%的氣體從采出液流中分離出來(lái)，且液體夾帶很少。當(dāng)分離的氣體量小于60%時(shí)，在分離的氣流中幾乎測(cè)不到任何液體在油井中，分離器可以穩(wěn)定地進(jìn)行氣體分離，不會(huì)出現(xiàn)將液體夾帶到環(huán)空中的現(xiàn)象。在這些試驗(yàn)中，分離器最多從液流中可將43%的氣體分離出來(lái)當(dāng)將螺旋分離器安裝在地面時(shí)，它可成功地為氣舉作業(yè)提供舉升所需的天然氣。有50%～60%的產(chǎn)出氣可用于舉升作業(yè)地面分離器的費(fèi)用約為安裝設(shè)傳統(tǒng)分離器容器費(fèi)用的2%。雖然作業(yè)場(chǎng)所不同所需的費(fèi)用有所差異，但粗估費(fèi)用的節(jié)省是相當(dāng)可觀的螺旋葉片式分離器試驗(yàn)結(jié)果螺旋分離器是一種既可用于井下油管也可116Gas-LiquidCylindricalCycloneGLCC由帶有傾斜切向入口的垂直圓柱管和氣液兩個(gè)出口組成。氣液混合物由切向入口進(jìn)入GLCC并產(chǎn)生旋流流動(dòng)，流體在離心力、浮力和重力的綜合作用下分離出氣液兩相。液體流向器壁并作螺旋線形向下運(yùn)動(dòng)，氣體流向中心并從頂部逸出。Gas-LiquidCylindricalCyclone117GLCCGLCC118GLCC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入口設(shè)計(jì)GLCC主體結(jié)構(gòu)液位控制綜合分離系統(tǒng)GLCC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入口設(shè)計(jì)119入口設(shè)計(jì)傾斜入口入口噴嘴雙入口入口設(shè)計(jì)傾斜入口120傾斜入口傳統(tǒng)的立式分離器都使用一垂直入口，最近的研究表明傾斜入口將提高GLCC的性能，原因是減小了氣體帶液率。首先，下傾入口有利于分層并提供了在入口噴嘴處的初步分離；另外，下傾入口使液體在GLCC內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周后仍位于入口以下，阻止液體與氣體一起流向GLCC上部。傾斜入口傳統(tǒng)的立式分離器都使用一垂直入口，最近121入口噴嘴噴嘴是影響氣液流動(dòng)分布以及進(jìn)入GLCC切向速度的最終因素。切向入口噴嘴形式是最難加工的部分，因此相應(yīng)結(jié)構(gòu)的GLCC的價(jià)格也十分昂貴。為了優(yōu)化水力性能，在具有相同流通面積的情況下試驗(yàn)了幾種不同的噴嘴結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)同心圓形噴嘴（漸縮管）性能最差，月牙形次之，矩形最好。入口噴嘴噴嘴是影響氣液流動(dòng)分布以及進(jìn)入GLCC切向速度的最終122雙入口雙傾斜入口將入口流預(yù)分為兩股流動(dòng)：低入口的富液流和高入口的富氣流。雙入口的試驗(yàn)表明中等大小的氣體流量（在入口處段塞流轉(zhuǎn)為分層流）下，氣體帶液率有明顯降低，當(dāng)氣體流量較高時(shí)（在入口處為環(huán)空流），無(wú)多大變化。雙入口雙傾斜入口將入口流預(yù)分為兩股流動(dòng)：低入123GLCC主體結(jié)構(gòu)入口位置長(zhǎng)徑比分離體錐度GLCC主體結(jié)構(gòu)入口位置124液位控制對(duì)于GLCC緊湊的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，無(wú)法擁有直接有效的適應(yīng)各種流動(dòng)條件的液位控制。試驗(yàn)中研究幾種不同的液位控制方案：氣相的流動(dòng)控制、液相的流動(dòng)控制以及兩者同時(shí)控制。未來(lái)的主要工作是研制更加穩(wěn)定有效的液位控制方案。液位控制對(duì)于GLCC緊湊的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，無(wú)法擁有直接有效的適125綜合分離系統(tǒng)GLCC可用于部分或完全分離。部分分離使下游的設(shè)備得以減小并使其效率提高。特別地，當(dāng)GLCC與多相儀表、除砂器和液-液水力旋流器一起使用時(shí)，其性能更優(yōu)。不管是單獨(dú)的GLCC還是綜合分離系統(tǒng)，都可以大大降低費(fèi)用和減輕重量，這一點(diǎn)對(duì)海上平臺(tái)來(lái)說(shuō)尤為重要，因?yàn)榻ㄔ炱脚_(tái)所節(jié)省的費(fèi)用可能是分離裝置的好幾倍。另一種綜合分離系統(tǒng)是將兩個(gè)GLCC串聯(lián)使用，理論研究已預(yù)測(cè)出其氣體帶液率可達(dá)到理論上的極限值。除了以上的結(jié)構(gòu)改進(jìn)外，還有如面積可變的入口流道和氣液出口結(jié)構(gòu)等，但有關(guān)這方面的性能研究結(jié)果還比較少。綜合分離系統(tǒng)GLCC可用于部分或完全分離。部分分離使下游的設(shè)126GLCC應(yīng)用在石化工業(yè)中的應(yīng)用在石油工業(yè)中的應(yīng)用

單相流量計(jì)計(jì)量用GLCC

多相計(jì)量傳統(tǒng)容器式分離器或液塞捕集器預(yù)分離裝置

完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離器

不完全分離

小型分離系統(tǒng)

海底應(yīng)用GLCC應(yīng)用在石化工業(yè)中的應(yīng)用127在石化工業(yè)中的應(yīng)用

圖

傳統(tǒng)轉(zhuǎn)油線流程

圖

增加GLCC后的轉(zhuǎn)油線流程在石化工業(yè)中的應(yīng)用圖傳統(tǒng)轉(zhuǎn)油線流程128單相流量計(jì)計(jì)量用GLCC單相流量計(jì)計(jì)量用GLCC129多相計(jì)量多相計(jì)量130多相計(jì)量多相計(jì)量131預(yù)分離用GLCC預(yù)分離用GLCC132完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離器具有切向入口的立式分離器在油田中已經(jīng)相當(dāng)普遍，采用GLCC之前的分離器大多龐大而笨重，并帶有垂直的低速切向入口管。切向速度通常很低，以至于重力、離心力和浮力基本平衡而起不到分離的作用。GLCC硬件及軟件的發(fā)展使其體積減小，改善了立式分離器的分離性能，這樣節(jié)省占地或平臺(tái)面積、減少投資，對(duì)海洋油氣田的開(kāi)發(fā)具有重要意義。完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離器具有切向入口的立式分離器在油田中已經(jīng)相133不完全分離小型GLCC更適合于需要?dú)怏w部分（不完全）分離的場(chǎng)合，其中一種應(yīng)用是高壓油井中通過(guò)不完全分離而產(chǎn)生的氣體用作低壓油井的氣舉操作。在Oklahoma州的Chevron石油公司設(shè)計(jì)的海上氣舉系統(tǒng)中，GLCC是作為核心裝置的，它不需要?dú)怏w壓縮機(jī)和氣舉管線。不完全分離小型GLCC更適合于需要?dú)怏w部分（不完全）分離的134小型分離系統(tǒng)小型分離系統(tǒng)通過(guò)尺寸及重量的減少使采油成本和油氣處理費(fèi)用大幅度降低。另外，去除液體中的大部分氣體會(huì)減少液流的擾動(dòng)，并可以提高下游分離設(shè)備（如井口除砂水力旋流器、原油預(yù)分水型和脫水型水力旋流器）的分離性能，以此提高除砂效果和改善排出水的質(zhì)量。目前，某些石油公司正在研究GLCC與以上幾種設(shè)備的系列組合裝置。GLCC也可用來(lái)控制進(jìn)入多相泵的兩相混合介質(zhì)氣液比的大小，以此來(lái)提高泵效。另一項(xiàng)研究表明，幾種GLCC與噴射泵的組合裝置可以用來(lái)從高壓多相流油井中吸取能量，來(lái)提高低壓油井的采收率。小型分離系統(tǒng)小型分離系統(tǒng)通過(guò)尺寸及重量的減少使采油成本和油135海底應(yīng)用

GLCC技術(shù)對(duì)石油工業(yè)最大的沖擊可能就是在海底分離方面的應(yīng)用。Baker.A.C.等人在“TheVASPSSubseaSeparationandPumpingSystem”（Trans,Inst.ofChemicalEngineers,1992年1月）一文中得出的結(jié)論表明，“井口分離及泵送是用于采出液長(zhǎng)距離輸送的熱效率最高的一種方法”。在一項(xiàng)最新的研究中，Prado等人認(rèn)為此項(xiàng)技術(shù)也適用于淺海及中深海應(yīng)用。海底應(yīng)用要求分離器的設(shè)計(jì)及性能具有高度的可靠性，要求設(shè)備簡(jiǎn)單、小巧、強(qiáng)度高，且經(jīng)濟(jì)性好。GLCC的優(yōu)點(diǎn)使其在競(jìng)爭(zhēng)力極大的眾多技術(shù)當(dāng)中表現(xiàn)尤為出色。海底應(yīng)用GLCC技術(shù)對(duì)石油工業(yè)最大的沖擊可能就136GLCC的其它優(yōu)點(diǎn)GLCC還可以采用雙入口、并聯(lián)或串聯(lián)等型式，以此來(lái)適應(yīng)不同范圍的氣液處理量，并降低出口的氣體帶液率和液體帶氣率，提高GLCC的分離效果。GLCC的其它優(yōu)點(diǎn)GLCC還可以采用雙入口、并聯(lián)或串聯(lián)等型式137油氣集輸技術(shù)發(fā)展之二負(fù)壓排泥技術(shù)油氣集輸技術(shù)發(fā)展之二負(fù)壓排泥技術(shù)138負(fù)壓排泥技術(shù)原理

負(fù)壓排污泥技術(shù)是利用液體射流原理設(shè)計(jì)的負(fù)壓排污器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其原理是：將負(fù)壓排污器安裝在污水沉降罐底部原排污管與沖泥管之間，當(dāng)助排液經(jīng)沖泥管進(jìn)入負(fù)壓排污器時(shí)，形成負(fù)壓，罐底污泥在負(fù)壓作用下不斷被抽吸并涌入排污器，在與助排液混合后，從排污管排出。在負(fù)壓排污泥工藝過(guò)程中，不但增加了罐底污泥與排出口之間的壓差，而且增加了排出液的流速，助排液與污泥混合后相對(duì)降低了排出液的粘度，增加了流動(dòng)性，保證了污泥從罐底有效排出。負(fù)壓排泥技術(shù)原理負(fù)壓排污泥技術(shù)是利用液體射139目前各油田大力研究排泥技術(shù)，其中較為成熟的為負(fù)壓排泥技術(shù)。負(fù)壓排污采用液體射流原理，首先在罐底排污口處安裝一個(gè)由噴嘴、混合管、擴(kuò)散管、引泥室組成的負(fù)壓排污裝置，噴嘴與助排管相連接，混合管、擴(kuò)散管與排污管連在一起。當(dāng)助排液經(jīng)過(guò)噴嘴時(shí)，由于噴嘴直徑很小，助排液將產(chǎn)生節(jié)流，使助排液速度增大，壓力降低，從而在噴嘴與混合管之間產(chǎn)生低壓區(qū)，罐底污泥在壓差作用下將不斷涌入低壓區(qū)，又被高速流動(dòng)的助排液抽吸進(jìn)入混合管，然后經(jīng)擴(kuò)散管增壓，從排污管排出。在該負(fù)壓排泥工藝中，不但增加了罐底污泥與排出口之間的壓差，并且還增加了排出液的流速，同時(shí)助排液與污泥混合后相對(duì)降低了排出液的粘度，增加了其流動(dòng)性，因而保證了污泥有效地從排污管中排出。88目前各油田大力研究排泥技術(shù)，其中較為成熟的為負(fù)壓排泥技術(shù)。8140負(fù)壓排污器總長(zhǎng)1800mm，每個(gè)可控制20m2的罐底排污面積。在安裝負(fù)壓排污器時(shí)，不用改變現(xiàn)有容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，安裝簡(jiǎn)單，操作方便。排出的污泥進(jìn)入污泥池，污泥經(jīng)單螺桿泵輸送至壓濾機(jī)，壓出的污泥不含水，便于存放和運(yùn)輸。負(fù)壓排泥技術(shù)

原來(lái)每半年或一年需要采用人工清除水罐的淤泥，如果采用了負(fù)壓排污技術(shù)，可不用進(jìn)行人工清罐。同時(shí)一級(jí)沉降罐的出口水中雜質(zhì)含量可大幅度降低，使罐內(nèi)水質(zhì)明顯改善。另外，在使用了負(fù)壓排污技術(shù)的系統(tǒng)后，過(guò)濾罐的反沖洗周期可由原來(lái)12小時(shí)一次，延長(zhǎng)到24小時(shí)一次；水質(zhì)提高后可至少使過(guò)濾器濾料壽命延長(zhǎng)一倍。該技術(shù)的使用具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。負(fù)壓排污器總長(zhǎng)1800mm，每個(gè)可控制20m2的罐底排污面積141現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況河南油田應(yīng)用了123套負(fù)壓排污器，排出液取樣分析對(duì)比結(jié)果顯示，排污泥效果從原來(lái)的20%提高到了80%。使用半年后罐內(nèi)污水中雜質(zhì)含量從80～100mg/L下降為50mg/L以下。同時(shí)由于污水處理質(zhì)量的提高，也減少了污水回注對(duì)儲(chǔ)層的污染，延長(zhǎng)了注水井的措施有效期。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況河南油田應(yīng)用了123套負(fù)壓排污器，排出液取樣分142油氣集輸技術(shù)發(fā)展之三高效工藝和設(shè)備的優(yōu)化組合油氣集輸技術(shù)發(fā)展之三高效工藝和設(shè)備的優(yōu)化組合143正確選用高效工藝和設(shè)備的原則選用確實(shí)先進(jìn)而又成熟的高效工藝和設(shè)備；“因地制宜”，切實(shí)從油田實(shí)際出發(fā)，選用適應(yīng)的工藝設(shè)備；充分利用油田及油氣物性的特點(diǎn)，發(fā)揮油田的優(yōu)勢(shì)，形成有特色的高效系統(tǒng)；從實(shí)際出發(fā)，通過(guò)技術(shù)開(kāi)發(fā)或科研攻關(guān)，開(kāi)拓新工藝和設(shè)備；注意整體效益，不但考慮各項(xiàng)工藝和設(shè)備的效益，還要綜合考慮全系統(tǒng)的效益，各項(xiàng)工藝和設(shè)備要配套，形成系統(tǒng)能力，發(fā)揮系統(tǒng)效益。正確選用高效工藝和設(shè)備的原則選用確實(shí)先進(jìn)而又成熟的高效工藝和144優(yōu)化組合新油田開(kāi)發(fā)建設(shè)老油田改造優(yōu)化組合新油田開(kāi)發(fā)建設(shè)145新油田開(kāi)發(fā)建設(shè)單井產(chǎn)量較高，原油性質(zhì)較好的整裝油田，都應(yīng)以全密閉流程為總目標(biāo)，并應(yīng)采用“一級(jí)半”流程、中壓多級(jí)分離流程和不加熱集輸流程等高效流程，在油氣分離、脫水和計(jì)量等方面盡量采用新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備，使地面工程達(dá)到先進(jìn)的技術(shù)水平。同時(shí)，應(yīng)用較高水平的自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)管理技術(shù)（SCADA或DCS系統(tǒng)），減少操作人員，使油田管理達(dá)到先進(jìn)水平。新油田開(kāi)發(fā)建設(shè)單井產(chǎn)量較高，原油性質(zhì)較好的整裝油田，都應(yīng)以全146東河塘油田油氣集輸流程?hào)|河塘油田油氣集輸流程147鄯善油田油氣集輸流程鄯善油田油氣集輸流程148老油田改造從油田實(shí)際出發(fā)，可以以取得某一、二個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能降耗效果為目的，逐步改造。中、高含水期油田都可考慮推廣不加熱集輸流程，集輸系統(tǒng)提高系統(tǒng)能源利用率，改造輸油泵和加熱爐，注水系統(tǒng)提高系統(tǒng)效率，改造注水泵和注水管網(wǎng)，集輸處理系統(tǒng)密閉改造，配套原油穩(wěn)定和輕烴回收裝置，實(shí)現(xiàn)全密閉流程等，都是許多油田已經(jīng)實(shí)施并已見(jiàn)到明顯效果的做法。河南油田對(duì)包括江河、雙河和下二門(mén)等油田在內(nèi)的全油區(qū)進(jìn)行節(jié)能降耗改造，基本實(shí)現(xiàn)不加熱集輸和全油區(qū)全密閉流程，密閉率100％，油氣損耗0.1％。老油田改造從油田實(shí)際出發(fā)，可以以取得某一、二個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能降耗149系統(tǒng)優(yōu)化原則之一因地制宜，優(yōu)選方案確定集輸處理系統(tǒng)技術(shù)方案要從油田實(shí)際出發(fā)，反復(fù)優(yōu)選和比較，即通過(guò)對(duì)設(shè)想的幾套工藝流程從投資和能耗等指標(biāo)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比，最后選出最優(yōu)方案。新油田地面工程，當(dāng)單井產(chǎn)重不太高時(shí)要特別注意“簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)”，能夠做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝往往就是先進(jìn)的技術(shù)。系統(tǒng)優(yōu)化原則之一因地制宜，優(yōu)選方案150油氣集輸技術(shù)知識(shí)課件151系統(tǒng)優(yōu)化原則之二推廣簡(jiǎn)單實(shí)用的工藝和設(shè)備，簡(jiǎn)化油田地面工程系統(tǒng)優(yōu)化原則之二推廣簡(jiǎn)單實(shí)用的工藝和設(shè)備，簡(jiǎn)化油田地面工程152系統(tǒng)優(yōu)化原則之三采用整體優(yōu)化技術(shù)為使油田地面工程做到高效益、高水平，需與油田開(kāi)發(fā)方案、采油工藝密切結(jié)合，使“地面與地下相適應(yīng)”，地下與地面整體優(yōu)化。系統(tǒng)優(yōu)化原則之三采用整體優(yōu)化技術(shù)153油氣集輸技術(shù)知識(shí)課件154油氣集輸技術(shù)發(fā)展之四脫水技術(shù)油氣集輸技術(shù)發(fā)展之四脫水技術(shù)155原油乳狀液的定義乳狀液是一種非均相液體體系，它由兩種不互溶的液體組成，而且其中一種液體以液滴形式直接分散在第二種液體中。乳化液與一種液體在另一種液體中的簡(jiǎn)單分散體不同，乳化液中存在著一種能抑制聚結(jié)現(xiàn)象的乳化劑，因此液滴相互接觸時(shí)發(fā)生聚結(jié)的概率大為減小。乳化液中以小液滴形態(tài)存在的那一部分則稱(chēng)作內(nèi)相、分散相或非連續(xù)相。

在原油和水組成的大部分乳化液中，水是細(xì)分散在油中的。水滴的球形是界面張力作用的結(jié)果。界面張力作用于水滴，使水滴與油接觸的面積盡可能小。這就是油包水型乳化液，被稱(chēng)為“正?！比榛骸Ｓ鸵部梢苑稚⒃谒?，形成水包油乳化液，后者被稱(chēng)為“反向”乳化液。

原油乳狀液的定義乳狀液是一種非均相液體體系，它由兩種不互溶的156乳化液的類(lèi)型原油中所含的水分，有的在常溫下用簡(jiǎn)單的沉降法短時(shí)間內(nèi)就能從油中分離出來(lái)，這類(lèi)水稱(chēng)為游離水；有的則很難用沉降法從油中分離出來(lái)，這類(lèi)水稱(chēng)乳化水，它與原油的混合物稱(chēng)油水乳狀液，或原油乳狀液。乳化水需采取專(zhuān)門(mén)的措施才能脫除。一種是水以極微小的顆粒分散于原油中，稱(chēng)為：“油包水”型乳狀液，用符號(hào)w／o表示，此時(shí)水是內(nèi)相或稱(chēng)分散相，油是外相或稱(chēng)分散介質(zhì)，因外相液體是相互連接的，故又稱(chēng)連續(xù)相；另一種是油以極微小顆粒分散于水中，稱(chēng)為：“水包油”型乳狀液，用符號(hào)o／w表示，此時(shí)油是內(nèi)相，水是外相。

乳化液的類(lèi)型原油中所含的水分，有的在常溫下用簡(jiǎn)單的沉降157油包水乳狀液油包水乳狀液158油相多重乳化油相多重乳化159油氣集輸技術(shù)知識(shí)課件160乳化液形成的三個(gè)必要條件是:(1)油田采出物有原油和水，二者不互溶。

(2)原油中有足夠的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸、地層巖屑、泥砂等，它們都是天然的、高性能的乳化劑。

(3)在油田開(kāi)發(fā)和油氣集輸過(guò)程中，油、水、乳化劑三者共聚一體，在油井井筒、油嘴、管道、閥件、機(jī)泵中充分接觸混合。特別是在油田伴生氣的參予下，其攪拌更為激烈。原油乳化液的形成乳化液形成的三個(gè)必要條件是:原油乳化液的形成161乳化的防止

集油過(guò)程原油中水珠粒徑變化情況

取樣部位油井井口油井井口分離器進(jìn)口離心泵出口水珠粒徑uml一2005-253-103-5泵進(jìn)口水珠粒徑變化情況

取樣部位有水分層時(shí)間分出游離水油相顏色泵進(jìn)口3060黑泵出口6020紅褐色乳化的防止集油過(guò)程原油中水珠粒徑變化情況取樣部位油井井口162采油時(shí)能使油完全與水隔絕和(或)防止油井產(chǎn)出流體受到各種形式的攪拌，就不會(huì)生成乳化液。在一些油井中，要把水完全隔絕是困難的或者是不可能的，同時(shí)，防止攪拌幾乎也是不可能的。所以，許多油井必然會(huì)產(chǎn)生乳化液。然而，在一些場(chǎng)合下，乳化作用是由于操作方法不當(dāng)而加重的。

桿式泵抽油井抽油速度過(guò)大，柱塞和凡爾維護(hù)不良;利用重力流動(dòng)輸送的地方用泵輸送流體，都會(huì)造起不必要的擾動(dòng)。如果條件許可，在油一水分離之前要盡量減少因流經(jīng)離心泵，油嘴和控制閥而引起的壓力降。

乳化的防止

采油時(shí)能使油完全與水隔絕和(或)防止油井產(chǎn)出流體受到163加入化學(xué)破乳劑正確選用增壓泵乳化的防止

正確設(shè)計(jì)和建設(shè)管道正確布置脫水設(shè)備的位置加入化學(xué)破乳劑正確選用增壓泵乳化的防止164原油脫水的基本方法沉降分離：包括自然沉降、熱沉降、離心沉降和斜板、斜管沉降等；化學(xué)破乳：該方法是向含水原油中添加化學(xué)破乳劑，經(jīng)攬拌混臺(tái)使其到達(dá)原油乳化液的油一水界面上，降低界面張力，破壞乳化狀態(tài)．破乳后的水珠相互聚結(jié)并沉降分離；電破乳：包括交流電、直流電、交一直流電、高頻脈沖供電等，用電場(chǎng)力破壞原油乳化液，使水珠相互聚結(jié)，自原油中分出；潤(rùn)濕聚結(jié)：利用高比表面材料對(duì)油與水親和力的懸殊差差異，使原油中的油或水珠在其表面聚結(jié)，并沉降(油上浮)分離。一般原油脫水的工業(yè)生產(chǎn)裝置是聯(lián)合上述方法中的幾種綜合使用，以便形成較完善的工藝過(guò)程，使原油脫水生產(chǎn)過(guò)程效率高、凈化油質(zhì)量好、生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟(jì)效益高。原油脫水的基本方法沉降分離：包括自然沉降、熱沉降、離心沉降和165沉降分離合理不合理沉降分離合理不合理166

電脫水器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)電脫水器的下部設(shè)有雙H型進(jìn)油分配器、原油沿水平方向流出，減少對(duì)水層的擾動(dòng)油水界面控制：采用進(jìn)口的射頻導(dǎo)納電脫水專(zhuān)用油水界面檢測(cè)儀，防掛料、防高壓電場(chǎng)干擾設(shè)計(jì)，檢測(cè)精確、工作穩(wěn)定可靠。上部設(shè)有出油收集器，與雙H型進(jìn)油分配器對(duì)稱(chēng)布置，流場(chǎng)均勻，空間利用率高。增大脫水器底部水層的沉降空間，強(qiáng)化高溫脫出水對(duì)含水原油的破乳和洗鹽作用。在電脫水器底部設(shè)有放水收集器，它的進(jìn)水口采取了防渦流措施，以免脫水器排放污水時(shí)將油帶入放水收集器，確保脫出水。電脫水器上部設(shè)有網(wǎng)狀平板電極組和絕緣棒引電裝置，電極組采用平掛電極，絕緣吊掛采用聚四氟乙烯材料。電脫水器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)電脫水器的下部設(shè)有雙H型進(jìn)油167電脫水器內(nèi)部設(shè)有沖砂系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)沖砂。內(nèi)部設(shè)有專(zhuān)用檢修通道和檢修平臺(tái)，方便安裝和檢修。電脫水器上設(shè)有高、中、低液位觀察管，用于觀察電脫水器內(nèi)的油水界面，在自動(dòng)放水裝置調(diào)試或儀表檢修期間，通過(guò)放水觀察孔觀察油水界面，手動(dòng)控制壓力放水閥，調(diào)節(jié)控制油水界面。電脫水器內(nèi)部設(shè)有沖砂系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)沖砂。內(nèi)部設(shè)有專(zhuān)用檢修通168

脫水控制柜采用可控硅自動(dòng)調(diào)壓恒流控制柜，變壓整流器采用交-直流雙電場(chǎng)供電方式，比直流脫水和交流脫水節(jié)電60%，原油脫水裝置具有穩(wěn)定、高效節(jié)能的優(yōu)良性能。脫水控制柜采用可控硅自動(dòng)調(diào)壓恒流控制柜，變壓整流器采用交169電脫水器的安全保障措施電脫水器頂部設(shè)有放氣孔和液位控制器，防止誤送電。脫水器下部設(shè)有安全閥，保證電脫水器安全運(yùn)行的同時(shí)，避免油泄壓排油。電脫水器設(shè)有電氣聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)、變壓整流器采用防爆結(jié)構(gòu)，保證人身及設(shè)備安全。電脫水器的安全保障措施電脫水器頂部設(shè)有放氣孔和液位控制器，防170

脫水變壓器和高壓整流器采用一體化防爆設(shè)備，采用專(zhuān)用耐高溫、耐老化的絕緣材料，減少了高壓接線環(huán)節(jié)，提高了設(shè)備的可靠性。高壓防爆接口裝置耐電壓100kV，耐密封壓力1.6MPa，安全可靠。脫水變壓器和高壓整流器采用一體化防爆設(shè)備，采用專(zhuān)用耐171微波輻射法

微波輻射法原油脫水是利用微波輻射來(lái)破乳的一種技術(shù)。微波破乳時(shí)，形成高頻變化的電磁場(chǎng)，使極性分子高速旋轉(zhuǎn)，破壞油水界面膜的Zeta電位；當(dāng)水(油)分子失去Zeta電位的作用后，自由上下運(yùn)動(dòng)，碰撞聚結(jié)，使得油水分離。同時(shí)，由于水分子吸收微波的能力比界面膜的油分子吸收能力強(qiáng)，則內(nèi)相水滴吸收更多的能量而膨脹，使界面膜受內(nèi)壓變薄。另一方面，界面膜中的油由于受熱而溶解度增高，使得界面膜的機(jī)械強(qiáng)度變低而更容易破裂。除此之外，微波形成的磁場(chǎng)還使非極性的油分子磁化，形成與油分子軸線成一定角度的渦旋電場(chǎng)，該電場(chǎng)能減弱分子間的引力，降低油的粘度，從而增大油水的密度差。這些作用都使得油水分子能有效地碰撞聚結(jié)。水滴聚結(jié)到一定程度在重力作用下沉降到底層，實(shí)現(xiàn)油與水的分離。微波輻射法微波輻射法原油脫水是利用微波輻射來(lái)172特點(diǎn)微波輻射具有破乳速度快、節(jié)能、脫水率高、脫出的水含油少等特點(diǎn)，尤其對(duì)稠油和礦化度高、油水相對(duì)密度差小、粘稠的聚合物井液具有更好的效果。但微波輻射技術(shù)應(yīng)用于乳狀液破乳還有許多理論和技術(shù)問(wèn)題尚未突破和解決，如微波破乳脫水的模型，微波與化學(xué)法耦合或協(xié)同破乳脫水的機(jī)理還不十分清楚，并且缺乏充分、有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持現(xiàn)有微波輻射破乳理論。特別是對(duì)微波輻射破乳的非熱效應(yīng)的認(rèn)識(shí)還不夠，還無(wú)法表述它的作用過(guò)程和作用機(jī)理。特點(diǎn)微波輻射具有破乳速度快、節(jié)能、脫水率高、脫出的水含油少等173超聲波法液體中傳播的超聲波屬縱波，超聲波的穿能力很強(qiáng)，可以容易地穿透油、水層；超聲波方向性好，能夠定向傳播，同時(shí)具有聲波反射、折射、散射、衰減及吸收等性質(zhì)。對(duì)超聲波作用于原油破乳的機(jī)理分析和研究表明，“位移效應(yīng)”是超聲波原油破乳的主要機(jī)理。超聲波能量輻射到乳化原油中，對(duì)油水乳結(jié)構(gòu)產(chǎn)生凝聚、破乳、振動(dòng)等作用。由于位移效應(yīng)的存在，水珠不斷向波腹或波節(jié)移動(dòng)，聚集并發(fā)碰撞，生成直徑較大的水滴，然后在重力作用下原油中沉降分離。超聲波法液體中傳播的超聲波屬縱波，超聲波的穿能力很強(qiáng)，可以174聲化學(xué)法原油脫鹽脫水的聲化學(xué)法是將聲波能量輻射到加入了少量破乳劑的原油乳狀液中，使之產(chǎn)生一系列超聲效應(yīng)，如攪拌、聚結(jié)、空化、溫?zé)?、?fù)壓等，從而達(dá)到破壞油水(油包水或水包油)相界面膜，起到破乳脫鹽脫水的作用。由于超聲波在油和水中均具有較好的傳導(dǎo)性，故這種方法使用于各種類(lèi)型的乳狀液，對(duì)于3次采油采出的水包油型乳化原油、污水回收油、老化油等，由于其化學(xué)成分及乳狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，難以用常規(guī)方法破乳脫鹽脫水，聲化學(xué)法可用于此類(lèi)油的脫鹽脫水，且具有較好的結(jié)果。聲化學(xué)法原油脫鹽脫水的聲化學(xué)法是將聲波能量輻射到加入了少量破175特點(diǎn)聲化學(xué)法可以提高原油破乳脫水率；超聲與破乳劑具有良好的協(xié)同作用，可降低破乳劑用量35%以上；聲化學(xué)法可以在室溫條件下破乳脫水；具有顯著的降粘作用，且長(zhǎng)時(shí)間放置后粘度不恢復(fù)。特點(diǎn)聲化學(xué)法可以提高原油破乳脫水率；超聲與破乳劑具有良好的協(xié)176磁處理技術(shù)脫水磁處理技術(shù)應(yīng)用原理的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)很多，無(wú)成熟理論。通過(guò)對(duì)水(水溶液)、原油、原油乳狀液和破乳劑進(jìn)行的磁處理前后的對(duì)比試驗(yàn)表明，對(duì)水（水溶液）、原油、原油乳狀液和破乳劑進(jìn)行磁處理，可改善原油乳狀液的流變性和脫水性能，降低原油脫水溫度，脫水率大幅提高；油層水的表面張力和潤(rùn)濕角降低，溶解能力提高；原油的粘度降低，相對(duì)密度和凝點(diǎn)有下降趨勢(shì)；低溫蠟晶減小，呈微細(xì)顆粒狀；原油乳狀液的粘度有所降低，擊穿電壓減小，表面張力有下降趨勢(shì)；破乳劑的活性提高，有利于原油脫水工藝。磁處理技術(shù)脫水磁處理技術(shù)應(yīng)用原理的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)很多，無(wú)成熟理論。177高頻脈沖電脫水

高頻脈沖電脫水法是基于常規(guī)電脫水的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。其機(jī)理比較一致的看法是：由于連續(xù)相(油)和分散相(水)的電導(dǎo)率相差很大，液滴能被外電場(chǎng)極化，極化液滴通過(guò)碰撞在極短時(shí)間內(nèi)完成聚結(jié)過(guò)程。直流脈沖電場(chǎng)如同交流電場(chǎng)有誘導(dǎo)偶極子，松弛過(guò)程作為乳狀液破乳機(jī)理的一部分其電場(chǎng)中不僅有液滴的極化，也有相互吸引、碰撞導(dǎo)致的聚結(jié)。由于脈沖電場(chǎng)的振動(dòng)，分散相周?chē)騼?nèi)部的流體速率發(fā)生變化，界面張力誘導(dǎo)界面流動(dòng)。分散相中兩相的電導(dǎo)率、介電常數(shù)不連續(xù)，也導(dǎo)致界面電荷的累積，根據(jù)P．j．Bailes等人的觀點(diǎn)，面電荷的累積有利于碰撞聚結(jié)。在電場(chǎng)中，特別是施加交流電、直流脈沖電的情況，增加了液滴接觸、相遇的頻率，液滴界面振動(dòng)加劇，界面膜容易破裂，從而加速液滴間的相互聚結(jié)。高頻脈沖電脫水高頻脈沖電脫水法是基于常規(guī)電脫178生物脫水生物脫水法就是應(yīng)用生物破乳劑進(jìn)行原油脫水。生物破乳劑起主要破乳作用的是細(xì)菌胞體，