原油脱水(盐)用双频电场技术研发及应用

采用传统的电脱水(盐)技术处理劣质原油及重质油,存在投资和运行费用高、脱水效率低及设备运行不稳定等问题。介绍了水颗粒破碎理论、双频电场技术的研发阶段及其电源配置、波形分析等。国外现场应用结果表明,双频电场技术大幅提高了电场脱水(盐)效率,与常规AC电脱水器相比,可将设备的体积大大减小,同时降低了原油处理温度,减少了化学破乳剂的使用量,达到节能降耗的生产要求,有效地应对了现阶段原油劣质化和重质化的严峻挑战。     

双频-双电压电脱水新技术

目前我国开采出大量稠油和聚合物驱的原油,这些原油的脱水一直是个难题.传统电脱水方法作为这些原油脱水的首选或最后环节,存在投资及运行费用高、脱水效率小及设备运行不稳定等技术缺陷.国外针对这些难处理原油,提出了双频一双电压电脱水技术.该技术对电脱水器的电源信号输出方式和电极结构进行了改造,从根本上解决了稠油和聚合物驱的原油难脱水的问题,对我国的稠油脱水具有很大的参考价值.     

一种新型的稠油电脱水技术

分析了稠油难脱水的根本原因,阐述了传统原油电脱水的方法及其应用于稠油脱水的局限性,详细介绍了国外在稠油电脱水方面的最新技术,即双频/双电压电脱水技术.该技术是根据具体原油的基本物性参数和原油电脱水的基本原理,对脱水电场进行优化,通过使用双频/双电压电源控制技术实现对优化电场的控制.与传统的电脱水技术相比,该技术取得了以下几方面的突破:(1)具有稳定的电力供给;(2)提高了电源的可利用效率;(3)可以选择最优电源输出信号.双频/双电压电脱水技术对我国的稠油脱水具有很好的参考价值.     

基于多级梯度电场的电脱水脱盐技术在重劣质原油处理中应用

国内外重劣质原油开采已进入新阶段,原油的比重大、黏度高、酸性强,导致原油的脱盐脱水困难。重劣质原油在脱盐脱水过程中,很容易在电脱盐罐内油水界面处生成稳定的难以破除的乳化物。基于IGBT技术的多级梯度电场电脱水电脱盐技术是针对重劣质原油深度脱水脱盐而开发的技术,该技术能够明显改善脱水脱盐效果,尤其适合于重劣质原油的油田现场和精加工的深度脱水和脱盐。该技术在国内外现场应用表明:可以解决含水率、含盐量和运行稳定难题;实际生产测试结果表明,处理后的重劣质原油含水量低于0.2%、耗水5%、含盐量在28.5 mg/L以下,达到FEED文件规定要求。     

原油电脱水(脱盐)的电场设计及关键技术

在讨论基于静电聚结机理的原油电脱水器、电脱盐器常用的AC电场、DC电场和AC/DC双电场3种主要电场设计及相应聚结机理的基础上,详细阐述了国外Natco集团先进电脱水(脱盐)器上采用的复合板式电极、电载荷响应控制器、淡化水逆流静电混合技术和双频电源控制等关键技术。针对国外原油电脱水领域发展的最新动态,提出国内在该领域发展的建议。     

具有国内领先水平的原油电脱水(盐)装置研制成功

一种可广泛应用于原油电脱水、脱盐设备在西安航空发动机集团天鼎 石油机电设备分公司研制成功,并通过陕西省技术监督局组织的技术投产鉴定。 　　西航天鼎石油机电设备分公司研制的 YDT 型原油电脱水(盐)成套装置采用缓冲升压变 压器取代传统的脱水器可控硅电路,保证了脱水(盐)时的连续性、稳定性和安全可靠性,且 脱水效果好。此外该设备采用微电脑控制,自动完成检测、切换,自动放水全过程,控制精 确,反应度灵敏。缓冲升压变压器应用于电脱水(盐)设备,在国内还属首例。 　　 〔西安航空发动机(集团)有限公司　俞张勃〕     

高含硫含盐原油采出液处理技术

哈萨克斯坦让纳若尔地区油井产液盐含量高、H2S含量高,现有的平面加水洗盐技术及脱除H2S和轻烃的工艺存在耗水量大、设备投资和运行费用高的问题。通过创新原油洗盐脱盐工艺,采用立式集密加水设备、新型高效三相分离器、电脱水器防垮电场技术,将含水原油按照一段脱水、二段集密加水脱盐工艺和一段正压气提脱H2S、二段负压稳定工艺处理,有效实现了高含硫、高含盐原油采出液脱盐脱硫的低投资、低水耗和低能耗,取得了显著的经济效益和社会效益。     

静电聚结原油脱水技术现场应用

随着原油劣质化趋势和大部分油田进入高含水开采阶段,传统三相分离手段存在分离级数和设备多、油水分离效率低、电脱水运行不稳定等问题。针对此现状研究开发了静电聚结原油脱水技术并进行现场应用。该技术适用于高含水原油,采用复合电极、气液分离和油水分离分开进行的结构设计,应用连续可调的电压控制技术和各种安全保障技术,研制出新型静电聚结原油脱水设备,现场应用结果表明,静电聚结原油脱水技术对高含水原油有很好的脱水效果,对进口含水量超过80％的原料,一级脱后含水小于2％,最低可达到0．7％,有效提高了油水分离效率,并且当含水量在80％-98％时亦可适用,将其应用于陆上或海上油田采出液脱水,可减少设备级数和占地面积、节省设备投资、提高分离效率,有较好的应用前景。     

油井大规模压裂对脱水系统的影响及对策

大规模压裂后的油井采出液中含有胍胶等各种添加剂,使得采出液成分复杂,黏度大,采出液乳化严重,机械杂质含量高。这样的采出液进入地面原油脱水和污水处理系统,对采出液处理系统的冲击较大,主要表现为脱水设备的淤积物增多,电脱水器容易倒电场,脱水系统放水悬浮固体含量高。通过现有工艺运行参数和处理药剂的优化,应用对高含压裂液采出液适应性强的电脱水配套供电设备,建立现有采出液处理系统处理高含压裂液运行机制,提高了脱水系统运行平稳性。     

海上油田高频电脱水电极实验研究

随着国家海洋战略的实施,海上石油开采规模越来越大,但海上开采的原油通常为油水乳化液,需进行脱水处理。同时,三次采油技术中加入的化学物质也使得在实际电脱水过程中出现油水乳化液的稳定性增强、脱水效率低、电场不稳定、电脱水难度增加的现象。针对当前电脱水技术现状,结合高频电脱水原理与特点,利用COMSOL软件进行电场数值计算,对高频电脱电场进行仿真分析研究,得出最佳电场形式。通过改变电极实现对理想电场形式的构造,设计出新型异径圆柱电极。对不同半径比的电极进行静态试验,验证该种电极在不同半径比下的电脱水效率,发现该电极在原油含水率为50%、电脱水温度在70℃左右时,电脱水效率显著提高。半径比为1∶1.5的电极在电压为5 kV、频率为3.6 kHz、占空比为80%时,电脱水效率最高,电脱水40 min后,含水率可下降到1%左右。     

稠油高压高频电脱水技术试验研究

稠油脱水普遍采用两段热化学沉降脱水工艺,该工艺运行稳定,脱水效果好,但存在脱水时间长,占地面积大、加药量大、热能消耗高等问题。为降低稠油脱水成本,辽河油田开展了高压高频电脱水技术试验研究,采用高压高频电场代替化学药剂破乳,其技术路线为两段电脱水工艺,一段为不加热电场破乳,二段将加热与电场破乳相结合。经现场中试试验得出:原油进口含水率为50%～90%,一段脱水温度为50～60℃时,一段原油出口含水率为6%～12%;二段脱水温度75～80℃时,原油出口含水率≤1.5%。试验结果证明,高压高频电脱水技术应用于普通稠油脱水效果较好,与热化学沉降脱水工艺相比,吨液处理成本降低50%。     

原油电脱水器技术进展

回顾了利用静电场提高原油乳化液脱水效率所开展的研究及开发的相关技术。电脱水器技术研究集中在开发新的电场形式、优化电极结构与布局以及根据电场设计更合理的液体流动形式,此外还包括利用离心、微波和超声波等辅助手段。结合海上油田采出液乳化特点,提出了开发电脱水器新技术的研究方向。     

油田原油脱水工艺技术(四)

自1909年原油电脱水工艺技术问世以来,人们对其电气线路和设备进行过一系列的试验研究。该电气线路和设备,是根据电脱水的负载特性专门设计和制造的,以便在电脱水器中建立稳定的高压电场,使电破乳脱水生产过程能够高效、连续、平稳、安全可靠地运行。     

希望油田第四油气处理厂原油脱水脱盐设计

站外来含水原油采用先加热升温,然后进行气液一级分离、二段沉降脱水、一段脱盐工艺,可以满足处理厂原油脱水、脱盐的生产要求.对于三相分离器可通过优化内部结构、流场和聚结材料,使油、气、水达到高效分离的目的;电脱水器采用4层水平悬挂平行网状电极,交、直流双电场复合供电,兼容直流、交流二种电场脱水的优点,优化了电脱水效果;洗盐加水装置采用管道多级雾化喷射水洗工艺,投产后实际洗盐用水量为20.5 m3/h.针对原油含硫化氢较高的特点,选用抗硫化氢腐蚀的设备、阀门及管材,同时采用加注缓蚀剂的办法,减轻了硫化氢腐蚀.     

原油电脱水器的除弊和增效

本文指出了卧式、横排电极结构的电脱水器存在的主要弊病,即乳化水滴的沉降受到工作油流的顶阻;进油管系不能保证工作油流的均衡上升;电场不能按原油物性实现最佳运行。进而提出了消除这些弊病提高电脱水器运行效率的措施:推荐采用双腔结构(下腔油流垂直流动、平置电极,上腔油流水平流动、垂直悬挂电极)的电脱水器;采用等流阻加均匀布孔的进油管系;在线检测破乳效果,设置自寻最佳运行分析器,按自寻最佳电场参数的方式控制脱水电场。     

节能高效电脱水器的技术优势

鼠笼式脉冲电脱水器是采用鼠笼式电极结构和高压脉冲电场相结合的方式对原油进行脱水处理。鼠笼式电极结构提高了电脱水罐利用空间,并且能在原油流动方向上形成下弱上强逐层变化的电场,与原油含水量在罐内下高上低的分布特点相适应。高压脉冲电场使油水乳化颗粒在瞬间高压下极化、聚结。智能调节供电系统可避免因短路或电流增大导致电场电压的降低。总之,这款高效电脱水设备能满足社会对节能降耗的迫切需要。     

停留时间对动态脉冲电脱水性能的影响

基于动态脉冲电脱水试验,考察停留时间对高压高频脉冲动态电脱水性能的影响。试验结果表明,随停留时间的增加,动态电脱水器的水处理效率和油处理效率显著增大,脱水功率小幅增加。高电压、长停留时间条件下,电脱水器的有效容积利用率小幅下降,脱水能耗随电压增大而增加的趋势有所减缓。当停留时间较长时,高频下乳状液吸收的电场能过高,大大增加了过度极化和电分散现象发生的趋势,动态电脱水性能下降。高含水率、高电压和高脉宽比条件下,应采用较低的停留时间,以避免极板击穿、垮电场等事故的发生。该项研究成果为高效紧凑静电脱水设备的研发奠定了基础。     

外围油田简化原油脱水工艺

简易电脱水器外壳与地连接,形成电脱水器的外电极,中间的钢管或平板电极作为电脱水器的内电极,在内外电极之间施以高压电场。当含水原油通过此电场时,在电场力的作用下,原油乳状液得以破乳,被电破乳后的含水原油进入沉降罐进行聚结沉降,使含水原油的脱水过程分两步进行,即含水原油先在简易电脱水器内进行短时间的电破乳,再进行沉降脱水,使脱后油含水在0．5％以内。这样不但减少了脱水设备的投资,同时简化了脱水工艺流程。     

冀中南部油田脱水工艺优化研究

为了优化冀中南部油田脱水工艺,进行了冀中南部油田原油性质分析和脱水工艺实验。研究结果表明:一段原油电脱水工艺适用于处理含水<30%的原油;热化学—电脱水工艺适用于处理含水30%～70%的原油;预脱水—电化学脱水、高效三相分离器脱水等工艺适用于处理高含水原油。文章阐述了这些脱水工艺的脱水机理、特点及优缺点。     

油田污油离心分离技术

大庆油田老化油进入电脱水器后,造成脱水电流升高,电场破坏,既使通过加大破乳剂药量、提高温度等措施也难以恢复电场。为保证老化油脱水质量,同时满足污水处理站来水的要求,2007年在八厂宋一联合站开展了老化油净化试验。试验采用大庆市爱克石油科技有限公司引入的NAK污油净化设备。分离净化后原油再进入脱水系统时,不出现跳闸或电脱水器极板击穿现象,解决了油田电脱水过程中的一大难题。